CN203702049U - 38mm大颗粒测压取芯器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种38mm大颗粒测压取芯器，包括地面仪器和井下仪器，井下仪器上设有主推靠，地面仪器由地面控制箱、地面调压器箱和地面变压器箱组成，井下仪器由电子模块、液压模块、机械模块和平衡模块组成；地面仪器通过集流环、电缆及马龙头与井下仪器连接，液压模块为采用直流电机作为动力源。本实用新型采用直流电机作为动力源驱动带有内径为38mm钻杆的马达高速旋转，获得直径为38mm的层岩心。直流电机可以实现平滑而经济地调速，转矩较大，较节能环保且维修较便宜；将测压与取芯有机组合到一起，在钻取大颗粒岩芯的同时获取目的层地层压力，可提高测井效率，降低测井成本；石英压力传感器利于适应不同渗透率地层的测压需求和确认获取所测地层压力的可靠性。

Description

38mm大颗粒测压取芯器

技术领域

本实用新型属于石油测井仪器领域，尤其涉及一种大颗粒测压取芯器。 

背景技术

目前石油测井领域使用的钻进式井壁取芯器获取的岩芯直径只有25mm， 最大长度只有50mm，测量目的地层的地层压力需要地层测试器的测井。要实现地层岩性、物性、电性、含油性的分析化验，目前采集的岩芯颗粒小，无法满足求取目的地层孔隙度、渗透率的等储层参数的需求。钻取更大直径，收获更大体积的岩芯颗粒并能兼顾到测量目的地层的压力是目前实物提取测井仪器的发展方向。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了获取直径更大、长度更长大颗粒岩芯，提供一种38mm大颗粒测压取芯器。

为了解决以上技术问题采用以下技术方案：一种38mm大颗粒取芯器，包括地面仪器和井下仪器，井下仪器上设有主推靠，地面仪器由地面控制箱、地面调压器箱和地面变压器箱组成，井下仪器由电子模块、液压模块、机械模块和平衡模块组成；地面仪器通过集流环、电缆及马龙头与井下仪器连接，液压模块采用直流电机作为动力源。

所述电子模块的外壳主要由上接头、下接头、壳体组成，电子模块的内部装有骨架，骨架上安装电源控制板、伽马信号控制板、测压装置控制板；其中，伽马信号控制板安装在保温瓶中。

所述电子模块和地面控制箱通过曼码编码方式进行通讯。

所述液压模块的壳体由接头和外壳组成，壳体内安装有骨架，骨架上装有测压装置、电机和双联泵、蓄能器、换向阀、电控溢流阀和管道。

所述液压模块的内部充满液压油、并由密封圈进行密封，作为液压系统的油槽。

所述机械模块由外壳、增压缸、主推靠缸、钻进控制缸、钻进电位计、主推靠、马达、储芯筒、芯长电位计、导板组成；外壳作为各个零部件的固定支架，主推靠缸控制主推靠的张开，增压缸增加紧贴力。

所述平衡模块采用活塞式平衡，活塞式平衡由接头、活塞、弹簧、壳组成，活塞在壳体内浮动，使仪器内部液压油压力与外部泥浆压力平衡。

本实用新型采用直流电机作为动力源驱动带有内径为38mm钻杆的马达高速旋转，获得直径为38mm的层岩心。直流电机可以实现平滑而经济地调速，转矩较大，较节能环保且维修较便宜；采用两半分离式储芯筒，利于储芯筒整体打开，确定每个岩芯具体的采集深度；将测压与取芯有机地组合到一起，在钻取大颗粒岩芯的同时获取目的层的地层压力，可提高测井效率，降低测井成本；石英压力传感器利于适应不同渗透率地层的测压需求和确认获取所测地层压力的可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型电子模块的结构示意图。

