CN108106529A - 一种存贮式随钻测量岩心长度装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存贮式随钻测量岩心长度装置，包括：测量存储机构；所述测量存储机构的一端与防转总成的一端连接，所述防转总成的另一端与待测岩心的岩石接触；所述测量存储机构和所述防转总成安装在取心工具内筒内，所述测量存储机构可在所述取心工具内筒的内壁上滑动；所述测量存储机构，记录所述测量存储机构在所述取心工具内筒的内壁上滑动的路程；所述防转总成，用于防止所述测量存储机构在所述取心工具内筒内产生转动；所述路程为所述岩石的岩心长度。以及一种存贮式随钻测量岩心长度系统。以解决岩心长度测量不准确、不能在随钻过程中得到岩心长度的问题。

Description

一种存贮式随钻测量岩心长度装置和系统

技术领域

本发明涉及石油钻井取心领域，具体说是一种存贮式随钻测量岩心长度装置和系统。

背景技术

钻井取心指的是为了掌握地下地质情况。直接获得真实可靠的地下岩层的有关资料，在钻井过程中用取心工具从地下取出大块岩样(岩心)的作业；对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心，常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。取心主要目的：①发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。②建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。③了解岩性与电性关系。

取心钻头的主要功用是形成岩心，而取心工具的主要功用则是保护岩心和取出岩心。显然没有合适的取心工具就不可能高质量地取好岩心。根据割心方式，目前国内外的取心工具基本上可分为加压式、自锁式和砂卡式三类。

割心时，下放钻具，岩心爪靠钻压和内筒下滑冲击力收缩变形，包住、卡断或扭断岩心的取心工具称为加压式取心工具。割心时上提钻具，岩心抓靠自身的弹性力或它与岩心之间的摩擦力收缩变形，卡紧并拔断岩心的取心工具称为自锁式取心工具。割心时，钻具不动，因没有岩心抓，只能靠形状大小不同的石子（砂子），在液力作用下将岩心根部卡紧、扭断或拔断岩心的取心工具称为砂卡式取心工具。需要特别指出的是，经过30多年来的生产实践证明，加压式取心工具是我国特有的，是用于松散、松软地层的简单而有效的取心工具，不仅岩心收获率高，而且使用方便，成本低。通常在取心方式确定以后，就要根据井眼大小、井段深浅、岩石软硬与胶结情况以及其他特殊的要求来选择取心工具。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种存贮式随钻测量岩心长度装置，以解决岩心长度测量不准确、不能在随钻过程中得到岩心长度的问题。

第一方面，本发明提供一种存贮式随钻测量岩心长度装置，包括：

测量存储机构；

所述测量存储机构的一端与防转总成的一端连接，所述防转总成的另一端或所述测量存储机构的另一端与待测岩心的岩石接触；

所述测量存储机构和所述防转总成安装在取心工具内筒内，所述测量存储机构可在所述取心工具内筒的内壁上滑动；

所述测量存储机构，记录所述测量存储机构在所述取心工具内筒的内壁上滑动的路程；

所述防转总成，用于防止所述测量存储机构在所述取心工具内筒内产生转动；

所述测量存储机构在所述取心工具内筒的内壁上滑动的路程为所述待测岩石的岩心长度。

优选地，所述测量存储机构，进一步包括：测量存储机构本体；

所述测量存储机构本体的任一侧具有路程记录机构；

所述路程记录机构，与所述取心工具内筒的内壁接触，所述路程记录机构与路程信息发送机构连接，所述路程信息发送机构与测量存储电路连接；

所述路程记录机构，记录所述取心工具内筒的内壁上滑动的路程；

所述路程信息发送机构，发送所述路程到所述测量存储电路；

所述测量存储电路，用于储存所述路程的信息。

优选地，所述路程记录机构，为记录轮；

所述记录轮的圆周上具有磁柱；

所述磁柱，向所述测量存储电路发送所述测量存储机构在所述取心工具内筒的内壁上滑动的路程。

优选地，所述防转总成，进一步包括：防转总成主体；

所述防转总成主体的内部具有弹性支撑机构，所述弹性支撑机构将所述防转总成固定在所述取心工具内筒的内壁上。

优选地，所述防转总成主体的一端与所述测量存储机构连接，所述防转总成主体的另一端具有推力轴；

所述弹性支撑机构，进一步包括：片弹簧和防转套；

所述推力轴的一端与所述待测岩石接触，所述推力轴（2-4）的另一端插入所述防转总成主体中，所述推力轴的另一端的任一侧与所述片弹簧的一侧连接，所述片弹簧的另一侧与所述防转套连接；

