CN117513991A - 一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，包括：移动基座、井架、滑动机构、钻探杆、探测组件，所述移动基座承载钻探装置整体进行位置移动；所述井架设置在移动基座的调节装置上；所述滑动机构设置在井架上；所述钻探杆固定在滑动机构上；所述探测组件通过钻探杆连接在滑动机构上。与现有技术相比，本发明可在钻头提升的过程中，对探井自底部向上依次进行取样，且在取样组件和分隔组件的作用下，进行定点取样时，对取得的样品依次进行存储，保证样品的独立性，避免样品泄露，提高检测效率，在连续取样时，可对既定段进行连续取样，以了解该段土层分布，为地质勘探提供精确数据。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，更具体地说，涉及一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置。
背景技术
页岩油气藏通常存在于不同的地质条件下，如不同的地层厚度、岩石类型、硬度、地下水位等。在对页岩油气进行探测时，由于前期钻井资料较少，存在较大的地质不确定性和勘探风险，因此需要科学合理地选择页岩油气探井井位，提高井位部署质量，实现页岩油气探井钻探目的，提高勘探成功率。在勘察中，常常应用到钻探设备，现有的钻探技术，对井内进行取样时，不能够一次性采取不同深度的样品，效率较低，在松软的土壤中出钻时样品容易泄露，难以对不同地质条件的土壤进行取样，功能单一。因此，有必要提供一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，包括：
移动基座，承载钻探装置整体进行位置移动；
井架，设置在移动基座的调节装置上；
滑动机构，设置在井架上；
钻探杆，固定在滑动机构上；
探测组件，通过钻探杆连接在滑动机构上。
进一步的，作为优选，所述探测组件包括：
调节组件，固定在钻探杆的一端；
取样组件，位于调节组件的内部，与调节组件固定连接；
钻头组件，由三锥钻头构成，固定在取样组件的底部；
分隔组件，连接调节组件和取样组件。在确定探井布局后，由移动基座带动钻探设备移动到预设位置，并进行固定，由调节装置带动井架进行位置调节，然后由滑动机构带动钻探杆和探测组件进行钻孔，进而在钻头组件的作用下，完成探井的钻井工作，在进行抬升收回的过程中，对调节组件进行调节，同时带动探测组件转动，探井侧壁土壤进入取样组件中，在进行定点取样时，通过对调节组件的多次调节复位，实现多次取样，并由分隔组件对其进行分层储存，在进行连续取样时，对调节组件进行单次调节，保持固定，在钻探杆抬升并转动过程中，对探井内壁土壤进行连续取样，且取样组件内所获样品与分布与探井内部土层分布相同。
进一步的，作为优选，所述调节组件包括：
轴体，两端分别与钻探杆和取样组件相连接；
定位架，固定在轴体上，临近钻探杆的一端；
调节块，滑动设置在轴体上；
限位架，固定在取样组件上，临近钻头组件的一端；
第一调节板，环形分布设有多个，转动铰接在定位架上，且在第一调节板的内壁铰接有连杆，所述连杆与调节块相铰接；
伸缩轴，环形分布设有多个，与第一调节板间隔设置，固定端固定在定位架上，伸出端与调节块固定连接；
第二调节板，与第一调节板对应设置，一端转动铰接在限位架上，另一端与第一调节板转动连接；
引导组件，环形分布设有多个，与第二调节板间隔设置，一端与两侧第二调节板的侧部相连接，一端与取样组件相连接。当对探井内部进行取样时，伸缩轴收缩，带动调节块在轴体上向上移动，进而在连杆的作用下，第一调节板向外扩张，与探井内壁接触，同时带动第二调节板在限位架上转动，然后由第二调节板带动引导组件转动，进而在钻探杆带动探测组件进行转动抬升时，第一调节板在探井内壁上转动上移，将探井内壁的土壤刮下，刮下的土壤经第一调节板之间的间隙落下，在引导组件的引导下，落入取样组件中，进行储存。
进一步的，作为优选，所述第一调节板的外壁上设有多个可转动的取样钻，且所述取样钻的中轴线与第一调节板的外壁面平行。也就是说，在调节组件调节完成后，进行取样时，第一调节板在钻井内壁上转动，同时带动取样钻在钻井内壁上转动，将突然打散刮下，由取样组件进行收集储存。
进一步的，作为优选，所述第二调节板的两侧设有滑槽。
进一步的，作为优选，所述引导组件包括：
滑动轴，设置在相邻的第二调节板之间，与滑槽滑动连接；
引导面，与第二调节板间隔设置，固定在滑动轴上；
固定轴，固定在取样组件上，且所述引导面与固定轴相铰接。当调节块在轴体上向上移动时，在连杆的作用下，第一调节板向外扩张，同时带动第二调节板向外扩张，进而第二调节板在滑槽的作用下，两侧第二调节板向滑动轴的两端移动，同时引导面在固定轴上偏转，使滑动轴在滑槽内向下移动，使引导面位于第一调节板的间隙下方，对样品进行收集，将收集的样品输送到取样组件中。
进一步的，作为优选，所述取样组件包括：
取样筒体，固定在轴体的底部；
输送口，与引导组件对应设置，固定在取样筒体的侧面；
导向面，设置在相邻的输送口之间；