图3为本实用新型液压模块的结构示意图。

图4为本实用新型机械模块的结构示意图。

图5为本实用新型平衡模块的结构示意图。

图6为本实用新型地面系统和井下系统电缆分配示意图。

图7为本实用新型的工作原理图。

图中：1、地面仪器，2、井下仪器，3、地面控制箱，4、地面调压器箱，5、地面变压器箱，6、马龙头，7、电子模块，8、液压模块，9、机械模块，10、平衡模块，11、集流环，12、电缆，13、上接头，14、下接头，71、电源控制板，72、伽马信号控制板，73、保温瓶，74测压装置控制板，81、测压装置，82、电机和双联泵，821，电机、822，双联泵，83、壳体，841-845、换向阀，85、电控溢流阀，86、蓄能器，90、增压缸，91、主推靠缸，92、钻进控制缸，93、钻进电位计，94、壳体，95、导板，96、马达，97、封隔器，98、芯长电位计，99、储芯筒，910、主推靠，100、油腔，101、活塞，102、壳体，103、弹簧，15、压力传感器，17、推芯缸，18、石英压力计，19、电子节。

具体实施方式

如图1所示，一种38mm大颗粒测压取芯器，包括地面仪器1和井下仪器2，井下仪器2上设有主推靠910。地面仪器2由地面控制箱3、地面调压器箱4和地面变压器箱5组成，井下仪器2由电子模块7、液压模块8、机械模块9和平衡模块10组成；地面仪器2通过集流环11、电缆12及马龙头6与井下仪器2连接。

如图2所示，电子模块7的外壳主要由上接头13、下接头14、壳体组成，电子模块7的内部装有骨架，骨架上安装电源控制板71、伽马信号控制板72、测压装置控制板73；其中，伽马信号控制板72安装在保温瓶73中。电子模块7用于与地面仪器2建立通讯、接收地面命令、控制液压机械模块9和平衡模块10动作；接收液压机械模块9的各种参数，把这些参数和测量的自然伽马信号通过电缆12上传到地面仪器1；电子模块和地面控制箱通过曼码编码方式进行通讯。

如图3所示，液压模块8的壳体由接头和壳体83组成，壳体内安装有骨架，骨架上装有测压装置81、电机和双联泵82、蓄能器86、换向阀841-845、电控溢流阀85和管道。液压模块8的内部充满液压油、并由密封圈进行密封，作为液压系统的油槽。液压模块8为钻取岩芯和测量地层压力准备动力源，采用直流电机821作为动力源，缩短钻取大颗粒岩芯的时间。根据地面仪器1命令完成钻取38mm岩芯和测量地层压力的整个过程，并将获取的岩芯放入储芯筒99，储芯筒99采用两半分离式，利于储芯筒99整体打开，以确定每个岩芯具体的采集深度，避免了岩芯一下倒出时，岩芯深度的无法确认；测压封隔吸口采用大面积吸口，最大限度地防止封隔橡胶口的堵塞，利于地层流体进入预测试室；测量地层压力的传感器为石英压力传感器，精度为2‰，保证了所测地层压力的精度；预测室容积0-10毫升可调，速率0-3ml/s可调，利于适应不同渗透率地层的测压需求和确认获取所测地层压力的可靠性。

如图4所示，机械模块9由壳体94、增压缸90、主推靠缸91、钻进控制缸92、钻进电位计93、主推靠910、马达96、储芯筒99、芯长电位计98、导板95组成；壳体94作为各个零部件的固定支架。工作时主推靠缸91控制主推靠910张开，使仪器紧贴井壁，增压缸90增加紧贴力，封隔器97密封地层，测压装置81抽出一定体积空间，地层流体流进并充满该空间，石英压力计18检测该过程的压力变化过程，得到压力测量曲线，完成压力测量工作。取芯时，钻进控制缸92带动导板95向上移动，导板95带动带有内径为38mm钻杆的马达伸出仪器外壳，钻头装在马达上，大泵液压油带动马达高速旋转，从而带动钻头旋转，钻取岩芯，完成后导板折断岩心，先存储在马达内部，钻进控制缸92带动导板95向下移动，导板95带动38马达收回仪器外壳，推芯缸17推动岩心入储芯筒99，主推靠缸91控制主推靠910收回，完成一个工作点。

如图5所示，平衡模块10采用活塞式平衡，活塞式平衡由接头、活塞101、弹簧103、壳体 102组成，活塞101在壳体102内浮动，使仪器内部液压油压力与外部泥浆压力平衡，保持井下仪器2中液压油的基准压力与外界压力相平衡。

