CN117309456A - 一种光圈式岩心断取装置及方法 - Google Patents

一种光圈式岩心断取装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117309456A
CN117309456A CN202311330766.1A CN202311330766A CN117309456A CN 117309456 A CN117309456 A CN 117309456A CN 202311330766 A CN202311330766 A CN 202311330766A CN 117309456 A CN117309456 A CN 117309456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaft sleeve
core
inner shaft
sleeve
pin
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.)
Pending
Application number
CN202311330766.1A
Other languages
English (en)
Inventor
钮洪亮
胡晨
胡郁乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Liteao Technology Co ltd
Original Assignee
Wuhan Liteao Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Liteao Technology Co ltd filed Critical Wuhan Liteao Technology Co ltd
Priority to CN202311330766.1A priority Critical patent/CN117309456A/zh
Publication of CN117309456A publication Critical patent/CN117309456A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2873Cutting or cleaving

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

一种光圈式岩心断取装置及方法,涉及岩心回收领域。光圈式岩心断取装置包括内轴套管、套设于内轴套管上的外轴套管及多个切断机构;内轴套管和外轴套管分别开设有与切断机构对应的第一容纳孔和第二容纳孔,各第一容纳孔和各第二容纳孔分别沿内轴套管和外轴套管周向间隔布置;切断机构包括切断刀片、第一销轴和第二销轴,切断刀片通过销孔和弧形孔套设于对应第一销轴和第二销轴上,第一销轴两端和第二销轴两端分别连接于对应第一容纳孔两侧和第二容纳孔两侧;外轴套管相对于内轴套管旋转时推动切断刀片同步转动至切断并支撑岩心或收容于对应第一容纳孔和第二容纳孔内。光圈式岩心断取装置及方法能快速稳定切断并支撑松散、塑性、破碎复杂地层岩心。

Description

一种光圈式岩心断取装置及方法
技术领域
本申请涉及岩心回收领域,具体而言,涉及一种光圈式岩心断取装置及方法。
背景技术
岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料,岩心主要通过专用取心钻具采取后取出地面,在取心钻具钻进终了时,能否将岩心卡断并完整约束在岩心管内提至地表是影响岩心采取率的首要因素。
授权公告号为CN113738298B的发明专利公开了一种保压取芯装置,包括外管总成、内管总成、抗扭转组件、密封挡门以及控制器。其中,外管总成包括外筒及钻头;外筒沿着竖直方向设置,具有第一容置腔及第一敞口;内管总成包括内筒、切割组件及提拉组件;内筒具有第二容置腔及第二敞口;抗扭转组件于抵消由外筒转动而传递给内筒的扭转力,并缓冲由外筒传递给内筒的振动作用;密封挡门用于在岩芯进入第二容置腔过程中打开;在切割组件将岩芯切割并在提拉组件将内筒及被切割后的岩芯向上提拉后自动闭合,以对第二容置腔进行密封。其公开了使用伸缩结构驱动弹性钢片转动切断岩心。
