CN109057736A - 岩芯存储筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩芯存储筒，包括岩芯筒、钻机外筒、翻板阀和触发机构，翻板阀包括阀座和密封阀瓣，阀座同轴安装在钻机外筒内壁上；触发机构包括触发内筒、触发块和触发弹簧，触发块放置于触发内筒侧壁的通孔中并外凸于触发内筒的内侧壁，岩芯筒底部外侧壁有与触发块适配的凸起部；钻机外筒内壁有与触发块适配的避让口，避让口位于触发块上方；触发内筒下端与阀座止口配合。本发明采用翻板阀实现下端密封，翻板阀结构简单，阀门开启时密封阀瓣隐藏于触发内筒与钻机外筒之间，节约空间，可消除对钻取岩芯直径的限制；当将岩芯筒向上提升至一定高度时，翻板阀关闭且密封阀瓣又受压于回落的触发内筒，阀门的密封比压增大，密封性能可靠。

Description

岩芯存储筒

技术领域

本发明涉及取芯设备技术领域，尤其涉及岩芯存储筒。

背景技术

目前，在保压取芯领域，保压筒上端一般采用活塞密封，保压筒下端通常采用球阀密封或者翻板阀密封。球阀结构比较复杂，空间占据大，限制了钻取岩芯的直径，球阀加工工艺要求高，且当压力较大时，保压筒里面的液体会从球阀与岩芯筒之间的缝隙渗出，不能维持较高的压力；翻板阀虽然结构简单，能够维持较高的压力，但是翻板阀在密封比压小时密封性能差。

发明内容

本发明旨在提供岩芯存储筒，采用翻板阀实现保压筒下端密封，并增加触发机构来增大翻板阀关闭时的密封比压，提高阀门的密封性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

岩芯存储筒，包括岩芯筒、钻机外筒、翻板阀和触发机构，所述翻板阀包括阀座和密封阀瓣，所述阀座同轴安装在钻机外筒内壁上，密封阀瓣一端与阀座上端外侧壁活动连接，阀座顶部有与密封阀瓣匹配的阀口密封面；

触发机构包括触发内筒和触发块，所述触发内筒侧壁上设有通孔，触发块放置于通孔中，岩芯筒底部外侧壁有与触发块适配的凸起部；钻机外筒内壁有与触发块适配的避让口，触发块位于密封阀瓣上方，避让口位于触发块上方；

当岩芯筒位于阀座中时，触发内筒位于岩芯筒与钻机外筒之间，触发内筒下端与阀座止口配合，触发块外凸于触发内筒的内侧壁，密封阀瓣开启90°且位于触发内筒与钻机外筒之间；当将岩芯筒向上提升至一定高度时，密封阀瓣回到阀座顶面与阀口密封面密封接触，触发内筒底部压在密封阀瓣上。

进一步的，触发机构还包括触发弹簧，触发弹簧套在触发内筒外，所述触发内筒外壁设有台肩，触发弹簧下端受压于台肩，触发弹簧上端顶在钻机外筒的台阶面上，触发弹簧位于触发块上方。

其中，钻机外筒包括上外筒、下外筒和螺纹连接套，所述螺纹连接套下端设有内螺纹，螺纹连接套上端设有外螺纹，下外筒的上端与螺纹连接套的下端螺纹连接，上外筒的下端与螺纹连接套的上端螺纹连接。

其中，阀座的底面与螺纹连接套的顶面接触，阀座的外壁与上外筒的内壁间设有密封圈。

进一步的，密封阀瓣一端通过弹簧片与阀座上端外侧壁铰接。

其中，弹簧片包括转轴和弹片，阀座侧壁顶端有与转轴相适配的转轴容置槽。

进一步的，密封阀瓣外表面有容纳弹片的凹槽。

进一步的，密封阀瓣外周设置有用于安装密封圈的环形凹槽，环形凹槽中装有密封圈。

进一步的，当密封阀瓣开启90°时，密封阀瓣内表面与触发内筒外壁完全贴合且其外表面与阀座外侧壁在同一个圆柱面内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用翻板阀实现下端密封，翻板阀结构简单，开启时密封阀瓣隐藏于内外筒之间，节约空间，可消除对钻取岩芯直径的限制；关闭时密封阀瓣又受压于回落的触发内筒，密封比压大，密封性能可靠。

附图说明

图1是翻板阀开启时本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是翻板阀关闭时本发明的结构示意图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是翻板阀的结构示意图；

