CN110273659B - 一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 - Google Patents
一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110273659B CN110273659B CN201910571179.9A CN201910571179A CN110273659B CN 110273659 B CN110273659 B CN 110273659B CN 201910571179 A CN201910571179 A CN 201910571179A CN 110273659 B CN110273659 B CN 110273659B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic
- liner tube
- rock core
- core
- coring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 15
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 2
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 3
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 3
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 3
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/10—Formed core retaining or severing means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及石油与天然气钻井取心技术领域，特别涉及一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法。该装置的金属内筒上端连接排气接头，排气接头上设置排气阀，金属内筒下端连接连接套，连接套下端连接卡箍座，卡箍座内设置岩心爪，金属内筒内设置弹性衬管，弹性衬管自然状态下处于收缩状态且通径小于岩心直径。本发明实现了岩心钻取、出心、地面处理这些环节对岩心的全过程围压保护，减少岩心结构破坏和孔隙流体损失，保护岩心形态完成，从而获取更加真实的岩心样本，可有效防止在起钻过程中发生掉心，保证取心收获率，结构简单，安装方便，成本低廉，性能可靠，可减少岩心地面处理工作量，提高现场作业效率。
Description
技术领域：
本发明涉及石油与天然气钻井取心技术领域，特别涉及一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法。
背景技术：
在使用常规取心技术进行取心作业时，岩心与内筒之间留有环空间隙，岩心不受任何保护，起钻和出心过程中一旦操作不当则容易导致岩心结构遭到破坏，无法保证岩心形态完整。现有的保型取心技术可以通过在内筒当中加装一层PVC或玻璃钢衬管来保护岩心，出心时将岩心和衬管整体抽出，但是仍需要将岩心连同衬管切割成段后，配合石蜡或聚氨酯等填充材料对岩心和衬管之间进行填充封装。此过程步骤繁琐，取心工作量较大时，效率极为低下，且增加了外界物质与岩心的接触，容易对岩心造成污染。目前国内还没有一种便捷、高效的取心技术可以实现岩心钻取、出心、地面处理等环节对岩心的全过程保护，研制一种带有围压保护的取心内筒可以弥补该领域的技术欠缺，对于获取完整的岩心资料、提高岩心保真度具有重要意义。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法，该装置实现了岩心钻取、出心、地面处理这些环节对岩心的全过程围压保护，减少岩心结构破坏和孔隙流体损失，保护岩心形态完成，从而获取更加真实的岩心样本，可有效防止在起钻过程中发生掉心，保证取心收获率，结构简单，安装方便，成本低廉，性能可靠，可减少岩心地面处理工作量，提高现场作业效率。克服了现有保型取心技术步骤繁琐，取心工作量大，效率低下，且增加了外界物质与岩心的接触，容易对岩心造成污染的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种自吸式围压保护取心内筒，包括金属内筒；金属内筒上端连接排气接头，排气接头上设置排气阀，金属内筒下端连接连接套，连接套下端连接卡箍座，卡箍座内设置岩心爪，金属内筒内设置弹性衬管，弹性衬管自然状态下处于收缩状态且通径小于岩心直径，弹性衬管上端连接上密封接头，上密封接头上设置磁感应阀，弹性衬管下端内壁连接下密封接头，下密封接头与金属内筒内壁之间密封，金属内筒与弹性衬管之间形成密闭环空腔，下密封接头上端面上设置具有弧形顶部的弹性引心套，弹性引心套处于张开状态并与弹性衬管内壁接触，弹性引心套上开有孔，弹性引心套顶部装有磁环。
弹性衬管上端通过硫化处理连接上密封接头，弹性衬管下端内壁通过硫化处理连接下密封接头。
下密封接头与金属内筒内壁之间通过密封圈密封。
弹性衬管采用橡胶制成。
一种自吸式围压保护取心内筒的应用方法，该方法步骤如下：自吸式围压保护取心内筒下钻前，首先通过排气阀将密闭环空腔中的空气抽出，在负压压力下弹性衬管向外膨胀，取心钻进时，在井底压力和密闭环空腔的负压压力双重作用下，弹性衬管紧贴金属内筒内壁，此时弹性衬管内部通径大于岩心直径，便于岩心进筒，随着岩心的进筒，弹性引心套被推动上行，弹性引心套能够将不规则岩心头纳入其中，当钻取岩心结束后，弹性引心套被推至弹性衬管顶部，此时磁环靠近上密封接头，触发磁感应阀，磁感应阀打开，将密闭环空腔与弹性衬管内部连通，弹性衬管内的流体通过磁感应阀进入密闭环空腔，当密闭环空腔与弹性衬管内部压力达到平衡后，弹性衬管在自身弹性作用下恢复原有形态，逐渐收紧将岩心包裹，在起钻过程中，弹性衬管始终包住岩心，到达地面后，卸掉排气接头、卡箍座和连接套，抽出弹性衬管，按照所需长度切割成段，每段两端带上胶帽即可完成封装。