拦截环，固定在输送口和导向面的外围，与引导组件中的固定轴固定连接。当土壤在取样钻的作用下落下后，土壤在引导组件的引导下，落入拦截环内，在导向面的作用下，土壤经输送口进入取样筒体中，进行储存。
进一步的，作为优选，所述分隔组件包括：
转动轴，与轴体同轴设置，位于轴体内；
内置电机，滑动设置在轴体的内壁上，与转动轴固定连接；
外接环，与转动轴转动连接；
连接轴，对称分布设有两组，固定在外接环的两侧，且所述连接轴穿过轴体与调节块固定连接；
隔离板，直线分布设有多个，中部与转动轴相连接，且在隔离板上设有不处于同一直线上的卡口；
卡块，直线分布设有多个，与隔离板对应设置，固定在转动轴上，且所述卡块与卡口相对应。当调节块在轴体上向上移动时，同时在连接轴的作用下，带动转动轴和内置电机在轴体内部向上移动，使转动轴带动隔离板脱离取样筒体，将取样筒体打开，以便于样品进入取样筒体，在进行定点取样时，在同一位置取样完毕后，调节块下移复位，同时带动隔离板下移进入取样筒体内，进而由内置电机带动转动轴在外接环上转动，使转动轴最低部的卡块与最下方的隔离板上的卡口相对应，进而使隔离板脱离，对已取样品进行封存，以便于再次取样，在进行连续取样时，无需对调节组件复位，即分隔组件仅用于取样完成后进行整体封装。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过调节组件的设置，在钻头提升的过程中，对探井自底部向上依次进行取样，且在取样组件和分隔组件的作用下，进行定点取样时，对取得的样品依次进行存储，保证样品的独立性，避免样品泄露，提高检测效率，在连续取样时，可对既定段进行连续取样，以了解该段土层分布，为地质勘探提供精确数据。
附图说明
图1为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置的整体结构示意图；
图2为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置中探测组件结构示意图；
图3为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置中调节组件结构示意图；
图4为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置中引导组件结构示意图；
图5为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置中取样组件结构示意图；
图6为一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置中分隔组件结构示意图；
图中：1、移动基座；2、井架；3、滑动机构；4、钻探杆；5、探测组件；6、调节组件；7、取样组件；8、钻头组件；9、分隔组件；61、轴体；62、定位架；63、调节块；64、限位架；65、第一调节板；66、伸缩轴；67、第二调节板；68、引导组件；71、取样筒体；72、输送口；73、导向面；74、拦截环；91、转动轴；92、内置电机；93、外接环；94、连接轴；95、隔离板；96、卡块；651、取样钻；652、连杆；671、滑槽；681、滑动轴；682、引导面；683、固定轴。
具体实施方式
请参阅图1～6，本发明实施例中，一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，包括：
移动基座1，承载钻探装置整体进行位置移动；
井架2，设置在移动基座1的调节装置上；
滑动机构3，设置在井架2上；
钻探杆4，固定在滑动机构3上；
探测组件5，通过钻探杆4连接在滑动机构3上。
本实施例中，所述探测组件5包括：
调节组件6，固定在钻探杆4的一端；
取样组件7，位于调节组件6的内部，与调节组件6固定连接；
钻头组件8，由三锥钻头构成，固定在取样组件7的底部；
分隔组件9，连接调节组件6和取样组件7。在确定探井布局后，由移动基座1带动钻探设备移动到预设位置，并进行固定，由调节装置带动井架2进行位置调节，然后由滑动机构3带动钻探杆4和探测组件5进行钻孔，进而在钻头组件8的作用下，完成探井的钻井工作，在进行抬升收回的过程中，对调节组件6进行调节，同时带动探测组件5转动，探井侧壁土壤进入取样组件7中，在进行定点取样时，通过对调节组件6的多次调节复位，实现多次取样，并由分隔组件9对其进行分层储存，在进行连续取样时，对调节组件6进行单次调节，保持固定，在钻探杆4抬升并转动过程中，对探井内壁土壤进行连续取样，且取样组件7内所获样品与分布与探井内部土层分布相同。
本实施例中，所述调节组件6包括：
轴体61，两端分别与钻探杆4和取样组件7相连接；
定位架62，固定在轴体61上，临近钻探杆4的一端；
调节块63，滑动设置在轴体61上；
限位架64，固定在取样组件7上，临近钻头组件8的一端；
第一调节板65，环形分布设有多个，转动铰接在定位架62上，且在第一调节板65的内壁铰接有连杆652，所述连杆652与调节块63相铰接；