所述防转总成主体向所述岩石的岩心方向滑动时，所述推力轴向所述防转总成主体中移动，与所述推力轴连接的所述片弹簧根据所述移动向所述取心工具内筒的内壁方向产生形变，所述形变推动所述防转套向所述取心工具内筒的内壁方向移动。

优选地，所述测量存储机构，还包括：支撑机构；

所述支撑机构在所述测量存储机构与所述取心工具内筒之间；

所述支撑机构，将所述测量存储机构保证所述测量存储机构在所述取心工具内筒的内部产生位移。

优选地，所述支撑机构，为支撑轮；

所述支撑轮，安装在所述测量存储机构的外侧。

第二方面，本发明提供一种存贮式随钻测量岩心长度系统，包括：

如上述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，以及

上位机；

所述上位机，用于读取所述路程的信息，保存所述路程的信息，并根据所述路程的信息绘制路程曲线。

本发明具有如下有益效果：

本发明的测量存储机构的一端与防转总成的一端连接，防转总成的另一端或测量存储机构的另一端与待测岩心的岩石接触；测量存储机构和防转总成安装在取心工具内筒内，测量存储机构可在取心工具内筒的内壁上向岩石的岩心方向滑动；测量存储机构记录测量存储机构在取心工具内筒的内壁上滑动的路程；防转总成用于防止测量存储机构在取心工具内筒内产生转动；测量存储机构在取心工具内筒的内壁上滑动的路程为待测岩石的岩心长度。通过防转总成可以防止测量存储机构在取心工具内筒内产生转动，保证测量存储机构所记录的路程（即，岩心长度）的准确性，不会因为测量存储机构在取心工具内筒在滑动，产生多余的路程 ，同时在随钻的过程中，即可对岩心长度进行存储，可为以后的研究提供一手而且准确的资料。

本发明的结构合理，操作方便；在取心过程中，测量存储机构与取心工具内筒间无相对转动，可有效保证测量的准确性；在地面，通过上位机可对测量存储机构存储的数据绘制成图，方便直观，便于分析，有效提高取心效果及减轻取心人员压力，确保岩心地质资料的完整和准确。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的一种存贮式随钻测量岩心长度装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例一种存贮式随钻测量岩心长度装置的测量存储机构的结构示意图；

图3是本发明实施例一种存贮式随钻测量岩心长度装置的防转总成的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本发明实施例的一种存贮式随钻测量岩心长度装置的整体结构示意图。如图1所示，一种存贮式随钻测量岩心长度装置，安装在岩石破碎装置上，与岩石破碎装置一起进入底层，包括：测量存储机构1和防转总成2。

在图1中，测量存储机构1和防转总成2连接，并安装在取心工具内筒3中。

在图1中，测量存储机构1的一端与防转总成2的一端连接，防转总成2的另一端或测量存储机构1的另一端与待测岩心的岩石接触；测量存储机构1和防转总成2安装在取心工具内筒3内，测量存储机构1可在取心工具内筒3的内壁上滑动；测量存储机构1，记录测量存储机构1在取心工具内筒3的内壁上滑动的路程；防转总成2，用于防止测量存储机构1在取心工具内筒3内产生转动；测量存储机构1在取心工具内筒3的内壁上滑动的路程为待测岩石的岩心长度。

图2是本发明实施例一种存贮式随钻测量岩心长度装置的测量存储机构的结构示意图。如图2所示，图1中的测量存储机构1，进一步包括：测量存储机构本体1-1；测量存储机构本体1-1的任一侧具有路程记录机构；路程记录机构，与取心工具内筒3的内壁接触，路程记录机构与路程信息发送机构连接，路程信息发送机构与测量存储电路连接；路程记录机构，记录取心工具内筒3的内壁上滑动的路程；路程信息发送机构，发送路程到测量存储电路；测量存储电路，用于储存路程的信息。

进一步地，在图2中，路程记录机构，为记录轮1-2；记录轮1-2的圆周上具有磁柱；磁柱向测量存储电路发送测量存储机构1在取心工具内筒3的内壁上滑动的路程。

在图2中，图1的测量存储机构1，还包括：支撑机构；图1的支撑机构在测量存储机构1与图1的取心工具内筒3之间；支撑机构，将图1的测量存储机构1保证图1的测量存储机构1在图1的取心工具内筒3的内部产生位移。