本发明的有益效果是：本发明实现了岩心钻取、出心、地面处理这些环节对岩心的全过程围压保护，减少岩心结构破坏和孔隙流体损失，保护岩心形态完成，从而获取更加真实的岩心样本，可有效防止在起钻过程中发生掉心，保证取心收获率，结构简单，安装方便，成本低廉，性能可靠，可减少岩心地面处理工作量，提高现场作业效率。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为负压状态下弹性衬管膨胀示意图。
图3为磁感应阀打开前弹性衬管膨胀示意图。
图4为磁感应阀打开后弹性衬管收缩示意图。
具体实施方式：
如图1所示，一种自吸式围压保护取心内筒，包括金属内筒3；金属内筒3上端连接排气接头1，排气接头1上设置排气阀8，金属内筒3下端连接连接套6，连接套6下端连接卡箍座7，卡箍座7内设置岩心爪14，金属内筒3内设置弹性衬管4，弹性衬管4自然状态下处于收缩状态，通径小于岩心直径。弹性衬管4上端连接上密封接头2，上密封接头2上设置磁感应阀9，弹性衬管4下端内壁连接下密封接头5，下密封接头5与金属内筒3内壁之间密封，金属内筒3与弹性衬管4之间形成密闭环空腔10，下密封接头5上端面上设置具有弧形顶部的弹性引心套12，弹性引心套12处于张开状态并与弹性衬管4内壁接触，弹性引心套12上开有孔，弹性引心套12顶部装有磁环11。
弹性衬管4上端通过硫化处理连接上密封接头2，弹性衬管4下端内壁通过硫化处理连接下密封接头5。
下密封接头5与金属内筒3内壁之间通过密封圈13密封。
弹性衬管4采用橡胶制成。
如图2、图3、图4所示，一种自吸式围压保护取心内筒的应用方法，该方法步骤如下：自吸式围压保护取心内筒下钻前，首先通过排气阀8将密闭环空腔10中的空气抽出，在负压压力下弹性衬管4向外膨胀，取心钻进时，在井底压力和密闭环空腔10的负压压力双重作用下，弹性衬管4紧贴金属内筒3内壁，此时弹性衬管4内部通径大于岩心直径，便于岩心进筒，随着岩心的进筒，弹性引心套12被推动上行，弹性引心套12能够将不规则岩心头纳入其中，圆弧型顶部起引导作用，减少了岩心与弹性衬管4的接触和进筒阻力。当钻取岩心结束后，弹性引心套12被推至弹性衬管4顶部，此时磁环11靠近上密封接头2，触发磁感应阀9，磁感应阀9打开，将密闭环空腔10与弹性衬管4内部连通，弹性衬管4内的流体通过磁感应阀9进入密闭环空腔10，当密闭环空腔10与弹性衬管4内部压力达到平衡后，弹性衬管4在自身弹性作用下恢复原有形态，逐渐收紧将岩心包裹形成围压保护，在起钻过程中，弹性衬管4始终包住岩心，并能防止在起钻过程岩心掉落。到达地面后，卸掉排气接头1、卡箍座7和连接套6，抽出弹性衬管4，按照所需长度切割成段，每段两端带上胶帽即可完成封装，实现快速、高效的岩心处理。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自吸式围压保护取心内筒，包括金属内筒(3)；其特征在于：金属内筒(3)上端连接排气接头(1)，排气接头(1)上设置排气阀(8)，金属内筒(3)下端连接连接套(6)，连接套(6)下端连接卡箍座(7)，卡箍座(7)内设置岩心爪(14)，金属内筒(3)内设置弹性衬管(4)，弹性衬管(4)自然状态下处于收缩状态且通径小于岩心直径，弹性衬管(4)上端连接上密封接头(2)，上密封接头(2)上设置磁感应阀(9)，弹性衬管(4)下端内壁连接下密封接头(5)，下密封接头(5)与金属内筒(3)内壁之间密封，金属内筒(3)与弹性衬管(4)之间形成密闭环空腔(10)，下密封接头(5)上端面上设置具有弧形顶部的弹性引心套(12)，弹性引心套(12)处于张开状态并与弹性衬管(4)内壁接触，弹性引心套(12)上开有孔，弹性引心套(12)顶部装有磁环(11)；
其中，
排气阀(8)，设置为供抽取密闭环空腔(10)内气体来形成负压使得弹性衬管(4)处于向外膨胀；
磁感应阀(9)，设置为控制弹性衬管(4)内部与密闭环空腔(10)的连通与断开，在弹性衬管(4)内部与密闭环空腔(10)连通时，弹性衬管(4)内部与密闭环空腔(10) 压力达到平衡，使得弹性衬管(4)由向外膨胀恢复到将岩心包裹。
2.按照权利要求1所述的自吸式围压保护取心内筒，其特征在于：所述弹性衬管(4)上端通过硫化处理连接上密封接头(2)，弹性衬管(4)下端内壁通过硫化处理连接下密封接头(5)。
3.按照权利要求1所述的自吸式围压保护取心内筒，其特征在于：所述下密封接头(5)与金属内筒(3)内壁之间通过密封圈(13)密封。
4.按照权利要求1所述的自吸式围压保护取心内筒，其特征在于：所述弹性衬管(4)采用橡胶制成。