图中：1-岩芯筒、2-钻机外筒、3-翻板阀、4-弹簧片、6-钻头、7-捕芯器、8-活塞、11-凸起部、21-上外筒、22-下外筒、23-螺纹连接套、24-避让口、31-阀座、32-密封阀瓣、41-转轴、42-弹片、311-阀口密封面、321-凹槽、322-密封圈、51-触发弹簧、52-触发内筒、53-触发块、521-台肩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1、2、3所示，本发明公开的岩芯存储筒，包括岩芯筒1、钻机外筒2、翻板阀3和触发机构，翻板阀3包括阀座31和密封阀瓣32，阀座31同轴安装在钻机外筒2内壁上，密封阀瓣32一端与阀座31上端外侧壁活动连接，阀座31顶部有与密封阀瓣32匹配的阀口密封面311。

触发机构包括触发内筒52和触发块53，触发内筒52侧壁上设有通孔，触发块53放置于通孔中，岩芯筒1底部外侧壁有与触发块53适配的凸起部11；钻机外筒2内壁有与触发块53适配的避让口24，触发块53位于密封阀瓣32上方，避让口24位于触发块53上方。

如图1,2所示，当岩芯筒1位于阀座31中时，触发内筒52位于岩芯筒1与钻机外筒2之间，触发内筒52下端与阀座31止口配合，触发块53外凸于触发内筒52的内侧壁，触发块53的外侧与钻机外筒2内壁接触，触发块53的内侧与岩芯筒1外壁接触，密封阀瓣32开启90°且位于触发内筒52与钻机外筒2之间。

如图4,5所示，当将岩芯筒1向上提升越过翻板阀3，岩芯筒1底部的凸起部11带动触发块53上升，继而带动触发内筒52上升，当触发内筒52底部越过密封阀瓣32时，密封阀瓣32反转，回到阀座31顶面与阀口密封面311密封接触；当触发块53随岩芯筒1到达钻机外筒2的避让口24时，触发块53能够径向移位继而脱离岩芯筒1凸起部11的作用；当岩芯筒1底部越过避让口24时，触发块53失去岩芯筒1的作用力，触发内筒52在重力的作用下带动触发块53下滑，最终压在密封阀瓣32上，对翻板阀施加密封比压。

在另一个实施方式中触发机构还包括触发弹簧51，触发弹簧51套在触发内筒52外，触发内筒52外壁设有台肩521，触发弹簧51下端受压于台肩521，触发弹簧51上端顶在钻机外筒2的台阶面上，触发弹簧51位于触发块53上方。当将岩芯筒1向上提升越过翻板阀3，岩芯筒1底部的凸起部11带动触发块53上升，继而带动触发内筒52压缩触发弹簧51并上升；当岩芯筒1底部越过避让口24时，触发块53失去岩芯筒1的作用力，触发内筒52在触发弹簧51的弹力以及自身重力的作用下带动触发块53下滑，最终压在密封阀瓣32上，对翻板阀3施加密封比压。

其中，钻机外筒2包括上外筒21、下外筒22和螺纹连接套23，螺纹连接套23下端设有内螺纹，螺纹连接套23上端设有外螺纹，下外筒22的上端与螺纹连接套23的下端螺纹连接，上外筒21的下端与螺纹连接套23的上端螺纹连接。

其中，阀座31的底面与螺纹连接套23的顶面接触，阀座31的外壁与上外筒21的内壁间设有密封圈，密封圈安装在阀座31外壁上。

本实施方式中翻板阀3的结构如图6所示，密封阀瓣32一端通过弹簧片4与阀座31上端外侧壁铰接。其中，弹簧片4包括转轴41和弹片42，阀座31侧壁顶端有与转轴41相适配的转轴容置槽，密封阀瓣32外表面有容纳弹片42的凹槽321。弹片42为曲线型钢片，曲线型钢片卡在凹槽321处，在外力作用下曲线型钢片能够伸直，其曲面可以变为平面并与密封阀瓣32外表面的凹槽321完全贴合。当触发内筒52底部越过密封阀瓣32时，夹在钻机外筒2与密封阀瓣32之间的弹片42释放弹力，密封阀瓣32在弹片42弹力和自身重力作用下反转，与阀座31实现密封配合。

在另一个实施方式中，密封阀瓣32通过销轴和扭力弹簧与阀座31上端外侧壁铰接。

当密封阀瓣32开启90°时，密封阀瓣32内表面与触发内筒52外壁完全贴合且其外表面与阀座31外侧壁在同一个圆柱面内。密封阀瓣32为由圆锥面或圆球面截取半圆管片获得的空间曲面，半圆管片外径与阀座31外径一致。密封阀瓣32外周设置有用于安装密封圈322的环形凹槽，环形凹槽中装有密封圈322。