伸缩轴66，环形分布设有多个，与第一调节板65间隔设置，固定端固定在定位架62上，伸出端与调节块63固定连接；
第二调节板67，与第一调节板65对应设置，一端转动铰接在限位架64上，另一端与第一调节板65转动连接；
引导组件68，环形分布设有多个，与第二调节板67间隔设置，一端与两侧第二调节板67的侧部相连接，一端与取样组件7相连接。当对探井内部进行取样时，伸缩轴66收缩，带动调节块63在轴体61上向上移动，进而在连杆652的作用下，第一调节板65向外扩张，与探井内壁接触，同时带动第二调节板67在限位架64上转动，然后由第二调节板67带动引导组件68转动，进而在钻探杆4带动探测组件5进行转动抬升时，第一调节板65在探井内壁上转动上移，将探井内壁的土壤刮下，刮下的土壤经第一调节板65之间的间隙落下，在引导组件68的引导下，落入取样组件7中，进行储存。
本实施例中，所述第一调节板65的外壁上设有多个可转动的取样钻651，且所述取样钻651的中轴线与第一调节板65的外壁面平行。也就是说，在调节组件6调节完成后，进行取样时，第一调节板65在钻井内壁上转动，同时带动取样钻651在钻井内壁上转动，将突然打散刮下，由取样组件7进行收集储存。
本实施例中，所述第二调节板67的两侧设有滑槽671。
本实施例中，所述引导组件68包括：
滑动轴681，设置在相邻的第二调节板67之间，与滑槽671滑动连接；
引导面682，与第二调节板67间隔设置，固定在滑动轴681上；
固定轴683，固定在取样组件7上，且所述引导面682与固定轴683相铰接。当调节块63在轴体61上向上移动时，在连杆652的作用下，第一调节板65向外扩张，同时带动第二调节板67向外扩张，进而第二调节板67在滑槽671的作用下，两侧第二调节板67向滑动轴681的两端移动，同时引导面682在固定轴683上偏转，使滑动轴681在滑槽671内向下移动，使引导面682位于第一调节板65的间隙下方，对样品进行收集，将收集的样品输送到取样组件7中。
本实施例中，所述取样组件7包括：
取样筒体71，固定在轴体61的底部；
输送口72，与引导组件68对应设置，固定在取样筒体71的侧面；
导向面73，设置在相邻的输送口72之间；
拦截环74，固定在输送口72和导向面73的外围，与引导组件68中的固定轴683固定连接。当土壤在取样钻651的作用下落下后，土壤在引导组件68的引导下，落入拦截环74内，在导向面73的作用下，土壤经输送口72进入取样筒体71中，进行储存。
本实施例中，所述分隔组件9包括：
转动轴91，与轴体61同轴设置，位于轴体61内；
内置电机92，滑动设置在轴体61的内壁上，与转动轴91固定连接；
外接环93，与转动轴91转动连接；
连接轴94，对称分布设有两组，固定在外接环93的两侧，且所述连接轴94穿过轴体61与调节块63固定连接；
隔离板95，直线分布设有多个，中部与转动轴91相连接，且在隔离板95上设有不处于同一直线上的卡口；
卡块96，直线分布设有多个，与隔离板95对应设置，固定在转动轴91上，且所述卡块96与卡口相对应。当调节块63在轴体61上向上移动时，同时在连接轴94的作用下，带动转动轴91和内置电机92在轴体61内部向上移动，使转动轴91带动隔离板95脱离取样筒体71，将取样筒体71打开，以便于样品进入取样筒体71，在进行定点取样时，在同一位置取样完毕后，调节块63下移复位，同时带动隔离板95下移进入取样筒体71内，进而由内置电机92带动转动轴91在外接环93上转动，使转动轴91最低部的卡块96与最下方的隔离板95上的卡口相对应，进而使隔离板95脱离，对已取样品进行封存，以便于再次取样，在进行连续取样时，无需对调节组件6复位，即分隔组件9仅用于取样完成后进行整体封装。
具体实施时，首先在确定探井布局后，由移动基座1带动钻探设备移动到预设位置，并进行固定，由调节装置带动井架2进行位置调节，然后由滑动机构3带动钻探杆4和探测组件5进行钻孔，进而在钻头组件8的作用下，完成探井的钻井工作，当对探井内部土壤进行多次定点取样时，在进行抬升收回的过程中，到达取样点时，调节组件6的伸缩轴66收缩，带动调节块63在轴体61上向上移动，同时在连接轴94的作用下，带动转动轴91和内置电机92在轴体61内部向上移动，使转动轴91带动隔离板95脱离取样筒体71，进而在连杆652的作用下，第一调节板65向外扩张，使取样钻651与探井内壁接触，同时带动第二调节板67在限位架64上转动，然后由第二调节板67带动引导组件68转动，进而在钻探杆4带动探测组件5进行转动抬升时，第一调节板65带动取样钻651在探井内壁上转动上移，将探井内壁的土壤刮下，刮下的土壤经第一调节板65之间的间隙落下，在引导组件68的引导下，落入取样筒体71中，进行储存，在该取样点取样结束后，调节块63下移复位，同时带动隔离板95下移进入取样筒体71内，进而由内置电机92带动转动轴91在外接环93上转动，使转动轴91最低部的卡块96与最下方的隔离板95上的卡口相对应，进而使隔离板95脱离，对已取样品进行封存，以便于在下移取样点重复操作进行再次取样；当对探井内壁的一段距离进行连续取样时，在调节组件6调节后，随着钻探杆4的转动上移，探井内壁的土壤不断落入取样筒体71内，在完成短距离的取样后，调节组件6复位，由隔离板95对取样筒体71进行整体密封，可根据取样筒体71内的土层分布来了解探井内部的土层分布，有效提高探测效率。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：包括：
