CN114320197A - 一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，涉及保真取心工具割心设备技术领域。包括外筒、差动筒和差动轴，外筒套设于差动筒外侧，差动筒套设于所述差动轴外侧，差动轴内设有差动活塞，外筒顶部连接安全总成，差动轴顶部贯穿差动筒并与安全总成连接，安全总成底部与差动筒顶部之间设有第一弹簧，第一弹簧套设于差动轴外侧，差动轴安装于差动筒内并与其形成空腔，空腔内设有第二弹簧，差动轴底部设置电磁装置，电磁装置与差动活塞之间设有第三弹簧，差动筒内部设有磁环，磁环位于电磁装置下方，电磁装置外接控制系统。本发明提供的活塞式可控差动机构，响应速度快，提升了取心效率，增加了岩心长度，提高了取心收获率。
Description
技术领域
本发明涉及保真取心工具割心设备技术领域，具体涉及一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构。
背景技术
保真岩心是准确解析井下油气层状况最真实的依据，是唯一可获取的第一手资料，差动机构与自锁式岩心爪配合可以实现岩心割取，广泛应用于密闭、保真取心装置，现行差动机构多为井口投球式，其存在取心效率低的问题，同时其依据钻杆下行距离及储心筒长度投球，忽略了钻杆在地层中的弯曲长度损失，造成岩心长度损失，使得岩心收获率较低。因此，针对上述问题，本发明提出了一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构。
发明内容
本发明主要目的是提供一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，包括外筒、差动筒和差动轴，所述外筒套设于所述差动筒外侧，所述差动筒套设于所述差动轴外侧，所述差动轴内设有差动活塞，
所述外筒顶部连接安全总成，差动轴顶部贯穿差动筒并与安全总成连接，安全总成底部与差动筒顶部之间设有第一弹簧，第一弹簧套设于差动轴外侧，
所述差动轴安装于差动筒内并与其形成空腔，空腔内设有第二弹簧，所述差动轴底部设置电磁装置，电磁装置与差动活塞之间设有第三弹簧，所述差动筒内部设有磁环，所述磁环位于电磁装置下方，所述电磁装置外接控制系统。
进一步的，所述安全总成上部为锥形母螺纹，用于连接钻杆，下部外壁上设有外螺纹，用于连接外筒，底部设置钻井液通孔和弹簧安装槽，钻井液通孔设置于中心位置，弹簧安装槽设置于钻井液通孔外侧，钻井液通孔内壁上设有内螺纹，用于连接差动轴。
进一步的，所述外筒顶部内壁设有螺纹，安装于安全总成下部。
进一步的，所述差动轴为一中心部位设有钻井液流道的阶梯轴，小径轴端顶部外壁设置外螺纹，底部中心位置设有差动活塞孔，外表面均匀布置有注液孔，大径轴端外表面为八面体，其上均匀布置有泄流槽，所述泄流槽上设有泄压流道，大径轴端底部中心位置设有空腔，所述空腔与差动活塞孔连通，且内壁设有螺纹。
进一步的，所述差动活塞顶部安装于差动活塞孔内，差动活塞内部设有钻井液通孔，差动活塞小径端下部设置有螺纹，差动活塞小径端外表面均匀布置有通孔，差动活塞大径端外表面设置有两道密封槽。
进一步的，所述差动筒安装于差动轴上，内部为八棱柱槽，与差动轴外表面八面体配合，差动筒外表面由上至下分别设有差动泄流孔、活塞泄流孔和钻井液泄流孔。
进一步的，所述电磁装置包括电磁阀座和电磁阀，所述电磁阀设置于所述电磁阀座内部，所述电磁阀座螺纹连接于差动轴下端的空腔，所述电磁阀座底部螺纹连接有密封盖。
进一步的，所述密封盖下部设有六边形槽。
进一步的，所述磁环为一磁性圆环，安装于差动筒内表面。
与现有技术相比，本发明提供的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构具有以下有益效果：
1.本发明利用差动活塞来代替钢球实现憋压差动，响应速度快，免去了卸钻投球过程，提升了取心效率；
2.本发明加入了控制系统、电磁阀和磁环，依据反馈信号控制差动活塞憋压实现差动筒和外筒的差动，消除了钻杆弯曲造成的岩心损失，增加了岩心长度，提高了取心收获率。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图中钻井液正常循环状态。
图2是本发明整体结构示意图中电磁阀开启活塞上行到顶部状态。
图3是本发明整体结构示意图中差动筒上行到最顶部状态。
图4是本发明本发明差动轴的结构示意图。
图5是本发明差动活塞半剖结构示意图。
图6是本发明差动筒半剖结构示意图。
其中，1安全总成，2第一弹簧，3差动轴，4外筒，5第二弹簧，6差动活塞，7第三弹簧，8差动筒，9电磁阀座，10密封盖，3-1泄压流道，3-2注液孔，8-1差动泄流孔，8-2活塞泄流孔，8-3钻井液泄流孔。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
结合图1至图6，本发明提供一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，包括外筒4、差动筒8和差动轴3，所述外筒4套设于所述差动筒8外侧，所述差动筒8套设于所述差动轴3外侧，所述差动轴3内设有差动活塞6，
所述外筒4顶部连接安全总成1，差动轴3顶部贯穿差动筒8并与安全总成1连接，安全总成1底部与差动筒8顶部之间设有第一弹簧2，第一弹簧2套设于差动轴3外侧，
所述差动轴3安装于差动筒8内并与其形成空腔，空腔内设有第二弹簧5，所述差动轴3底部设置电磁装置，电磁装置与差动活塞6之间设有第三弹簧7，所述差动筒8内部设有磁环，所述磁环位于电磁装置下方，所述电磁装置外接控制系统。