岩芯筒1下端内壁设有捕芯器7，岩芯筒1上部装有活塞8，钻机外筒2下端连接钻头6，如图1、2所示，岩心钻取阶段，岩芯筒1下端穿过阀座31并延伸到钻机外筒2底部，此时密封阀瓣32开启90度，触发内筒52与密封阀瓣32紧密接触可限制密封阀瓣32转动。

随着钻头6的钻进，岩芯从岩芯筒1下端进入岩芯筒1内并由捕芯器7抓紧，此时原位水环境可以侵入岩芯筒1内。

当将岩芯筒1提升，捕芯器7抓取岩心并随岩芯筒1向上移动，当提升到一定高度时，触发内筒52对密封阀瓣32失去限制作用，密封阀瓣32在弹簧的作用下，回到阀座31顶面与阀口密封面311密封接触，阀门关闭，最后再由回落的触发内筒52压在密封阀瓣32上，对翻板阀3施加密封比压，从而有效避免岩芯筒1内的液体流失。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.岩芯存储筒，其特征在于:包括岩芯筒(1)、钻机外筒(2)、翻板阀(3)和触发机构，翻板阀(3)包括阀座(31)和密封阀瓣(32)，阀座(31)同轴安装在钻机外筒(2)内壁上，密封阀瓣(32)一端与阀座(31)上端外侧壁活动连接，阀座(31)顶部有与密封阀瓣(32)匹配的阀口密封面(311)；

触发机构包括触发内筒(52)和触发块(53)，触发内筒(52)侧壁上设有通孔，触发块(53)放置于通孔中，岩芯筒(1)底部外侧壁有与触发块(53)适配的凸起部(11)；钻机外筒(2)内壁有与触发块(53)适配的避让口(24)，触发块(53)位于密封阀瓣(32)上方，避让口(24)位于触发块(53)上方；

当岩芯筒(1)位于阀座(31)中时，触发内筒(52)位于岩芯筒(1)与钻机外筒(2)之间，触发内筒(52)下端与阀座(31)止口配合，触发块(53)外凸于触发内筒(52)的内侧壁，密封阀瓣(32)开启90°且位于触发内筒(52)与钻机外筒(2)之间；当将岩芯筒(1)向上提升至一定高度时，密封阀瓣(32)回到阀座(31)顶面与阀口密封面(311)密封接触，触发内筒(52)底部压在密封阀瓣(32)上。

2.根据权利要求1所述的岩芯存储筒，其特征在于：触发机构还包括触发弹簧(51)，触发弹簧(51)套在触发内筒(52)外，所述触发内筒(52)外壁设有台肩(521)，触发弹簧(51)下端受压于台肩(521)，触发弹簧(51)上端顶在钻机外筒(2)的台阶面上，触发弹簧(51)位于触发块(53)上方。

3.根据权利要求1所述的岩芯存储筒，其特征在于：钻机外筒(2)包括上外筒(21)、下外筒(22)和螺纹连接套(23)，所述螺纹连接套(23)下端设有内螺纹，螺纹连接套(23)上端设有外螺纹，下外筒(22)的上端与螺纹连接套(23)的下端螺纹连接，上外筒(21)的下端与螺纹连接套(23)的上端螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的岩芯存储筒，其特征在于：阀座(31)的底面与螺纹连接套(23)的顶面接触，阀座(31)的外壁与上外筒(21)的内壁间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的岩芯存储筒，其特征在于：密封阀瓣(32)一端通过弹簧片(4)与阀座(31)上端外侧壁铰接。

6.根据权利要求5所述的岩芯存储筒，其特征在于：弹簧片(4)包括转轴(41)和弹片(42)，阀座(31)侧壁顶端有与转轴(41)相适配的转轴容置槽。

7.根据权利要求6所述的岩芯存储筒，其特征在于：密封阀瓣(32)外表面有容纳弹片(42)的凹槽(321)。

8.根据权利要求1所述的岩芯存储筒，其特征在于：密封阀瓣(32)外周设置有用于安装密封圈(322)的环形凹槽，环形凹槽中装有密封圈(322)。

9.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的岩芯存储筒，其特征在于：当密封阀瓣(32)开启90°时，密封阀瓣(32)内表面与触发内筒(52)外壁完全贴合且其外表面与阀座(31)外侧壁在同一个圆柱面内。