如图6所示，地面系统与井下系统电缆分配图，所述马龙头6的一端经7芯铠装电缆12与集流环11的一端相连，马龙头6的另一端与井下仪器2的电子节19相连，所述集流环11的另一端与地面控制系统连接，所述地面控制系统包括地面程控箱3、地面调压器箱4和地面变压器箱5，所述7芯电缆的缆芯a 1、缆芯b 2、缆芯d 4和缆芯e 5传输电能，缆芯c 3和缆芯f 6进行曼码通讯。

如图7所示，本实用新型的工作原理图，一台直流电机821带动一个双联泵822，形成大泵液压系统和小泵液压系统。大泵液压系统由马达和换向阀组成。作用是直流电机带动大泵旋转，输出高压液压油，驱动马达高速旋转，马达钻杆内径为38mm，可以取到直径为38mm的岩芯。小泵液压系统有换向阀和钻进控制缸92、主推靠缸91、推芯缸17组成。换向阀控制各液压缸动作，钻进控制缸92带动马达钻杆进入地层或退出地层，主推靠缸91使整个仪器紧贴井壁，便于钻取岩芯，推芯缸17把取到的岩芯推入储芯筒99中储存。电控溢流阀85是一个可以调节压力的控制阀，通过调节压力，可以调节钻进速度的快慢，以适应不同地层的要求。蓄能器86可以存储能量，仪器在工作中突然断电时，存储的能量可以使钻进控制缸92退回，带动马达退回到仪器内部，是仪器的一种保护装置。钻进电位计93是一种直线拉杆位移传感器，用于测量钻进控制缸92的行程，使地面操作员了解马达钻头的位置。芯长电位计98也是一种直线拉杆位移传感器，用于检测是否取到岩心和岩心长度。测压装置81是用来测量地层压力的，封隔地层的封隔器97安装在主推靠910上，主推靠910张开使封隔器97紧贴井壁，封隔器97上橡胶受到挤压，阻断了泥浆和地层的连通，封住地层。增压缸90可以增加液压泵输出压力，使主推靠910以较大力量贴近井壁，保证测量的地层压力准确可靠。测压装置81包括电机821、丝杠螺母、液压缸和石英压力计，电机旋转带动丝杠螺母直线运动，螺母带动液压缸运动，抽出测量地层压力的空间，石英压力计检测出地层压力。

Claims (7)

1.一种38mm大颗粒测压取芯器，包括地面仪器和井下仪器，井下仪器上设有主推靠，地面仪器由地面控制箱、地面调压器箱和地面变压器箱组成，井下仪器由电子模块、液压模块、机械模块和平衡模块组成；地面仪器通过集流环、电缆及马龙头与井下仪器连接，其特征是：液压模块为采用直流电机作为动力源。

2.根据权利要求1所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：电子模块的外壳主要由上接头、下接头、壳体组成，电子模块的内部装有骨架，骨架上安装电源控制板、伽马信号控制板、测压装置控制板；其中，伽马信号控制板安装在保温瓶中。

3.根据权利要求2所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：电子模块和地面控制箱通过曼码编码方式进行通讯。

4.根据权利要求1所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：液压模块的壳体由接头和外壳组成，壳体内安装有骨架，骨架上装有测压装置、电机和双联泵、蓄能器、换向阀、电控溢流阀和管道。

5.根据权利要求4所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：液压模块的内部充满液压油、并由密封圈进行密封，作为液压系统的油槽。

6.根据权利要求1所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：机械模块由壳体、增压缸、主推靠缸、钻进控制缸、钻进电位计、主推靠、马达、储芯筒、芯长电位计、导板组成；外壳作为各个零部件的固定支架，主推靠缸控制主推靠的张开，增压缸增加紧贴力。

7.根据权利要求1所述的38mm大颗粒测压取芯器，其特征是：平衡模块采用活塞式平衡，活塞式平衡由接头、活塞、弹簧、壳体组成，活塞在壳体内浮动，使仪器内部液压油压力与外部泥浆压力平衡。