但是上述对比文件需要在内筒内设置伸缩结构驱动弹性钢片转动,伸缩结构会占用内筒大量空间,从而减小采取岩心的横截面积,同时需要采用控制器来电动控制伸缩结构伸缩驱动弹性钢片转动切断岩心,存在电动控制失效的可能,难以满足地下复杂环境下稳定切断岩心取样的需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种光圈式岩心断取装置及方法,其能够快速稳定的切断并支撑松散、塑性、破碎等复杂地层岩心,具有操作简单、可靠性强、岩心采取率高、岩样保真性好的优点。
本申请是这样实现的:
本申请提供一种光圈式岩心断取装置,其包括内设有岩心通道的内轴套管、可旋转地套设于内轴套管外侧的外轴套管及多个切断机构;内轴套管和外轴套管分别开设有与切断机构一一对应的第一容纳孔和第二容纳孔,各个第一容纳孔和各个第二容纳孔分别沿内轴套管和外轴套管的周向间隔布置;每个切断机构均包括弧形的切断刀片、第一销轴和第二销轴,切断刀片分别通过销孔和弧形孔套设于对应第一销轴和第二销轴上,第一销轴两端和第二销轴两端分别连接于对应第一容纳孔两侧和第二容纳孔两侧;外轴套管相对于内轴套管旋转时,推动各个切断刀片同步转动伸入岩心通道内切断并支撑岩心或收容于对应第一容纳孔和第二容纳孔内。
在一些可选的实施方案中,还包括套设于内轴套管端部且与外轴套管连接的端部取样筒,端部取样筒端部设有与岩心通道连通的岩心进口。
在一些可选的实施方案中,端部取样筒内连接有与切断刀片一一对应连接的限位弹簧,限位弹簧用于使对应切断刀片转动收容于对应第一容纳孔和第二容纳孔内。
在一些可选的实施方案中,还包括套设于内轴套管上的驱动轴套,内轴套管外壁设有至少一个花键;驱动轴套内壁设有与花键一一对应滑动配合的花键槽,花键和对应花键槽限定驱动轴套仅沿内轴套管轴向移动;外轴套管端部设有多个沿其周向间隔布置的驱动齿块,驱动齿块设有第一导向斜面;驱动轴套设有与驱动齿块一一对应配合的驱动齿槽,驱动齿槽设有与对应第一导向斜面配合的第二导向斜面,驱动轴套沿内轴套管轴向移动时,使第二导向斜面推动对应第一导向斜面转动带动外轴套管相对于内轴套管旋转。
在一些可选的实施方案中,驱动轴套开设有至少一条沿其轴向延伸的定位孔,内轴套管外壁设有与定位孔一一对应的定位螺钉,定位螺钉滑动穿过对应的定位孔。
在一些可选的实施方案中,还包括套设并连接于驱动轴套上的防护罩。
在一些可选的实施方案中,防护罩的一端滑动抵压外轴套管外壁,另一端凸起形成滑动抵压内轴套管外壁的抵压部。
在一些可选的实施方案中,还包括至少一个限位弹簧,限位弹簧的两端分别与内轴套管和外轴套管连接。
本申请还提供了一种光圈式岩心断取方法,其包括以下步骤:
将上述的光圈式岩心断取装置连接于岩心管端部,使用位于光圈式岩心断取装置外侧的钻头钻进至目标地层,使岩心经岩心通道进入岩心管内部;
驱动外轴套管相对于内轴套管旋转,使各个切断刀片同步转动伸入岩心通道内切断并支撑岩心。
在一些可选的实施方案中,驱动与外轴套管连接的驱动轴套沿轴向移动,使驱动轴套带动外轴套管相对于内轴套管旋转,以带动各个切断刀片同步转动伸入岩心通道内切断并支撑岩心。
本申请的有益效果是:本申请提供的光圈式岩心断取装置包括内设有岩心通道的内轴套管、可旋转地套设于内轴套管外侧的外轴套管及多个切断机构;内轴套管和外轴套管分别开设有与切断机构一一对应的第一容纳孔和第二容纳孔,各个第一容纳孔和各个第二容纳孔分别沿内轴套管和外轴套管的周向间隔布置;每个切断机构均包括弧形的切断刀片、第一销轴和第二销轴,切断刀片分别通过弧形孔和销孔套设于对应第一销轴和第二销轴上,第一销轴两端和第二销轴两端分别连接于对应第一容纳孔两侧和第二容纳孔两侧;外轴套管相对于内轴套管旋转时,推动各个切断刀片同步转动伸入岩心通道内切断并支撑岩心或收容于对应第一容纳孔和第二容纳孔内。本申请提供的光圈式岩心断取装置及方法能够快速稳定的切断并支撑松散、塑性、破碎等复杂地层岩心,具有操作简单、可靠性强、岩心采取率高、岩样保真性好的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置的结构示意图;
图2为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置的局部剖视结构示意图;
图3为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置的分解结构示意图;
图4为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置的第一使用状态的剖视结构示意图;
图5为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置的第二使用状态的剖视结构示意图;