进一步地，在图2中，支撑机构，为支撑轮1-2；支撑轮1-2，安装在图1的测量存储机构1的外侧。

在图2中，并结合图1进行详细说明，一种存贮式随钻测量岩心长度装置的测量存储机构1，包括：测量存储机构本体1-1、记录轮1-2、密封端盖1-3、第一挡板1-4、连接板1-5、第二挡板1-2、支撑轮1-7、防护板1-8。记录轮1-2安装在测量存储机构本体1-1上，沿记录轮1-2的圆周均布8个磁柱；测量存储机构本体1-1的内部安装有测量存储电路，由密封端盖1-3封住；第一挡板1-4、连接板1-5、第二挡板1-2、防护板1-8用螺钉安装在测量存储机构本体1-1上；支撑轮用销钉安装在本体上。

在图2中，具体地说，测量存储电路，包括：数据传输单元和存储芯片，记录轮1-2记录的数据通过数据传输单元传输到存储芯片中，数据传输单元可控制是否向存储芯片中传输数据。在图2中，数据传输单元为磁柱。

在图2中，具体地说，第一挡板1-4用于固定支撑轮1-7，防止测量存储机构1（图1）从取心工具内筒3（图1）中取出时脱落。

在图2中，具体地说，第二挡板1-2用于固定记录轮1-2，防止测量存储机构1（图1）从取心工具内筒3（图1）中取出时脱落。

在图2中，具体地说，因为测量存储电路要放置在测量存储机构本体1-1的内部，因此密封端盖1-3对测量存储机构本体1-1进行密封，防止异物进入测量存储机构本体1-1的内部。

图3是本发明实施例一种存贮式随钻测量岩心长度装置的防转总成的结构示意图。如图3所示，并结合图1说明，防转总成2，进一步包括：防转总成主体；防转总成主体的内部具有弹性支撑机构，弹性支撑机构将防转总成2固定在取心工具内筒3的内壁上。

进一步地，在图3中，并结合图1说明，防转总成主体的一端与测量存储机构1连接，防转总成主体的另一端具有推力轴2-4；弹性支撑机构，进一步包括：片弹簧2-2和防转套2-1；推力轴2-4的一端与待测岩石接触，推力轴2-4的另一端插入防转总成主体中，推力轴2-4的另一端的任一侧与片弹簧2-2的一侧连接，片弹簧2-2的另一侧与防转套2-1连接；防转总成主体向岩石的岩心方向滑动时，推力轴2-4向防转总成主体中移动，与推力轴2-4连接的片弹簧2-2根据移动向取心工具内筒3的内壁方向产生形变，形变推动防转套2-1向取心工具内筒3的内壁方向移动。

在图3中，具体地说，一种存贮式随钻测量岩心长度装置的防转总成，包括：防转套2-1、片弹簧2-2、推力轴2-4和挡圈2-3。片弹簧2-2用螺钉安装在防转套2-1上；推力轴安装在防转套2-1内，由挡圈2-3挡住；挡圈2-3用螺钉安装在防转套2-1上。

在图3中，推力轴2-4的一端与需要测量的岩心接触，推力轴2-4的另一端通过挡圈2-3插入到防转总成主体中，插入防转总成主体的另一端的两端分别具有2个片弹簧2-2，片弹簧2-2的外侧分别具有防转套2-1，防转套2-1外侧具有凸起。当本装置向下移动时，岩心推动推力轴2-4向防转总成主体中压缩，因为片弹簧2-2在防转套2-1和推力轴2-4的另一端的中间，片弹簧2-2产生向外侧的形变，与片弹簧2-2连接的防转套2-1向外侧移动，防转套2-1外侧的凸起将防转总成固定在取心工具内筒3（图1）的内壁，进而防止测量存储机构1（图1）在取心工具内筒3（图1）的内部产生位移或者转动。

结合图1～图3，对本发明的转配进行简单说明：测量存储机构1中的连接板1-5的一端与测量存储机构本体1-1相连，连接板1-5的另一端与防转总成2相连，测量存储机构1和防转总成2组装后在取心前放入取心工具内筒3的底部。

结合图1～图3，对本发明的工作过程进行简单说明：在取心过程中，岩心进入取心工具内筒3顶着整个装置向上移动。当岩心顶着整个装置在取心工具内筒3中向上移动时，测量存储机构1上的记录轮1-2就会紧贴取心工具内筒3的内壁转动，测量存储机构本体1-1内安装有测量存储电路，测量存储电路根据记录轮1-2上磁柱的磁场变化计算出整个装置向上移动的距离即岩心进入内筒的长度，并将测量结果存储起来；同时，防转总成3上的片弹簧2-2在推力轴2-4的推力作用下撑在取心工具内筒3的内壁上，防止整个装置与取心工具内筒3间发生相对转动，保证测量的准确性。

