CN111997552A - 一种构造储层石油取样储存装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种构造储层石油取样储存装置，包括钻头以及固接在钻头上的下取样组件和上取样组件，所述下取样组件包括外套壳、中轴、密封盘、导向套管、第二弹簧和固定螺栓，所述外套壳为管状结构，且外套壳的底端固接有板体形成密封结构，所述外套壳底端的板体上螺纹插接有固定螺栓，所述固定螺栓的末端螺纹插接至钻头的顶部表面，所述外套壳底端的板体的中间部位上固接有中轴，所述中轴贯穿密封盘延伸至外套壳的外部，所述密封盘搭接在外套壳的顶部端面上，所述中轴的顶部固接有顶板，所述顶板上固接有钻杆。本申请提供了一种构造储层石油取样储存装置。
Description
技术领域
本申请涉及一种石油取样储存装置，具体是一种构造储层石油取样储存装置。
背景技术
储层(Reservoir)的储集能力是由储集层的岩石物理性质决定的，通常包括其孔隙性、渗透性；孔隙性决定了储层储存能力的大小，渗透性决定了储集物的渗流能力。
而处于储层内部的石油一般处于较深的地底中，传统的取样设备难以穿过构造层进入储层进行取样。因此，针对上述问题提出一种构造储层石油取样储存装置。
发明内容
一种构造储层石油取样储存装置，包括钻头以及固接在钻头上的下取样组件和上取样组件，所述下取样组件包括外套壳、中轴、密封盘、导向套管、第二弹簧和固定螺栓，所述外套壳为管状结构，且外套壳的底端固接有板体形成密封结构，所述外套壳底端的板体上螺纹插接有固定螺栓，所述固定螺栓的末端螺纹插接至钻头的顶部表面，所述外套壳底端的板体的中间部位上固接有中轴，所述中轴贯穿密封盘延伸至外套壳的外部，所述密封盘搭接在外套壳的顶部端面上，所述中轴的顶部固接有顶板，所述顶板上固接有钻杆。
进一步地，所述密封盘的底端固接有导向套管，且导向套管套接在中轴的表面，所述中轴的表面套接有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别固接在中轴的表面和导向套管端部，所述导向套管与中轴之间滑动密封连接。
进一步地，所述上取样组件包括取样壳、顶板、密封门和嵌合框，所述取样壳为柱状结构，且取样壳套接固定在中轴的表面上，所述取样壳对称的两侧端面上均开设有取样进口，所述取样进口外圈边缘处的取样壳内侧壁上固接有嵌合框，所述嵌合框上嵌合设置有密封门，所述密封门覆盖在取样进口表面。
进一步地，所述密封门与嵌合框的连接处设置有密封胶条，所述密封胶条分布在密封门边缘处，所述密封门的顶部侧壁与嵌合框转动连接。
进一步地，所述密封门底端一侧连接有连杆组件，所述连杆组件的另一端连接在取样壳内腔表面上，所述连杆组件包括限位板、中间连接块、侧边连接杆和第三弹簧。
进一步地，所述中间连接块的两端均转动连接侧边连接杆的一端，两个侧边连接杆的另一端分别转动连接在密封门和取样壳内腔表面上，两个侧边连接杆之间连接有第三弹簧，所述第三弹簧为弧形结构，所述中间连接块上固接有限位板，所述限位板两端分别与两个侧边连接杆搭接，所述限位板和第三弹簧分别位于中间连接块的两侧，两个侧边连接杆之间的夹角小于180°。
进一步地，所述顶板的两侧对称设置有两个保护组件，所述保护组件包括内板、外板、第一弹簧，所述内板通过连接板固接在顶板端部上，所述内板底端套接有外板，所述外板位于取样进口的一侧。
进一步地，位于外板内腔中的内板端部上固接有第一弹簧的一端，所述第一弹簧的另一端固接在外板内腔侧壁上。
进一步地，所述外板底端的内侧壁处向内凹陷形成四方体结构的放置腔，所述放置腔的顶部侧壁上转动连接有转动杆。
进一步地，所述外板的端部上固接有第一牵引绳，所述转动杆的端部上固接有第二牵引绳，所述第一牵引绳和第二牵引绳贯穿连接板，所述外板与密封盘之间通过第三牵引绳连接。本申请的有益效果是：本申请提供了一种构造储层石油取样储存装置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请一种实施例的整体立体结构示意图；
图2为本申请一种实施例的整体内部结构示意图；
图3为本申请一种实施例的取样壳内部结构示意图；
图4为本申请一种实施例的图3的A处局部放大结构示意图。