图6为本申请实施例1提供的光圈式岩心断取装置和岩心管、钻头、外管、中层管连接后钻进取岩心时的局部剖视结构示意图;
图7为本申请实施例2提供的光圈式岩心断取装置的结构示意图;
图8为本申请实施例2提供的光圈式岩心断取装置的局部剖视结构示意图;
图9为本申请实施例2提供的光圈式岩心断取装置的分解结构示意图。
图中:100、内轴套管;110、第一容纳孔;120、岩心通道;130、花键;140、定位螺钉;150、第一销轴孔;200、外轴套管;210、第二容纳孔;220、驱动齿块;230、第一导向斜面;240、第二销轴孔;300、切断机构;310、切断刀片;320、第一销轴;330、第二销轴;340、弧形孔;350、销孔;400、端部取样筒;410、岩心进口;500、驱动轴套;510、花键槽;520、驱动齿槽;530、第二导向斜面;540、定位孔;600、防护罩;610、抵压部;700、岩心管;710、钻头;720、外管;730、中层管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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;可以是机械连接,也可以是电连接;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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的光圈式岩心断取装置及方法的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1、图2、图3、图4和图5所示,本申请实施例提供一种光圈式岩心断取装置,其包括内设有岩心通道120的内轴套管100、可旋转地套设于内轴套管100外侧的外轴套管200、四个切断机构300及端部取样筒400;
其中,内轴套管100的外壁开设有四个贯穿其内壁的第一容纳孔110,每个第一容纳孔110均沿内轴套管100的周向延伸,四个第一容纳孔110沿内轴套管100的周向间隔布置;外轴套管200的外壁开设有四个贯穿其内壁的第二容纳孔210,每个第二容纳孔210均沿外轴套管200的周向延伸,四个第二容纳孔210沿外轴套管200的周向间隔布置,第一容纳孔110和第二容纳孔210一一对应,每个第一容纳孔110均和对应的第二容纳孔210沿内轴套管100的径向依次布置;
每个切断机构300均包括弧形的切断刀片310、第一销轴320和第二销轴330,切断刀片310的一端分别通过销孔350和弧形孔340套设于对应第一销轴320和第二销轴330上,第一销轴320两端和第二销轴330两端分别连接于一个第一容纳孔110两侧和一个对应的第二容纳孔210两侧,内轴套管100的一端外壁开设有分别贯穿至四个第一容纳孔110两侧的第一销轴孔150,四个切断机构300的第一销轴320分别穿过四个第一销轴孔150和四个切断刀片310上弧形孔340,外轴套管200的一端外壁开设有分别贯穿至四个第二容纳孔210两侧的第二销轴孔240,四个切断机构300的第二销轴330分别穿过四个第二销轴孔240和四个切断刀片310上销孔350;端部取样筒400的一端套设于内轴套管100设有第一销轴孔150的一端外壁上且端部抵压外轴套管200设有第二销轴孔240的一端,端部取样筒400的另一端设有与岩心通道120连通的岩心进口410;外轴套管200相对于内轴套管100旋转时,推动四个切断刀片310同步转动伸入岩心通道120内切断并支撑岩心或收容于对应第一容纳孔110和第二容纳孔210内。
如图1至图6所示,本申请实施例还提供了使用上述光圈式岩心断取装置进行的光圈式岩心断取方法,其包括以下步骤:
将上述光圈式岩心断取装置连接于岩心管700端部得到,使岩心管700和内轴套管100通过螺纹固定连接,使外轴套管200和套设于岩心管700外侧的中层管730通过螺纹固定连接,并在中层管730外层套设有外管720,外管720的端部连接有套设于外轴套管200和端部取样筒400外侧的钻头710;
将钻头710钻进至目标地层,使岩心经岩心通道120进入岩心管700内部;
驱动中层管730相对于岩心管700旋转,使中层管730连接的外轴套管200相对于岩心管700连接的内轴套管100旋转,推动各个切断刀片310同步转动伸入岩心通道120内切断并支撑岩心;
将钻头710退出,驱动中层管730相对于岩心管700反向旋转复位,使中层管730连接的外轴套管200相对于岩心管700连接的内轴套管100反向旋转复位,推动各个切断刀片310同步转动脱出岩心通道120内收缩回对应的第一容纳孔110和第二容纳孔210内,使各个切断刀片310停止支撑岩心,此时作业人员可将岩心取出完成取样。