移动基座(1)，承载钻探装置整体进行位置移动；
井架(2)，设置在移动基座(1)的调节装置上；
滑动机构(3)，设置在井架(2)上；
钻探杆(4)，固定在滑动机构(3)上；
探测组件(5)，通过钻探杆(4)连接在滑动机构(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述探测组件(5)包括：
调节组件(6)，固定在钻探杆(4)的一端；
取样组件(7)，位于调节组件(6)的内部，与调节组件(6)固定连接；
钻头组件(8)，由三锥钻头构成，固定在取样组件(7)的底部；
分隔组件(9)，连接调节组件(6)和取样组件(7)。
3.根据权利要求2所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述调节组件(6)包括：
轴体(61)，两端分别与钻探杆(4)和取样组件(7)相连接；
定位架(62)，固定在轴体(61)上，临近钻探杆(4)的一端；
调节块(63)，滑动设置在轴体(61)上；
限位架(64)，固定在取样组件(7)上，临近钻头组件(8)的一端；
第一调节板(65)，环形分布设有多个，转动铰接在定位架(62)上，且在第一调节板(65)的内壁铰接有连杆(652)，所述连杆(652)与调节块(63)相铰接；
伸缩轴(66)，环形分布设有多个，与第一调节板(65)间隔设置，固定端固定在定位架(62)上，伸出端与调节块(63)固定连接；
第二调节板(67)，与第一调节板(65)对应设置，一端转动铰接在限位架(64)上，另一端与第一调节板(65)转动连接；
引导组件(68)，环形分布设有多个，与第二调节板(67)间隔设置，一端与两侧第二调节板(67)的侧部相连接，一端与取样组件(7)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述第一调节板(65)的外壁上设有多个可转动的取样钻(651)，且所述取样钻(651)的中轴线与第一调节板(65)的外壁面平行。
5.根据权利要求3所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述第二调节板(67)的两侧设有滑槽(671)。
6.根据权利要求3所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述引导组件(68)包括：
滑动轴(681)，设置在相邻的第二调节板(67)之间，与滑槽(671)滑动连接；
引导面(682)，与第二调节板(67)间隔设置，固定在滑动轴(681)上；
固定轴(683)，固定在取样组件(7)上，且所述引导面(682)与固定轴(683)相铰接。
7.根据权利要求2所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述取样组件(7)包括：
取样筒体(71)，固定在轴体(61)的底部；
输送口(72)，与引导组件(68)对应设置，固定在取样筒体(71)的侧面；
导向面(73)，设置在相邻的输送口(72)之间；
拦截环(74)，固定在输送口(72)和导向面(73)的外围，与引导组件(68)中的固定轴(683)固定连接。
8.根据权利要求2所述的一种基于地质条件的页岩油气探井布局钻探装置，其特征在于：所述分隔组件(9)包括：
转动轴(91)，与轴体(61)同轴设置，位于轴体(61)内；
内置电机(92)，滑动设置在轴体(61)的内壁上，与转动轴(91)固定连接；
外接环(93)，与转动轴(91)转动连接；
连接轴(94)，对称分布设有两组，固定在外接环(93)的两侧，且所述连接轴(94)穿过轴体(61)与调节块(63)固定连接；
隔离板(95)，直线分布设有多个，中部与转动轴(91)相连接，且在隔离板(95)上设有不处于同一直线上的卡口；
卡块(96)，直线分布设有多个，与隔离板(95)对应设置，固定在转动轴(91)上，且所述卡块(96)与卡口相对应。
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2023
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| CN117738608B (zh) * | 2024-02-07 | 2024-04-26 | 克拉玛依市远山石油科技有限公司 | 一种油砂钻探取芯装置 |
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