CN113702078A - 一种模拟井壁取心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种模拟井壁取心装置，包括：防污壳体，其内部具有第一安装区和第二安装区，第二安装区位于第一安装区的径向外侧；具有取心机构的取心仪，沿轴向安装在第一安装区；岩石容纳腔，位于第二安装区；和驱动机构，安装在防污壳体内、并与岩石容纳腔传动配合，用于驱动岩石容纳腔沿轴向移动至设定取心位置，容纳腔的径向内侧设置有取心避让口。模拟井壁取心装置通过吊车吊装于高温高压井内部，试验时驱动机构驱动岩石容纳腔进行轴向移动，控制岩石容纳腔移动到设定取心位置，取心仪再驱动取心机构自取心避让口在岩石容纳腔内盛装的岩石样品上进行取心，达到高温高压井模拟取心的效果，完成取心仪的可靠性验证。
Description
技术领域
本文涉及石油开采技术领域，更具体地，涉及一种模拟井壁取心装置。
背景技术
现有的旋转井壁取心仪结构极其复杂，无法进行井下耐高温、耐高压性能试验，仅通过地面测试后就直接投入使用，因此旋转井壁取心仪的可靠性无法得到充分验证，这也是旋转井壁取心仪作业成功率低，经济效益差的主要原因。
发明内容
本发明实施例提供了一种模拟井壁取心装置，能够实现取心仪进行井下耐高温、耐高压性能试验，充分验证取心仪的可靠性，可有效提升取心仪作业成功率和经济效益。
本发明实施例提供的模拟井壁取心装置，包括：防污壳体，其内部具有第一安装区和第二安装区，所述第二安装区位于所述第一安装区的径向外侧；具有取心机构的取心仪，沿轴向安装在所述第一安装区；岩石容纳腔，位于所述第二安装区；和驱动机构，安装在所述防污壳体内、并与所述岩石容纳腔传动配合，用于驱动所述岩石容纳腔沿轴向移动至设定取心位置；其中，所述容纳腔的径向内侧设置有朝向所述取心机构的取心避让口，所述取心仪驱动所述取心机构自所述取心避让口在所述岩石容纳腔内盛装的岩石样品上进行取心。
在一示例性实施例中，所述驱动机构包括电机、减速器和转矩限制器，所述电机通过所述减速器与所述转矩限制器相连接，所述转矩限制器与所述岩石容纳腔传动配合。
在一示例性实施例中，所述驱动机构还包括丝杠，所述岩石容纳腔上设置有螺母结构，所述丝杠的一端与所述转矩限制器相连接、另一端旋装在所述螺母结构上。
在一示例性实施例中，所述丝杠位于所述岩石容纳腔的上方，所述岩石容纳腔上设置有向上延伸的折形臂，所述螺母结构位于所述折形臂的上端。
在一示例性实施例中，所述模拟井壁取心装置还包括：导向机构，固定在所述防污壳体内、并与所述岩石容纳腔相配合，用于对所述岩石容纳腔的运动行程进行导向。
在一示例性实施例中，所述导向机构为沿轴向设置的长条形的导向通槽，所述岩石容纳腔位于所述导向通槽内。
在一示例性实施例中，所述岩石容纳腔上设置有固定机构，所述固定机构用于将岩石样品固定在所述岩石容纳腔内。
在一示例性实施例中，所述固定机构包括压板和调节螺栓，所述压板可轴向移动地安装在所述岩石容纳腔内，所述调节螺栓旋装在所述岩石容纳腔的腔壁上、并顶紧所述压板，以使所述压板和所述岩石容纳腔的腔壁在轴向上夹紧岩石样品。
在一示例性实施例中，所述岩石容纳腔为沿轴向设置的长条形的开口槽，所述开口槽的槽口朝向所述取心机构，所述取心避让口为所述开口槽的槽口。
在一示例性实施例中，所述模拟井壁取心装置还包括：供电短节，所述取心仪的第一端位于所述防污壳体内、第二端伸出至所述防污壳体外，所述供电短节位于所述防污壳体外、并安装在所述取心仪的第二端、且与所述驱动机构和所述取心仪电连接。
在一示例性实施例中，所述取心仪为旋转井壁取心仪。
本发明实施例提供的模拟井壁取心装置，通过吊车吊装于高温高压井内部，进行高温高压试验，试验时驱动机构驱动岩石容纳腔进行轴向移动，控制岩石容纳腔移动到设定取心位置，取心仪再驱动取心机构自取心避让口在岩石容纳腔内盛装的岩石样品上进行取心，达到高温高压井模拟取心的效果，完成取心仪的可靠性验证，最终达到提升取心仪作业成功率和经济效益的目的。
进一步地，设定取心位置可以是一个，也可以是多个，每移动到一个设定取心位置，取心机构进行一次取心作业，也即取心仪需要岩石样品移动多少，驱动机构就驱动岩石容纳腔移动多少。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1至图6为本发明一实施例所述的模拟井壁取心装置的局部结构示意图；
图7为图2中的A-A剖视结构示意图；
图8为图3中的B-B剖视结构示意图；
图9为图4中的C-C剖视结构示意图；
图10为图5中的D-D剖视结构示意图；
图11为图5中的E-E剖视结构示意图；
图12为图3中驱动机构的剖视结构示意图。
其中，图1至图12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