本申请实施例提供的光圈式岩心断取装置及方法通过设置内轴套管100及可旋转地套设于内轴套管100外侧的外轴套管200,在内轴套管100和外轴套管200上分别开设多个沿周向间隔布置且一一一对应的第一容纳孔110和第二容纳孔210,并在每个第一容纳孔110和对应第二容纳孔210内均铰接设置一个弧形的切断刀片310,切断刀片310的一端分别通过销孔350和弧形孔340套设于一第一销轴320和一第二销轴330上,第一销轴320和第二销轴330分别连接于第一容纳孔110两侧壁和对应第二容纳孔210两侧壁,将内轴套管100连接于岩心管700钻进至地下时,使岩心穿过内轴套管100进入岩心管700内保存,当钻进回次终了需要切断岩心时,控制外轴套管200相对于内轴套管100顺时针旋转,外轴套管200上的四个第二容纳孔210一端分别推动四个切断刀片310套设于第一销轴320和第二销轴330的一端旋转,使四个切断刀片310分别绕第一销轴320顺时针转动至伸入内轴套管100内切断并支撑岩心,当光圈式岩心断取装置随钻管拔出地面后,将外轴套管200相对于内轴套管100逆时针旋转复位时,外轴套管200上的四个第二容纳孔210一端分别反向移动推动四个切断刀片310套设于第一销轴320和第二销轴330的一端旋转,使四个切断刀片310分别绕第一销轴320逆时针转动至收回第一容纳孔110和第二容纳孔210内停止支撑岩心,并使岩心露出方便取出。
本申请实施例中,内轴套管100上端用于与岩心管700下端连接固定,内轴套管100内径与岩心管700内径相同,使岩心能够稳定的通过内轴套管100内的岩心通道120进入岩心管700内。内轴套管100外径与外轴套管200内径呈间隙配合关系;第一容纳孔110和第二容纳孔210为槽身轴面垂直于内轴套管100和外轴套管200中心轴线的腰形槽,并完全贯穿内轴套管100和外轴套管200的管壁,第一容纳孔110和第二容纳孔210的长度和厚度与切断刀片310的长度和厚度适配,使切断刀片310能够完全容纳在第一容纳孔110和第二容纳孔210内。第一容纳孔110和第二容纳孔210内分别设置有第一销轴孔150和第二销轴孔240,第一销轴孔150和第二销轴孔240分别沿内轴套管100和外轴套管200轴向贯穿至内轴套管100和外轴套管200端面,第一销轴320和第一销轴孔150、第二销轴330与第二销轴孔240装配构成切断刀片310旋转运动的连接轴。
切断刀片310呈具有一定厚度的弯刀状,切断刀片310的内径和外径分别与内轴套管100内径和外轴套管200外径相同或略小,切断刀片310的厚度略小于第一容纳孔110和第二容纳孔210的厚度之和,切断刀片310尾端设置有一个销孔350和一个弧形孔340用于旋转固定和传动,尖端设有刃口,且尖端至销孔350的长度大于尾端至销孔350的长度以符合偏心凸轮构件特性。销孔350直径与第一销轴孔150直径间隙配合设置,通过第一销轴孔150将切断刀片310装配在内轴套管100上并能够绕第一销轴320旋转伸入内轴套管100内孔一定长度又能完全缩回第一容纳孔110和第二容纳孔210内;弧形孔340与第二销轴330按槽口配合要求设置,通过第二销轴330将切断刀片310连接在外轴套管200上,根据行星传动机构几何关系合理设置销孔350、弧形孔340、第一销轴320、第二销轴330的位置及尺寸,即可实现内轴套管100与外轴套管200相对转动带动切断刀片310旋出和缩回实现切换岩心通道120关闭或打开的状态。
切断刀片310的数量、厚度、长度可根据取心地层的松散、破碎程度、软硬程度等特性有针对性设置。对于松散、塑性、破碎等较容易切入剪断且易滑落的地层,可设置较多片数、长度较长的切断刀片310并均匀分布于横截面上,使光圈式岩心断取装置关闭时减小切断刀片310之间的缝隙,增加封堵托举面积以防止松散破碎岩心从岩心管中滑落;对于中硬及中硬以上完整的岩层,可设置数量偏少、厚度大、长度较短的切断刀片310,使光圈式岩心断取装置关闭时具有足够的强度和咬断力剪断岩心并将岩心卡在岩心管700中。
其中,内轴套管100下端外壁还可以套设卡接与外轴套管200抵压的端部取样筒400,端部取样筒400用于保护内轴套管100和外轴套管200并封闭第一销轴320与第二销轴330,从而利端部取样筒400的岩心进口410引导岩心经岩心通道120进入岩心管700以及保护岩心受泥浆冲刷。端部取样筒400可与外轴套管200固定连接,端部取样筒400的内径等于或略小于内轴套管100内径,端部取样筒400入口处可设置成外大内小的喇叭口状,便于引导岩心进入岩心管700内;端部取样筒400的入岩端可伸入钻头710唇口一定深度以减少泥浆冲刷岩心,提高岩心采取质量。