5.一种按照权利要求1所述的自吸式围压保护取心内筒的应用方法，其特征在于：该方法步骤如下：自吸式围压保护取心内筒下钻前，首先通过排气阀(8)将密闭环空腔(10)中的空气抽出，在负压压力下弹性衬管(4)向外膨胀，取心钻进时，在井底压力和密闭环空腔(10)的负压压力双重作用下，弹性衬管(4)紧贴金属内筒(3)内壁，此时弹性衬管(4)内部通径大于岩心直径，便于岩心进筒，随着岩心的进筒，弹性引心套(12)被推动上行，弹性引心套(12)能够将不规则岩心头纳入其中，当钻取岩心结束后，弹性引心套(12)被推至弹性衬管(4)顶部，此时磁环(11)靠近上密封接头(2)，触发磁感应阀(9)，磁感应阀(9)打开，将密闭环空腔(10)与弹性衬管(4)内部连通，弹性衬管(4)内的流体通过磁感应阀(9)进入密闭环空腔(10)，当密闭环空腔(10)与弹性衬管(4)内部压力达到平衡后，弹性衬管(4)在自身弹性作用下恢复原有形态，逐渐收紧将岩心包裹，在起钻过程中，弹性衬管(4)始终包住岩心，到达地面后，卸掉排气接头(1)、卡箍座(7)和连接套(6)，抽出弹性衬管(4)，按照所需长度切割成段，每段两端带上胶帽即可完成封装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910571179.9A CN110273659B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910571179.9A CN110273659B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110273659A CN110273659A (zh) | 2019-09-24 |
| CN110273659B true CN110273659B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=67963711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910571179.9A Active CN110273659B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110273659B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112922550B (zh) * | 2019-11-20 | 2022-10-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 岩心筒 |
| CN113982515B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-07-15 | 中国地质大学（北京） | 保压取心装置 |
| CN114233227B (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-31 | 陕西太合智能钻探有限公司 | 一种取芯钻具密封装置 |
| CN114233226B (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-24 | 陕西太合智能钻探有限公司 | 一种矿用密封取芯钻具 |
| CN117146904B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-23 | 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 | 多含水层地下水环境监测装置和方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3548958A (en) * | 1969-07-30 | 1970-12-22 | Exxon Production Research Co | Pressure core barrel |
| WO2000006866A1 (en) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Aumann James T | Method and apparatus for recovering core samples under pressure |
| CN2402798Y (zh) * | 1999-12-13 | 2000-10-25 | 胜利石油管理局钻井工艺研究院 | 一种保形密闭取心工具 |
| CN101435316A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-05-20 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种破碎地层取心工具 |
| CN202266217U (zh) * | 2011-08-28 | 2012-06-06 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种保温保压取心工具 |
| CN104153734A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 四川川庆石油钻采科技有限公司 | 一种液动加压式取心工具 |
| CN106014315A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 液压锁紧式取心装置 |
| CN109057736A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 四川大学 | 岩芯存储筒 |
-
2019
- 2019-06-28 CN CN201910571179.9A patent/CN110273659B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3548958A (en) * | 1969-07-30 | 1970-12-22 | Exxon Production Research Co | Pressure core barrel |
| WO2000006866A1 (en) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Aumann James T | Method and apparatus for recovering core samples under pressure |