如出现撸心或掉心（岩心从内筒中下落），防转总成2的推力轴2-4随岩心下落，然后片弹簧2-2丧失推力而收回，整个装置随岩心向下移动。此时测量存储机构1中的测量存储电路测量出装置向下移动的距离即岩心下落的长度，并将数据存储。

本发明也提供了一种存贮式随钻测量岩心长度系统，包括：如上一种存贮式随钻测量岩心长度装置，以及上位机；上位机，用于读取路程的信息，并根据路程的信息绘制路程曲线。

具体地说，取心结束后该装置随岩心一起从图1中的取心工具内筒3中取出，将1中的测量存储机构1内的测量存储电路与电脑（即，上位机）相连，可通过软件对取心过程中存储的数据进行保存、回放并对整个取心过程进行分析。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于，包括：

测量存储机构（1）；

所述测量存储机构（1）的一端与防转总成（2）的一端连接，所述防转总成（2）的另一端或所述测量存储机构（1）的另一端与待测岩心的岩石接触；

所述测量存储机构（1）和所述防转总成（2）安装在取心工具内筒（3）内，所述测量存储机构（1）可在所述取心工具内筒（3）的内壁上滑动；

所述测量存储机构（1），记录所述测量存储机构（1）在所述取心工具内筒（3）的内壁上滑动的路程；

所述防转总成（2），用于防止所述测量存储机构（1）在所述取心工具内筒（3）内产生转动；

所述测量存储机构（1）在所述取心工具内筒（3）的内壁上滑动的路程为所述待测岩石的岩心长度。

2.根据权利要求1所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述测量存储机构（1），进一步包括：测量存储机构本体（1-1）；

所述测量存储机构本体（1-1）的任一侧具有路程记录机构；

所述路程记录机构，与所述取心工具内筒（3）的内壁接触，所述路程记录机构与路程信息发送机构连接，所述路程信息发送机构与测量存储电路连接；

所述路程记录机构，记录所述取心工具内筒（3）的内壁上滑动的路程；

所述路程信息发送机构，发送所述路程到所述测量存储电路；

所述测量存储电路，用于储存所述路程的信息。

3.根据权利要求2所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述路程记录机构，为记录轮（1-2）；

所述记录轮（1-2）的圆周上具有磁柱；

所述磁柱，向所述测量存储电路发送所述测量存储机构（1）在所述取心工具内筒（3）的内壁上滑动的路程。

4.根据权利要求1所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述防转总成（2），进一步包括：防转总成主体；

所述防转总成主体的内部具有弹性支撑机构，所述弹性支撑机构将所述防转总成（2）固定在所述取心工具内筒（3）的内壁上。

5.根据权利要求4所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述防转总成主体的一端与所述测量存储机构（1）连接，所述防转总成主体的另一端具有推力轴（2-4）；

所述弹性支撑机构，进一步包括：片弹簧（2-2）和防转套（2-1）；

所述推力轴（2-4）的一端与所述待测岩石接触，所述推力轴（2-4）的另一端插入所述防转总成主体中，所述推力轴（2-4）的另一端的任一侧与所述片弹簧（2-2）的一侧连接，所述片弹簧（2-2）的另一侧与所述防转套（2-1）连接；

所述防转总成主体向所述岩石的岩心方向滑动时，所述推力轴（2-4）向所述防转总成主体中移动，与所述推力轴（2-4）连接的所述片弹簧（2-2）根据所述移动向所述取心工具内筒（3）的内壁方向产生形变，所述形变推动所述防转套（2-1）向所述取心工具内筒（3）的内壁方向移动。

6.根据权利要求1所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述测量存储机构（1），还包括：支撑机构；

所述支撑机构在所述测量存储机构（1）与所述取心工具内筒（3）之间；

所述支撑机构，将所述测量存储机构（1）保证所述测量存储机构（1）在所述取心工具内筒（3）的内部产生位移。

7.根据权利要求6所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，其特征在于：

所述支撑机构，为支撑轮（1-2）；

所述支撑轮（1-2），安装在所述测量存储机构（1）的外侧。

8.一种存贮式随钻测量岩心长度系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～7任一项所述一种存贮式随钻测量岩心长度装置，以及

上位机；

所述上位机，用于读取所述路程的信息，保存所述路程的信息，并根据所述路程的信息绘制路程曲线。