图中：1、钻头，2、外套壳，3、中轴，4、取样壳，401、取样进口，5、顶板，6、钻杆，7、密封门，8、嵌合框，9、内板，10、限位板，11、外板，12、第一弹簧，13、放置腔，14、转动杆，15、第一牵引绳，16、第二牵引绳，17、密封盘，18、导向套管，19、第二弹簧，20、第三牵引绳，21、连接板，22、中间连接块，23、侧边连接杆，24、第三弹簧，25、固定螺栓。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参阅图1-4所示，一种构造储层石油取样储存装置，包括钻头1以及固接在钻头1上的下取样组件和上取样组件，下取样组件包括外套壳2、中轴3、密封盘17、导向套管18、第二弹簧19和固定螺栓25，外套壳2为管状结构，且外套壳2的底端固接有板体形成密封结构，外套壳2底端的板体上螺纹插接有固定螺栓25，固定螺栓25的末端螺纹插接至钻头1的顶部表面，外套壳2底端的板体的中间部位上固接有中轴3，中轴3贯穿密封盘17延伸至外套壳2的外部，密封盘17搭接在外套壳2的顶部端面上，中轴3的顶部固接有顶板5，顶板5上固接有钻杆6，中轴3的材质与钻杆6的材质一致。
密封盘17的底端固接有导向套管18，且导向套管18套接在中轴3的表面，中轴3的表面套接有第二弹簧19，第二弹簧19的两端分别固接在中轴3的表面和导向套管18端部，导向套管18与中轴3之间滑动密封连接。
上取样组件包括取样壳4、顶板5、密封门7和嵌合框8，取样壳4为柱状结构，且取样壳4套接固定在中轴3的表面上，取样壳4对称的两侧端面上均开设有取样进口401，取样进口401外圈边缘处的取样壳4内侧壁上固接有嵌合框8，嵌合框8上嵌合设置有密封门7，密封门7覆盖在取样进口401表面。
密封门7与嵌合框8的连接处设置有密封胶条，密封胶条分布在密封门7边缘处，密封门7的顶部侧壁与嵌合框8转动连接。
密封门7底端一侧连接有连杆组件，连杆组件的另一端连接在取样壳4内腔表面上，连杆组件包括限位板10、中间连接块22、侧边连接杆23和第三弹簧24。
中间连接块22的两端均转动连接侧边连接杆23的一端，两个侧边连接杆23的另一端分别转动连接在密封门7和取样壳4内腔表面上，两个侧边连接杆23之间连接有第三弹簧24，第三弹簧24为弧形结构，中间连接块22上固接有限位板10，限位板10两端分别与两个侧边连接杆23搭接，限位板10和第三弹簧24分别位于中间连接块22的两侧，两个侧边连接杆23之间的夹角小于180°。
顶板5的两侧对称设置有两个保护组件，保护组件包括内板9、外板11、第一弹簧12，内板9通过连接板21固接在顶板5端部上，内板9底端套接有外板11，外板11位于取样进口401的一侧。
位于外板11内腔中的内板9端部上固接有第一弹簧12的一端，第一弹簧12的另一端固接在外板11内腔侧壁上。
外板11底端的内侧壁处向内凹陷形成四方体结构的放置腔13，放置腔13的顶部侧壁上转动连接有转动杆14。
外板11的端部上固接有第一牵引绳15，转动杆14的端部上固接有第二牵引绳16，第一牵引绳15和第二牵引绳16贯穿连接板21，外板11与密封盘17之间通过第三牵引绳20连接。
本申请在使用时，第一牵引绳15和第二牵引绳16的分布于钻杆6的一侧，且与钻杆6一起外接在钻机上，在取样时，通过钻机带动钻杆6转动，从而带动钻头1转动，利用钻头1钻开位于储层上部的土壤层，当钻杆6钻至制定深度后，停止向下继续钻动，然后先向上拉动第一牵引绳15，第一牵引绳15在被向上拉动的过程中带动外板11压缩第一弹簧12在内板9的表面上滑动，从而带动转动杆14处于移动至取样进口401的一侧，在保持第一牵引绳15不动的情况下拉动第二牵引绳16，第二牵引绳16带动转动杆14向着取样进口401的一侧方向转动，转动杆14在转动的过程中其末端会逐渐抵至密封门7表面，在转动杆14持续转动的情况下，密封门7被转动杆14推动，向着中轴3一侧方向的转动，此时位于中间连接块22两侧的侧边连接杆23均会转动，此时第三弹簧24被压缩，密封门7转动后不再覆盖在取样进口401处，石油由取样进口401进入取样壳4中，取样完成后，先松开第二牵引绳16，侧边连接杆23在第三弹簧24的作用下恢复原来的状态，连杆组件再次将密封门7抵至嵌合框8上实现密封，然后松开第一牵引绳15。
当外板11被第一牵引绳15拉动时，通过第三牵引绳20带动密封盘17向上移动，此时第二弹簧19被拉长，石油由外套壳2顶部进入外套壳2内腔中，当松开第一牵引绳15之后，密封盘17在第二弹簧19的拉动下回落至原位置，再次实现密封，完成取样。
在拉动第一牵引绳15和第二牵引绳16之前第三弹簧24处于被压缩状态，第二弹簧19处于被拉长状态。
本申请的有益之处在于：
1.本申请结构设计紧凑，将整个取样结构集成在钻头和钻杆上，便于对位于地底储层进行取样，利用与钻杆材质一致的中轴作为载体，不会影响到钻杆自身的强度，在钻孔的基础上实现取样，功能性较强；
2.本申请结构合理，通过取样壳和外套壳可以实现两次同时取样，取样过程较为简单，便于作业人员的取样操作；
3.本申请在取样的过程中不需要额外的动力源来支撑整个取样动作，结构设计简单，使用成本低和生产成本较低。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：包括钻头(1)以及固接在钻头(1)上的下取样组件和上取样组件，所述下取样组件包括外套壳(2)、中轴(3)、密封盘(17)、导向套管(18)、第二弹簧(19)和固定螺栓(25)，所述外套壳(2)为管状结构，且外套壳(2)的底端固接有板体形成密封结构，所述外套壳(2)底端的板体上螺纹插接有固定螺栓(25)，所述固定螺栓(25)的末端螺纹插接至钻头(1)的顶部表面，所述外套壳(2)底端的板体的中间部位上固接有中轴(3)，所述中轴(3)贯穿密封盘(17)延伸至外套壳(2)的外部，所述密封盘(17)搭接在外套壳(2)的顶部端面上，所述中轴(3)的顶部固接有顶板(5)，所述顶板(5)上固接有钻杆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述密封盘(17)的底端固接有导向套管(18)，且导向套管(18)套接在中轴(3)的表面，所述中轴(3)的表面套接有第二弹簧(19)，所述第二弹簧(19)的两端分别固接在中轴(3)的表面和导向套管(18)端部，所述导向套管(18)与中轴(3)之间滑动密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述上取样组件包括取样壳(4)、顶板(5)、密封门(7)和嵌合框(8)，所述取样壳(4)为柱状结构，且取样壳(4)套接固定在中轴(3)的表面上，所述取样壳(4)对称的两侧端面上均开设有取样进口(401)，所述取样进口(401)外圈边缘处的取样壳(4)内侧壁上固接有嵌合框(8)，所述嵌合框(8)上嵌合设置有密封门(7)，所述密封门(7)覆盖在取样进口(401)表面。
4.根据权利要求3所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述密封门(7)与嵌合框(8)的连接处设置有密封胶条，所述密封胶条分布在密封门(7)边缘处，所述密封门(7)的顶部侧壁与嵌合框(8)转动连接。
5.根据权利要求3所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述密封门(7)底端一侧连接有连杆组件，所述连杆组件的另一端连接在取样壳(4)内腔表面上，所述连杆组件包括限位板(10)、中间连接块(22)、侧边连接杆(23)和第三弹簧(24)。
6.根据权利要求5所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述中间连接块(22)的两端均转动连接侧边连接杆(23)的一端，两个侧边连接杆(23)的另一端分别转动连接在密封门(7)和取样壳(4)内腔表面上，两个侧边连接杆(23)之间连接有第三弹簧(24)，所述第三弹簧(24)为弧形结构，所述中间连接块(22)上固接有限位板(10)，所述限位板(10)两端分别与两个侧边连接杆(23)搭接，所述限位板(10)和第三弹簧(24)分别位于中间连接块(22)的两侧，两个侧边连接杆(23)之间的夹角小于180°。
7.根据权利要求1所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述顶板(5)的两侧对称设置有两个保护组件，所述保护组件包括内板(9)、外板(11)、第一弹簧(12)，所述内板(9)通过连接板(21)固接在顶板(5)端部上，所述内板(9)底端套接有外板(11)，所述外板(11)位于取样进口(401)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：位于外板(11)内腔中的内板(9)端部上固接有第一弹簧(12)的一端，所述第一弹簧(12)的另一端固接在外板(11)内腔侧壁上。
9.根据权利要求8所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述外板(11)底端的内侧壁处向内凹陷形成四方体结构的放置腔(13)，所述放置腔(13)的顶部侧壁上转动连接有转动杆(14)。
10.根据权利要求9所述的一种构造储层石油取样储存装置，其特征在于：所述外板(11)的端部上固接有第一牵引绳(15)，所述转动杆(14)的端部上固接有第二牵引绳(16)，所述第一牵引绳(15)和第二牵引绳(16)贯穿连接板(21)，所述外板(11)与密封盘(17)之间通过第三牵引绳(20)连接。
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