100防污壳体，110安装部，200取心仪，210取心机构，300驱动机构，310上接口，320过线盘，330电机，340电机外壳，350传动杆，360减速器，370转矩限制器，380转矩限制器外壳，390丝杠，400岩石样品，500岩石容纳腔，510螺母结构，520折形臂，600导向机构，700限位机构，800固定机构，900供电短节，1000防水过滤隔断，1100保护筒封头放水机构，1200井口卡盘，1300对接工装。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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任意组合。
本发明实施例提供的模拟井壁取心装置，如图1至图12所示，包括：防污壳体100，其内部具有第一安装区和第二安装区，第二安装区位于第一安装区的径向外侧；具有取心机构210的取心仪200，沿轴向安装在第一安装区；岩石容纳腔500，位于第二安装区；和驱动机构300，安装在第二安装区、并与岩石容纳腔500传动配合，用于驱动岩石容纳腔500沿轴向移动至设定取心位置；其中，容纳腔的径向内侧设置有朝向取心机构210的取心避让口，取心仪200驱动取心机构210沿径向向外移动，自取心避让口在岩石容纳腔500内盛装的岩石样品400上进行取心。设定取心位置可以是一个，也可以是多个，每移动到一个设定取心位置，取心机构210进行一次取心作业。轴向为防污壳体100的轴向，径向为防污壳体100的径向。
该模拟井壁取心装置，通过吊车吊装于高温高压井内部，进行高温高压试验，试验时驱动机构300驱动岩石容纳腔500进行轴向移动，控制岩石容纳腔500移动到设定取心位置，取心仪200再驱动取心机构210自取心避让口在岩石容纳腔500内盛装的岩石样品400上进行取心(也就是取心仪200需要岩石样品400轴向移动多少，驱动机构300就驱动岩石容纳腔500轴向移动多少)，达到高温高压井模拟取心的效果，完成取心仪200的可靠性验证，最终达到提升取心仪200作业成功率和经济效益的目的。
在一示例性实施例中，如图3至图5、图8、图12所示，驱动机构300包括上接口310、过线盘320、电机330、电机外壳340、传动杆350、减速器360、转矩限制器370、转矩限制器外壳380和丝杠390，上接口310通过过线盘320与电机外壳340的上端相连接，电机330安装在电机外壳340内，电机外壳340的下端通过减速器360外壳与转矩限制器外壳380相连接，转矩限制器370安装在转矩限制器外壳380内，电机330的驱动轴通过传动杆350与减速器360的输入轴相连接，减速器360的输出轴与转矩限制器370的上端相连接，转矩限制器370的下端与丝杠390的上端相连接，岩石容纳腔500上设置有螺母结构510，丝杠390的下端旋装在螺母结构510上。减速器360起到减缓速度、增大扭矩的作用，当扭矩过大时，转矩限制器370限制转矩，起到保护电机330的作用。电机330运转状态下，转矩限制器370带动丝杠390转动，螺母在丝杠390上进行轴向移动，岩石容纳腔500随螺母一起进行轴向移动，从而达到高温高压井模拟取心的效果，实现取心仪200的可靠性验证，最终达到提升取心仪200作业成功率和经济效益的目的。
较好地，如图4和图5所示，岩石容纳腔500上设置有向上延伸的折形臂520，螺母结构510位于折形臂520的上端，岩石容纳腔500向上移动时，丝杠390向下伸出螺母结构510的长度逐渐增大，螺母结构510和岩石容纳腔500之间的空间进行容纳丝杠390向下伸出螺母结构510的部分。
在一示例性实施例中，如图4和图5所示，模拟井壁取心装置还包括：导向机构600，沿轴向固定在防污壳体100内、并与岩石容纳腔500相配合，用于对岩石容纳腔500的运动行程进行导向，以确保岩石容纳腔500更好地沿轴向进行向上移动或向下移动。导向机构600的两旁还设置有限位机构700，限位机构700用于在周向上限位导向机构600摆动，确保导向机构600更好地对岩石容纳腔500的运动行程进行导向。周向为防污壳体100的周向。如图10所示，限位机构700可以是固定在取心仪200上；限位机构700也可以是固定在防污壳体100上；以上均可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本申请的保护范围内。
示例地，如图9至图11所示，导向机构600为沿轴向设置的长条形的导向通槽，岩石容纳腔500为沿轴向设置的长条形的开口槽，开口槽位于导向通槽内，开口槽的槽口径向向内朝向取心机构210，取心避让口即为开口槽的槽口。
示例地，如图5所示，开口槽的槽壁上设置有固定机构800，固定机构800用于将岩石样品400固定在开口槽内，防止岩石样品400在开口槽内松动，更有利于取心机构210顺利取心。
可以是，如图5所示，固定机构800包括压板和调节螺栓，压板的下侧面上设置有向下凸起的导向柱，开口槽的下侧槽壁上设置有导向孔，导向柱向下伸入导向孔内，使得压板可轴向移动地安装在岩石容纳腔500内，调节螺栓旋装在开口槽的下侧槽壁上、并向上顶紧压板，以使岩石样品400压持固定在压板和开口槽的上侧槽壁之间。
