CN2047712U

CN2047712U - 全封闭取心工具

Info

Publication number: CN2047712U
Application number: CN 89212752
Authority: CN
Inventors: 陈鼎元; 张立新; 李兵
Original assignee: Well Drilling & Oil Extracting Technology Inst Sichuan Petroleum Administratio
Current assignee: Well Drilling & Oil Extracting Technology Inst Sichuan Petroleum Administratio
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1989-11-15

Abstract

本实用新型提供了一种钻井过程中的全封闭取心工具。它主要由提升机构、安全接头、旋转接头、稳定器、外筒、内筒、衬管、全封闭岩心爪和取心钻头组成。其特点是采用了机械提升机构，不必在高压泥浆管线上开口投塑料球。可用于硬地层或松软地层的取心。

Description

本实用新型涉及一种钻井过程中的全封闭取心工具，它包括如下几个结构特征：提升机构、安全接头、旋转接头、稳定器、外筒、内筒、衬管、全封闭岩心爪和取心钻头。

在《国外钻井技术》1988年第3期第12页中公开了一种全封闭取心工具。它是为在墨西哥湾格林峡谷地带的未固结砂岩中取心而设计的。由常规岩心筒、聚乙烯衬套、全封闭岩心爪和水力举升机构组成。这种取心工具在取心钻进之后，才能把塑料球泵入井下，使水力举升机构向上运动，提起内部的钢衬套，将全封闭岩心爪暴露于外，这时，岩心爪才能发挥作用。为达此目的，要求在泥浆管线上开一个口，以便把塑料球放入泥浆管线内。但是，一般不允许在高压泥浆管线上随便开口，一个原因是要影响它的强度，另一个原因是要增加工作量。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种改进的全封闭取心工具。这种全封闭取心工具采用了机械提升机构，不必在高压泥浆管线上开口。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：一种全封闭取心工具，它的上端具有一个提升机构。该提升机构外部的下端依次连接有一个安全接头、一个稳定器、一根外筒、另一个稳定器和一个取心钻头。该提升机构内部的下端依次连接有一个旋转接头、一根内筒和一个全封闭岩心爪。一根衬管装在内筒里面。所述安全接头主要由上接头、下接头及安装在两个接头的圆锥面之间的摩擦环组成。所述旋转接头的悬挂心轴通过连接在其上的悬挂螺母悬挂在轴承盒里面的轴承上面，钢环位于悬挂心轴下端的阀座上。所述全封闭岩心爪有一个由屏蔽套、外套和滑座组成的两端封闭的环形空间，环形空间的上部有四块爪片铰接在爪片座之上，压缩弹簧作用于爪片的斜面，六块摩阻滑块位于滑座的燕尾槽内。其特殊之处在于提升机构采用机构提升机构。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：提升机构包括一对互相配合的外花键和内花键。由两个半环组成的限位环装在外花键的环形槽内。三个受压缩弹簧作用的锁销分别装在外花键上沿周边均布的三个圆孔内。缸筒座连接在外花键的下端，缸筒位于缸筒座内的台肩上，活塞的上部和下部分别与缸筒座和缸筒的内表面滑动配合，并在缸筒与活塞的配合处用一颗可剪断的销连接着。塑料球位于活塞下端的阀座上，三个受压缩弹簧作用的锁销分别位于缸筒座上沿周边均布的三个圆孔内，其小端穿过弹簧支撑套上的小圆孔，被连接在内花键下端的接头的露出端面档住。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：由于采用了机械提升机构，投塑料球的时间是在洗井之后，取心之前。这时，可将钻柱提起来，卸开钻杆接头，把塑料球投入钻杆内，然后泵入井下。不必在高压泥浆管线上开口。而现有技术采用的是水力举升机构，投塑料球的时间是在取心钻进之后。若将钻柱提起来，由于未投塑料球，水力举升机构不能运动，岩心爪仍然隐蔽在钢衬套内，不能发挥岩心爪的作用，岩心就会从岩心筒内掉下来。所以，只能在高压泥浆管线上开口，把塑料球投入管线内，然后泵入井下，从而发挥岩心爪的作用。

附图的图面说明如下：

附图是本实用新型的结构示意图。

本实用新型下面将结合附图作进一步描述：图中所示的全封闭取心工具，它的上端有一个提升机构。该提升机构包括一对互相配合的外花键（1）和内花键（2），由两个半环组成的限位环（7）装在外花键（1）的环形槽内。三个受压缩弹簧（4）作用的锁销（3）分别装在外花键（1）上沿周边均布的三个圆孔内，一个密封圈（5）装在外花键（1）的密封槽内。缸筒座（8）用螺纹连接在外花键（1）的下端，缸筒（13）位于缸筒座（8）内的台肩上。活塞（12）的上部和下部分别与缸筒座（8）和缸筒（13）的内表面滑动配合，并在缸筒（13）与活塞（12）的配合处用一颗可剪断的销（14）连接着。还有三个受压缩弹簧（11）作用的锁销（10）分别装在缸筒座（8）上沿周边均布的三个圆孔内，被装在缸筒座（8）外面的弹簧支撑套（9）限制住，同时，锁销（10）的小端穿过弹簧支撑套（9）的小圆孔，其端部被接头（6）下端面的露出部份档住。该接头（6）用螺纹连接在内花键（2）的下端。塑料球（15）在洗井之后，取心之前投入钻柱内，然后泵入活塞（12）下端的阀座上。这时，泥浆通道被堵塞，活塞（12）在泥浆压力作用下将销（14）剪断，然后下移，使其下部的斜孔外露。泥浆从斜孔内流出，活塞（12）停止下移。与此同时，活塞（12）上部的配合圆柱面脱离锁销（10）的大端，在压缩弹簧（11）的作用下，锁销（10）缩进圆孔内，外花键（1）解锁。可以向上滑动，其滑动距离由限位环（7）的位置决定。当外花键（1）向上滑动后，三个锁销（3）又在压缩弹簧（4）的作用下进入内花键（2）上的环形槽内，又将外花键（1）和内花键（2）锁住。

在提升机构外部的接头（6）下端依次用螺纹连接有一个安全接头、一个稳定器（37）、一根外筒（34）、另一个稳定器（37）和一个取心钻头（48）、在提升机构内部的外花键（1）下端依次用螺纹连接有一根短节（23）、一个旋转接头、一根内筒（35）和一个全封闭岩心爪，其中内筒（35）里还装有一根用玻璃钢制成的衬管（36）。

所述安全接头中有一个上接头（20），用螺纹连接在提升机构的接头（6）下端。下接头（21）用螺纹连接在上接头（20）下部的外圆柱面上。摩擦环（16）安装在上接头（20）与下接头（21）的二圆锥面之间。该摩擦环（16）的两个圆锥面上加工有锯齿形齿，两个齿面在右旋方向上的摩擦系数较大，在左旋方向上的摩擦系数较小。上接头（20）中部直径较小的外圆柱面上加工有三个在圆周上均布的小圆孔，每个小圆孔内都安装有受压缩弹簧（18）作用的销（17），销（17）的一个端伸进摩擦环（16）的内环形槽内，使摩擦环（16）被锁在上接头（20）的外面。密封圈（19）和密封圈（22）分别安装在上接头（20）的两个密封槽内，且与下接头（21）的内表面接触。