优选的，所述安全总成1上部为锥形母螺纹，用于连接钻杆，下部外壁上设有外螺纹，用于连接外筒4，底部设置钻井液通孔和弹簧安装槽，钻井液通孔设置于中心位置，弹簧安装槽设置于钻井液通孔外侧，钻井液通孔内壁上设有内螺纹，用于连接差动轴3。本实施例中，所述外筒4顶部内壁设有螺纹，安装于安全总成1下部。
优选的，所述差动轴3为一中心部位设有钻井液流道的阶梯轴，小径轴端顶部外壁设置外螺纹，底部中心位置设有差动活塞孔，外表面均匀布置有注液孔3-2，大径轴端外表面为八面体，其上均匀布置有泄流槽，所述泄流槽上设有泄压流道3-1，大径轴端底部中心位置设有空腔，所述空腔与差动活塞6孔连通，且内壁设有螺纹。
优选的，所述差动活塞6顶部安装于差动活塞孔内，差动活塞6内部设有钻井液通孔，差动活塞6小径端下部设置有螺纹，差动活塞6小径端外表面均匀布置有通孔，差动活塞6大径端外表面设置有两道密封槽。
优选的，所述差动筒8安装于差动轴3上，内部为八棱柱槽，与差动轴3外表面八面体配合，差动筒8外表面由上至下分别设有差动泄流孔8-1、活塞泄流孔8-2和钻井液泄流孔8-3。
优选的，所述电磁装置包括电磁阀座9和电磁阀，所述电磁阀设置于所述电磁阀座9内部，所述电磁阀座9螺纹连接于差动轴3下端的空腔，所述电磁阀座9底部螺纹连接有密封盖10。所述密封盖10下部设有六边形槽。所述磁环为一磁性圆环，安装于差动筒8内表面。
本发明使用过程：通过安全总成1上接钻杆，下接取心装置外筒4，初始工作状态如图1所示，开始钻进取心，差动活塞6上的通孔与差动轴3上的泄流槽导通，钻井液沿钻杆流经差动轴3中心部位的钻井液流道及泄流槽，到差动筒8底部钻井液泄流孔8-3排出；当岩心快到达储心筒底部时，其上的传感器反馈信号给控制系统，控制系统控制电磁阀开启，差动活塞6上下钻井液导通，在压差作用下上行至其通孔与差动轴3的注液孔3-2连通，其位置如图2所示，此时钻井液开始注入到差动轴3与差动筒8所形成的空腔内，在压力作用下差动筒8相对外筒4上行，实现内外筒差动，其位置如图3所示，当差动筒8上磁环上行到被电磁阀座9中的磁性开关检测到时，其反馈给控制系统，电磁阀关闭，差动活塞6在压力作用下行挤压底部钻井液沿活塞泄流孔8-2排出，实现复位，差动筒8在第一弹簧2及压差共同作用下回到初始位置，钻井液恢复正常循环状态，完成一次差动过程。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，包括外筒、差动筒和差动轴，所述外筒套设于所述差动筒外侧，所述差动筒套设于所述差动轴外侧，所述差动轴内设有差动活塞，
所述外筒顶部连接安全总成，差动轴顶部贯穿差动筒并与安全总成连接，安全总成底部与差动筒顶部之间设有第一弹簧，第一弹簧套设于差动轴外侧，
所述差动轴安装于差动筒内并与其形成空腔，空腔内设有第二弹簧，所述差动轴底部设置电磁装置，电磁装置与差动活塞之间设有第三弹簧，所述差动筒内部设有磁环，所述磁环位于电磁装置下方，所述电磁装置外接控制系统。
2.如权利要求1所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述安全总成上部为锥形母螺纹，用于连接钻杆，下部外壁上设有外螺纹，用于连接外筒，底部设置钻井液通孔和弹簧安装槽，钻井液通孔设置于中心位置，弹簧安装槽设置于钻井液通孔外侧，钻井液通孔内壁上设有内螺纹，用于连接差动轴。
3.如权利要求2所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述外筒顶部内壁设有螺纹，安装于安全总成下部。
4.如权利要求1所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述差动轴为一中心部位设有钻井液流道的阶梯轴，小径轴端顶部外壁设置外螺纹，底部中心位置设有差动活塞孔，外表面均匀布置有注液孔，大径轴端外表面为八面体，其上均匀布置有泄流槽，所述泄流槽上设有泄压流道，大径轴端底部中心位置设有空腔，所述空腔与差动活塞孔连通，且内壁设有螺纹。
5.如权利要求4所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述差动活塞顶部安装于差动活塞孔内，差动活塞内部设有钻井液通孔，差动活塞小径端下部设置有螺纹，差动活塞小径端外表面均匀布置有通孔，差动活塞大径端外表面设置有两道密封槽。
6.如权利要求4所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述差动筒安装于差动轴上，内部为八棱柱槽，与差动轴外表面八面体配合，差动筒外表面由上至下分别设有差动泄流孔、活塞泄流孔和钻井液泄流孔。
7.如权利要求4所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述电磁装置包括电磁阀座和电磁阀，所述电磁阀设置于所述电磁阀座内部，所述电磁阀座螺纹连接于差动轴下端的空腔，所述电磁阀座底部螺纹连接有密封盖。
8.如权利要求7所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述密封盖下部设有六边形槽。
9.如权利要求1所述的一种用于保真取心装置的活塞式可控差动机构，其特征在于，所述磁环为一磁性圆环，安装于差动筒内表面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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