实施例2
如图7、图8和图9所示,本申请实施例提供的光圈式岩心断取装置与实施例1提供的光圈式岩心断取装置的结构大致相同,区别在于,本实施例中,还包括套设于内轴套管100上的驱动轴套500及套设并连接于驱动轴套500上的防护罩600,驱动轴套500、外轴套管200和端部取样筒400依次套设于内轴套管100上;防护罩600的一端滑动抵压外轴套管200外壁,另一端凸起形成滑动抵压内轴套管100外壁的抵压部610;外轴套管200和端部取样筒400通过四个螺栓连接。
内轴套管100外壁设有四个沿其周向间隔布置的花键130,其中一个花键130的外壁凸起形成定位螺钉140;驱动轴套500内壁设有与花键130一一对应滑动配合的花键槽510,花键槽510沿驱动轴套500轴向延伸,花键130和对应花键槽510配合限定驱动轴套500仅可沿内轴套管100轴向移动,其中,驱动轴套500的外壁开设有一条贯穿花键槽510底壁的定位孔540,定位孔540沿驱动轴套500的轴向延伸,定位螺钉140滑动穿过对应的定位孔540;外轴套管200远离端部取样筒400的一端设有四个沿其周向间隔布置的驱动齿块220,每个驱动齿块220的一侧设有第一导向斜面230,驱动轴套500靠近外轴套管200的一端设有与驱动齿块220一一对应配合的驱动齿槽520,每个驱动齿槽520的一侧设有用于与第一导向斜面230对应配合的第二导向斜面530,驱动轴套500沿内轴套管100轴向移动时,使第二导向斜面530推动对应第一导向斜面230转动带动外轴套管200相对于内轴套管100旋转。
本申请实施例提供的光圈式岩心断取装置通过设置可沿内轴套管100轴向移动的驱动轴套500,在内轴套管100外壁设置花键130,并在驱动轴套500内壁设置与花键130匹配的花键槽510,从而利用花键130和花键槽510配合限定驱动轴套500套设在内轴套管100上只能进行轴向运动而不能转动,同时使驱动轴套500端部通过驱动齿槽520和外轴套管200端部的驱动齿块220对应配合偏转一定的偏转角度,并使驱动齿块220和驱动齿槽520通过第一导向斜面230和第二导向斜面530滑动配合将轴向移动转换成旋转扭矩,当控制驱动轴套500沿内轴套管100朝靠近外轴套管200方向移动时,第一导向斜面230和第二导向斜面530接触并推动外轴套管200相对内轴套管100产生转动,从而使外轴套管200上的四个第二容纳孔210一端分别推动四个切断刀片310套设于第一销轴320和第二销轴330的一端旋转,使四个切断刀片310分别绕第一销轴320顺时针转动至伸入内轴套管100内切断并支撑岩心。
在内轴套管100外壁设置定位螺钉140,并在驱动轴套500内壁设置与定位螺钉140滑动配合的定位孔540,能够利用定位螺钉140和定位孔540配合限定驱动轴套500的轴向移动范围。通过在驱动轴套500上套设防护罩600,能够利用防护罩600保护驱动齿块220和驱动齿槽520结构不受外部碰撞损坏或分离。
在其他可选的实施例中,内轴套管100和外轴套管200之间还可以连接一个或多个限位弹簧,每个限位弹簧的两端分别与内轴套管100和外轴套管200连接,通过在内轴套管100和外轴套管200之间连接限位弹簧,使用限位弹簧限定内轴套管100和外轴套管200的周向相对位置,避免光圈式岩心断取装置在无主动驱动力情况下由于振动使外轴套管200相对于内轴套管100旋转导致切断刀片310转动伸出至岩心通道120内,以保证正常钻进期间切断刀片310不会由于振动和误动作伸入内轴套管100影响岩心顺利进入岩心管700中。
综上所述,本申请实施例提供的光圈式岩心断取装置及方法具有如下有益效果:光圈式岩心断取装置及方法径向切的方式剪断岩心,有效解决了松散、塑性、破碎等复杂地层岩心采取率低的技术难题,且具有操作简单、可靠性强、岩心采取率高、岩样保真性好的优点,同时能够在地表通过控制泵流量或投球等方式机械传动控制井下光圈式岩心断取装置的切割动作,大大提升了取心工作的可控性,且能匹配扭转、推拉等多种驱动类型,能应用于不同取心钻具,具有应用范围广、通用性强的效果。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

Claims (9)