| CN2402798Y (zh) * | 1999-12-13 | 2000-10-25 | 胜利石油管理局钻井工艺研究院 | 一种保形密闭取心工具 |
| CN101435316A (zh) * | 2008-12-18 | 2009-05-20 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种破碎地层取心工具 |
| CN202266217U (zh) * | 2011-08-28 | 2012-06-06 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种保温保压取心工具 |
| CN104153734A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 四川川庆石油钻采科技有限公司 | 一种液动加压式取心工具 |
| CN106014315A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-10-12 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 液压锁紧式取心装置 |
| CN109057736A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 四川大学 | 岩芯存储筒 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 保压密闭取心技术在延页27井的应用;罗军;《钻采工艺》;20150930;第38卷(第5期);第113-114页 * |
| 天然气水合物岩心带压转移装置研制与现场试验;裴学良等;《石油钻探技术》;20180531;第46卷(第3期);第49-52页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110273659A (zh) | 2019-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110273659B (zh) | 一种自吸式围压保护取心内筒及应用方法 | |
| CN108625819B (zh) | 一种瓦斯抽采固定式封孔与堵漏一体化装置 | |
| CN204729047U (zh) | 一种富水钻孔用囊袋注浆式封孔器 | |
| CN107676092A (zh) | 一种液态二氧化碳相变爆破快速封孔装置及封孔方法 | |
| CN203308428U (zh) | 裸眼井分段压裂封隔器 | |
| CN105089544B (zh) | 一种承压套管保护封隔器 | |
| CN208267843U (zh) | 一种液态二氧化碳相变爆破快速封孔装置 | |
| CN107939337B (zh) | 液压坐封式桥塞 | |
| CN207686658U (zh) | 一种井口电缆密封装置 | |
| CN206694021U (zh) | 一种控制阀及水压致裂测地应力试验装置 | |
| CN105715228A (zh) | 一种单管气囊式瓦斯钻孔封孔装置 | |
| CN105545264B (zh) | 一种二氧化碳轮注驱油单管双层注入工艺管柱 | |
| CN108442902B (zh) | 一种穿套式封孔与堵漏装置 | |
| CN102182418B (zh) | 一种水下干式采油树密封舱用的接头装置 | |
| CN202628021U (zh) | 可控式堵塞器 | |
| CN106621130B (zh) | 低压阀门释放器及安装方法 | |
| CN109113694A (zh) | 一种带有插管的密封配注器及其工作方法 | |
| CN204782910U (zh) | 一种自膨胀式热采裸眼金属封隔器 | |
| CN106703740B (zh) | 液控式内外双向压缩封隔器 | |
| CN209413936U (zh) | 一种应用于松软煤层抽采钻孔护壁防堵塞装置 | |
| CN202788728U (zh) | 一种防喷器试压密封皮碗封装置 | |
| CN206845142U (zh) | 泵下驱动小径解封封隔器 | |
| CN207111042U (zh) | 液压坐封式桥塞 | |
| CN205532456U (zh) | 坐封装置和封隔装置 | |
| CN205477528U (zh) | 新型井口接箍堵塞阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20201022 Address after: 100120 Beijing Xicheng District six laying Kang Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Applicant after: China National Petroleum Corporation Great Wall Drilling Engineering Co.,Ltd. Address before: 124010 Xinglongtai, Liaoning Province, oil street, No. 96, No. Applicant before: China National Petroleum Corporation Great Wall Drilling Engineering Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |