CN206190222U - 具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油勘探技术领域，提供了一种具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，包括：聚晶金刚石复合片钻头，其内部安装有研磨刀片和夜视高清摄像头；该研磨刀片和该夜视高清摄像头都具有伸缩结构；钻头控制台，通过控制传输线路连接该聚晶金刚石复合片钻头、该研磨刀片和该夜视高清摄像头；通过数据传输线路连接该夜视高清摄像头；钻头外套，设置于聚晶金刚石复合片钻头的外面。本实用新型在钻井挖掘作业的同时完成了岩石薄片鉴定。

Description

具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头

技术领域

本实用新型属于石油勘探技术领域，特别涉及一种石油勘探用钻井钻头。

背景技术

石油能源的使用量急速增大，它的开采和勘探工作越来越紧迫，对于石油勘探首先要用到的装置就是钻井钻头。现有的典型石油勘探方法是通过钻头初探得到岩石碎片，然后对岩石碎片进行切割等处理得到岩石薄片，进一步对岩石薄片进行鉴定作为石油开发的依据。

岩石薄片鉴定对油气勘探开发有着极其重要的意义。传统的岩石薄片鉴定是将勘探现场采集到的岩石薄片带到实验室，然后利用显微镜对岩石薄片的物质成分和结构进行鉴定，这需要一定的时间周期和专业人士才能完成。

因此，石油勘探技术领域急需一种集石油勘探和薄片鉴定于一体的技术方案。

发明内容

本实用新型提供了具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，包括：

聚晶金刚石复合片钻头，其内部安装有研磨刀片和夜视高清摄像头；该研磨刀片和该夜视高清摄像头都具有伸缩结构；

钻头控制台，通过控制传输线路连接该聚晶金刚石复合片钻头、该研磨刀片和该夜视高清摄像头；通过数据传输线路连接该夜视高清摄像头；

钻头外套，设置于聚晶金刚石复合片钻头的外面。

如上所述的具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，其中，该聚晶金刚石复合片钻头由接头、钻头体、切削齿、排屑槽和喷嘴组成。

如上所述的具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，其中，该接头嵌入在该钻头外套内。

本实用新型的有益效果：

1、钻头同时具备两大功能：一个是常规钻井挖掘功能；另一个是岩石薄片鉴定功能。钻头装置的基本结构包括常规的PDC钻头、研磨刀片和岩石薄片鉴定模块，其中岩石薄片鉴定模块又包括夜视高清图像采集设备、数据传输线路。

2、本实用新型能够对石油勘探作业进行快速评价，进一步做出现场指示，是一种简便准确、经济简便的石油开发评价方法。

3、在钻头控制系统中，将岩石薄片与前期产生的训练模型进行匹配，产生岩石薄片鉴定报告，充分发挥岩石薄片鉴定在石油勘探中的应用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1是具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头结构图。

图2是本实用新型PDC钻头结构图。

图3是研磨状态示意图。

图4是拍摄状态示意图。

图5是岩石薄片图像的分类方法示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头包括：

聚晶金刚石复合片钻头（简称为PDC钻头）5，其内部安装有研磨刀片6和夜视高清摄像头4；研磨刀片6和夜视高清摄像头4都具有伸缩结构。

钻头控制台1，通过控制传输线路2连接PDC钻头5、研磨刀片6和夜视高清摄像头4，用以控制相应的工作状态进行；通过数据传输线路3连接夜视高清摄像头4，用以回传具有伸缩结构的夜视高清摄像头4所拍摄到的照片；

钻头外套7，设置于聚晶金刚石复合片钻头5的外面，用来保护聚晶金刚石复合片钻头5、研磨刀片6、具有伸缩结构的夜视高清摄像头4、控制传输线路2和数据传输线路3不受损坏。

PDC钻头5通过控制传输线路2和数据传输线路3进行作业控制和数据采集。

如图2所示，PDC钻头5主要由接头8、钻头体9、切削齿10、排屑槽11和喷嘴12组成。接头8嵌入在钻头外套7内。

本实用新型有四个工作状态：

一、钻井状态：这时，控制台1控制数据传输线路3、具有伸缩结构的夜视高清摄像头4和研磨刀片6处于休眠状态，隐藏在钻头外套7内。钻头控制台1通过控制传输线路2控制PDC钻头5展开，通过切削方式切入地层，打入一定深度进行钻井作业。进行钻井作业。图1示出的就是钻井状态的结构图。

二、研磨状态：如图3所示，当PDC钻头5完成钻井作业，形成岩石的切削面后，即进入研磨状态。这时，控制台1通过控制传输线路2控制PDC钻头5收缩隐藏，研磨刀片6伸出，开始研磨工作，进行细磨和抛光。

三、拍摄状态：如图4所示，研磨完成后，研磨刀片6收缩，夜视高清摄像头4伸出钻头装置，进入工作状态，对打磨后的岩石切削面进行拍摄，产生岩石薄片图像，并通过数据传输线路3将采集到的岩石薄片图像回传到控制台1。

四、鉴定状态：在控制台1中，将岩石薄片图像与前期产生的训练模型进行匹配，对岩石薄片在碎屑组分和填隙物等方面进行鉴定。

如图5所示，本实用新型采用AlexNet模型来处理岩石薄片图像的分类。

步骤一，利用大量的岩石薄片图像进行深度学习与训练，产生碎屑组分和填隙物的分类模型：碎屑组分分成石英、长石、岩屑、其他矿物、盆屑、火山碎屑、炭屑7类；填隙物分成粘土、炭质粘土、方解石、白云石、高岭石、硅质、黄铁矿7类。

步骤二，将岩石薄片图像分别在碎屑组分分类模型和填隙物的分类模型这两个分类模型中进行匹配，自动获得碎屑组分和填隙物主成分的鉴定结果。

在具体分类与鉴定方法方面，本实用新型配合安装在控制台1中的软件方法进行。在此不赘述。

本实用新型将岩石薄片鉴定功能嵌入到石油勘探钻井钻头控制系统中，解决了传统石油勘探中的两个缺陷：

1、岩石薄片需要在岩石标本的基础上通过切割得到，岩石薄片的鉴定需要在实验室利用显微镜完成。

2、岩石薄片的鉴定需要具有矿物岩石学知识的专业人士才能完成，并且具有一定的时间周期。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，其特征在于，包括：

聚晶金刚石复合片钻头，其内部安装有研磨刀片和夜视高清摄像头；该研磨刀片和该夜视高清摄像头都具有伸缩结构；

钻头控制台，通过控制传输线路连接该聚晶金刚石复合片钻头、该研磨刀片和该夜视高清摄像头；通过数据传输线路连接该夜视高清摄像头；

钻头外套，设置于聚晶金刚石复合片钻头的外面。

2.根据权利要求1所述的具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，其特征在于，该聚晶金刚石复合片钻头由接头、钻头体、切削齿、排屑槽和喷嘴组成。

3.根据权利要求2所述的具备岩石薄片鉴定功能的石油勘探用钻井钻头，其特征在于，该接头嵌入在该钻头外套内。