1.一种光圈式岩心断取装置,其特征在于,其包括内设有岩心通道的内轴套管、可旋转地套设于所述内轴套管外侧的外轴套管及多个切断机构;所述内轴套管和所述外轴套管分别开设有与所述切断机构一一对应的第一容纳孔和第二容纳孔,各个所述第一容纳孔和各个所述第二容纳孔分别沿所述内轴套管和所述外轴套管的周向间隔布置;每个所述切断机构均包括弧形的切断刀片、第一销轴和第二销轴,所述切断刀片分别通过销孔和弧形孔套设于对应所述第一销轴和所述第二销轴上,所述第一销轴两端和所述第二销轴两端分别连接于对应所述第一容纳孔两侧和所述第二容纳孔两侧;所述外轴套管相对于所述内轴套管旋转时,推动各个所述切断刀片同步转动伸入所述岩心通道内切断并支撑岩心或收容于对应所述第一容纳孔和所述第二容纳孔内。
2.根据权利要求1所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,还包括套设于所述内轴套管端部且与所述外轴套管连接的端部取样筒,所述端部取样筒端部设有与所述岩心通道连通的岩心进口。
3.根据权利要求2所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,所述端部取样筒内连接有与所述切断刀片一一对应连接的限位弹簧,所述限位弹簧用于使对应所述切断刀片转动收容于对应所述第一容纳孔和所述第二容纳孔内。
4.根据权利要求1所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,还包括套设于所述内轴套管上的驱动轴套,所述内轴套管外壁设有至少一个花键;所述驱动轴套内壁设有与所述花键一一对应滑动配合的花键槽,所述花键和对应所述花键槽限定所述驱动轴套仅沿所述内轴套管轴向移动;所述外轴套管端部设有多个沿其周向间隔布置的驱动齿块,所述驱动齿块设有第一导向斜面;所述驱动轴套设有与所述驱动齿块一一对应配合的驱动齿槽,所述驱动齿槽设有与对应所述第一导向斜面配合的第二导向斜面,所述驱动轴套沿所述内轴套管轴向移动时,使所述第二导向斜面推动对应所述第一导向斜面转动带动所述外轴套管相对于所述内轴套管旋转。
5.根据权利要求4所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,所述驱动轴套开设有至少一条沿其轴向延伸的定位孔,所述内轴套管外壁设有与所述定位孔一一对应的定位螺钉,所述定位螺钉滑动穿过对应的所述定位孔。
6.根据权利要求4所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,还包括套设并连接于所述驱动轴套上的防护罩。
7.根据权利要求1所述的光圈式岩心断取装置,其特征在于,还包括至少一个限位弹簧,所述限位弹簧的两端分别与所述内轴套管和所述外轴套管连接。
8.一种光圈式岩心断取方法,其特征在于,其包括以下步骤:
将如权利要求1至7中任一项所述的光圈式岩心断取装置连接于岩心管端部,使用位于所述光圈式岩心断取装置外侧的钻头钻进至目标地层,使岩心经所述岩心通道进入所述岩心管内部;
驱动所述外轴套管相对于所述内轴套管旋转,使各个所述切断刀片同步转动伸入所述岩心通道内切断并支撑岩心。
9.根据权利要求8所述的光圈式岩心断取方法,其特征在于,驱动与所述外轴套管连接的驱动轴套沿轴向移动,使所述驱动轴套带动所述外轴套管相对于所述内轴套管旋转,以带动各个所述切断刀片同步转动伸入所述岩心通道内切断并支撑岩心。
CN202311330766.1A 2023-10-13 2023-10-13 一种光圈式岩心断取装置及方法 Pending CN117309456A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311330766.1A CN117309456A (zh) 2023-10-13 2023-10-13 一种光圈式岩心断取装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311330766.1A CN117309456A (zh) 2023-10-13 2023-10-13 一种光圈式岩心断取装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117309456A true CN117309456A (zh) 2023-12-29

Family