在一示例性实施例中，如图1所示，模拟井壁取心装置还包括：供电短节900，取心仪200的下端位于防污壳体100内、上端自防污壳体100的上端向上伸出，供电短节900位于防污壳体100外、并安装在取心仪200的第二端、且与驱动机构300和取心仪200电连接，用于向驱动机构300和取心仪200进行供电。取心仪200设置为旋转井壁取心仪。
示例地，如图1所示，防污壳体100的上端和取心仪200之间设置有防水过滤隔断1000。如图6所示，防污壳体100的下端安装有保护筒封头放水机构1100，如图2和图7所示，防污壳体100内设置有安装部110，取心仪200固定安装在安装部110上。如图2所示，防污壳体100的外侧安装有井口卡盘1200。
示例地，如图1至图6所示，防污壳体100包括依次相连接的多个防污筒段，相邻防污筒段通过对接工装1300进行对接连接。
该模拟井壁取心装置，通过进行高温高压井模拟取心作业来验证旋转井壁取心仪的可靠性，最终达到提升旋转井壁取心仪作业成功率和经济效益的目的。
综上所述，本发明实施例提供的模拟井壁取心装置，通过吊车吊装于高温高压井内部，进行高温高压试验，试验时驱动机构驱动岩石容纳腔进行轴向移动，控制岩石容纳腔移动到设定取心位置，取心仪再驱动取心机构自取心避让口在岩石容纳腔内盛装的岩石样品上进行取心，达到高温高压井模拟取心的效果，完成取心仪的可靠性验证，最终达到提升取心仪作业成功率和经济效益的目的。
在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (10)
1.一种模拟井壁取心装置，其特征在于，包括：
防污壳体，其内部具有第一安装区和第二安装区，所述第二安装区位于所述第一安装区的径向外侧；
具有取心机构的取心仪，沿轴向安装在所述第一安装区；
岩石容纳腔，位于所述第二安装区；和
驱动机构，安装在所述防污壳体内、并与所述岩石容纳腔传动配合，用于驱动所述岩石容纳腔沿轴向移动至设定取心位置；
其中，所述容纳腔的径向内侧设置有朝向所述取心机构的取心避让口，所述取心仪驱动所述取心机构自所述取心避让口在所述岩石容纳腔内盛装的岩石样品上进行取心。
2.根据权利要求1所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、减速器和转矩限制器，所述电机通过所述减速器与所述转矩限制器相连接，所述转矩限制器与所述岩石容纳腔传动配合。
3.根据权利要求2所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述驱动机构还包括丝杠，所述岩石容纳腔上设置有螺母结构，所述丝杠的一端与所述转矩限制器相连接、另一端旋装在所述螺母结构上。
4.根据权利要求3所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述丝杠位于所述岩石容纳腔的上方，所述岩石容纳腔上设置有向上延伸的折形臂，所述螺母结构位于所述折形臂的上端。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，还包括：
导向机构，固定在所述防污壳体内、并与所述岩石容纳腔相配合，用于对所述岩石容纳腔的运动行程进行导向。
6.根据权利要求5所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述导向机构为沿轴向设置的长条形的导向通槽，所述岩石容纳腔位于所述导向通槽内。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述岩石容纳腔上设置有固定机构，所述固定机构用于将岩石样品固定在所述岩石容纳腔内。
8.根据权利要求7所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述固定机构包括压板和调节螺栓，所述压板可轴向移动地安装在所述岩石容纳腔内，所述调节螺栓旋装在所述岩石容纳腔的腔壁上、并顶紧所述压板，以使所述压板和所述岩石容纳腔的腔壁在轴向上夹紧岩石样品。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，所述岩石容纳腔为沿轴向设置的长条形的开口槽，所述开口槽的槽口朝向所述取心机构，所述取心避让口为所述开口槽的槽口。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的模拟井壁取心装置，其特征在于，还包括：
供电短节，所述取心仪为旋转井壁取心仪，所述旋转井壁取心仪的第一端位于所述防污壳体内、第二端伸出至所述防污壳体外，所述供电短节位于所述防污壳体外、并安装在所述旋转井壁取心仪的第二端、且与所述驱动机构和所述旋转井壁取心仪电连接。
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