所述旋转接头中有一根悬挂心轴（29），该悬挂心轴的上部依次安装有单向推力球轴承（27）、悬挂螺母（26）、制动环（25）和锁紧螺母（24），轴承盒（28）装在单向推力球轴承（27）的外面，其上端的内螺纹与短节（23）下端的外螺纹相连接，悬挂心轴的下部依次安装有锁紧螺母（30）、制动环（31）和调节螺母（32），主要用于调节全封闭岩心爪下端面与取心钻头（48）内台肩面之间的间隙。悬挂心轴的中部有三个沿周边均布的斜孔。当取心钻进开始，先于塑料球（15）将钢球（33）从井口投入悬挂心轴（29）的阀座上，阻止泥浆流进内筒（35），使其从悬挂心轴（29）中部的斜孔中流出，经内筒与外筒之间的环形空间流入井底。

所述全封闭岩心爪有一个由滑座（47）、外套（40）及屏蔽套（38）组成的两端封闭的环形空间，其中滑座（47）用螺纹连接在外套（40）的下端，外套（40）的上端用一个可剪断的销（39）连接在屏蔽套（38）上端的外圆柱面上。四块爪片（43）用四根销（44）铰接在爪片座（45）上端的销孔内，且位于环形空间的上部。加压环（42）楔入爪片（43）与外套（40）之间，压缩弹簧（41）作用在加压环（42）的上端面。六块摩阻滑块（46）位于滑座（47）的燕尾槽内，可上下滑动，在取心过程中，由于屏蔽套（38）的作用，岩心通过全封闭岩心爪时不会遇阻，能够顺利地进入衬管（36）内。当取心钻进完毕，就上提钻柱，剪断销（39），提升机构向上滑动，同时带动下面的内筒组合件上移，屏蔽套（38）也随着上移，隐蔽在屏蔽套（38）内的两种岩心爪暴露于外。若遇坚硬岩心，则下部的摩阻滑块（46）在下滑的过程中将岩心卡住，并从此处提断。若遇松软岩心，则爪片（43）在压缩弹簧（41）的作用下向内旋转，将岩心割断，同时，四块爪片（43）将内筒（35）的底部封住，使岩心保存在衬管（36）内，并顺利地提出井外。

Claims

1、一种全封闭取心工具，它的上端有一个提升机构，该提升机构外部的下端依次连接有一个安全接头、一个稳定器(37)、一根外筒(34)、另一个稳定器(37)和一个取心钻头(48)，该提升机构内部的下端依次连接有一个旋转接头、一根内筒(35)和一个全封闭岩心爪，一根衬管(36)装在内筒(35)的里面，所述安全接头主要由上接头(20)、下接头(21)及安装在两个接头的圆锥面之间的摩擦环(16)组成，所述旋转接头的悬挂心轴(29)通过连接在其上的悬挂螺母(26)悬挂在轴承盒(28)里面的轴承(27)上面，钢球(33)位于悬挂心轴(29)下端的阀座上，所述全封闭岩心爪有一个由屏蔽套(38)、外套(40)和滑座(47)组成的两端封闭的环形空间，环形空间的上部有四块爪片(43)铰接在爪片座(45)之上，压缩弹簧(41)作用于爪片(43)的斜面，六块摩阻滑块(46)位于滑座(47)的燕尾槽内，其特征在于提升机构采用机械提升机构。

2、根据权利要求1所述的全封闭取心工具，其特征在于提升机构包括一对互相配合的外花键（1）和内花键（2），由两个半环组成的限位环（7）装在外花键（1）的环形槽内，三个受压缩弹簧（4）作用的锁销（3）分别装在外花键（1）上沿周边均布的三个圆孔内，缸筒座（8）连接在外花键（1）的下端，缸筒（13）位于缸筒座（8）内的台肩上，活塞（12）的上部和下部分别与缸筒座（8）和缸筒（13）的内表面滑动配合，并在缸筒（13）与活塞（12）的配合处用一颗可剪断的销（14）连接着，塑料球（15）位于活塞（12）下端的阀座上，三个受压缩弹簧（11）作用的锁销（10）分别位于缸筒座（8）上沿周边均布的三个圆孔内，其小端穿过弹簧支撑套（9）上的小圆孔，被连接在内花键（2）下端的接头（6）的露出端面档住。