ID=89284732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311330766.1A Pending CN117309456A (zh) 2023-10-13 2023-10-13 一种光圈式岩心断取装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117309456A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117905389A (zh) * 2024-03-15 2024-04-19 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种区域断裂岩带钻井钻探装置
CN118356230A (zh) * 2024-06-19 2024-07-19 四川大学华西医院 一种颈椎钩椎关节打磨植骨器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117905389A (zh) * 2024-03-15 2024-04-19 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种区域断裂岩带钻井钻探装置
CN117905389B (zh) * 2024-03-15 2024-05-24 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种区域断裂岩带钻井钻探装置
CN118356230A (zh) * 2024-06-19 2024-07-19 四川大学华西医院 一种颈椎钩椎关节打磨植骨器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117309456A (zh) 一种光圈式岩心断取装置及方法
AU2013245515B2 (en) Deburring mill tool for wellbore cleaning
US10316602B2 (en) Downhole machining system and method
CN110644940B (zh) 一种油井单筒双井套管机械电切割装置
EA024761B1 (ru) Скважинный установочный инструмент
EA006468B1 (ru) Бурение скважины
CN111655964B (zh) 用于钻探的快速释放联接及相关方法
US6427788B1 (en) Underreaming rotary drill
CN103906600B (zh) 动力工具和操作自动钻孔作业的方法
US20210115747A1 (en) Flow Diversion Valve for Downhole Tool Assembly
US11867013B2 (en) Flow diversion valve for downhole tool assembly
EP2262974B1 (en) Coupling between wellbore tools having central transmission shafts
US20060096785A1 (en) Expandable bit
EP2132400B1 (en) Drill bit assembly and method of performing an operation in a wellbore
AU2014221483A1 (en) Drilling arrangement and method for holding a drill string
JP4143911B2 (ja) シールド掘進機のカッタビット交換方法および装置
EP1923535A1 (en) Downhole check valve comprising a burst disk
CN100540840C (zh) 用于在地层中钻井眼的钻头
CN114776233A (zh) 一种用于防冲钻孔机器人的钻杆装置及其使用方法
CN116696227B (zh) 解卡螺杆钻具
CN114541974B (zh) 一种用于浅层钻探的钻探工具
US12018539B2 (en) Radial drilling unit
CN217712421U (zh) 一种钻具
CN212535595U (zh) 一种永久式桥塞钻磨工具
CN117189010A (zh) 一种投球控制岩心断取的取心钻具及岩心断取方法

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