CN212003088U - 一种硬碎地层取心工具 - Google Patents

Abstract

一种硬碎地层取心工具。主要解决现有的取心工具在硬碎地层取心时岩心易掉落而导致收获率低的问题。其特征在于：所述大接头(1)内部通过悬挂销钉(7)连接有分流接头(14)，分流接头(14)内部设有承压座(5),承压座(5)底部通过泄压销钉(9)连接球座(11)；大接头(1)底部内侧连接有止退套(13)，分流接头(14)底部外侧连接有弹簧套(17)，弹簧座(18)与分流接头(14)之间置有强力弹簧(16)，弹簧座(18)底部通过内筒组件连接卡箍座(23)，卡箍座(23)内部置有卡箍岩心爪(22)。该硬碎地层取心工具解决了加压式割心压力释放后一把抓式岩心爪回弹的问题，避免岩心掉落，提高硬碎地层收获率。

Description

一种硬碎地层取心工具

技术领域

本实用新型涉及油田领域，具体说是一种硬碎地层取心工具。

背景技术

目前取心常用的割心方式有两种，一种为上提自锁式割心，一种为加压式割心。使用的岩心爪分别为卡箍式岩心爪和一把抓式岩心爪，前者适合中硬、硬地层，后者适合软地层。当取心层位岩性为硬碎时，如果采用上提自锁式割心，割心时岩心从裂缝处断裂，上提拉力小或为零，岩心爪不能有效割住岩心，在起钻时钻具发生振动，破碎的岩心会从岩心爪内部掉落的井底，导致收获率低；如果采用使用一把抓式岩心爪的加压式割心，由于地层太硬，岩心爪不能插入岩心，岩心爪变形小，不能割断岩心，在加压力释放后，岩心爪会略有回弹，也不能抱住岩心，起钻时岩心直接掉落，导致收获率低。目前在硬碎地层取心，无论使用自锁式割心，还是加压式割心或两种一起使用，收获率也往往极低。

实用新型内容

为了克服现有的取心工具在硬碎地层取心时岩心易掉落而使收获率低的不足，本实用新型提供一种硬碎地层取心工具，该硬碎地层取心工具解决了加压式割心压力释放后一把抓式岩心爪回弹的问题，避免岩心掉落，提高硬碎地层收获率。

本实用新型的技术方案是：一种硬碎地层取心工具，包括大接头，大接头底部由上至下依次连接有外筒、外筒下接头、钻头，所述大接头内部通过悬挂销钉连接有分流接头，分流接头内部设有承压座,承压座底部通过泄压销钉连接球座；所述大接头底部内侧连接有止退套，止退套位于分流接头外部，且止退套内壁上开有若干个止退套卡簧槽，分流接头外壁上开有分流接头卡簧槽，且分流接头卡簧槽内置有卡簧；所述分流接头下部侧壁上开有分流孔，底部开有锥孔；分流接头底部外侧连接有弹簧套，弹簧套底部通过台阶连接弹簧座，弹簧座与分流接头之间置有强力弹簧，弹簧座底部通过内筒组件连接卡箍座，卡箍座内部置有卡箍岩心爪，卡箍座底部连接一把爪岩心爪。

所述承压座顶部外壁上设有台阶，台阶压在分流接头顶面上。

所述止退套卡簧槽底面为斜面，所述卡簧底部外侧为斜面。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，分流接头上设有卡簧，在大接头上连接有止退套，通过卡簧和止退套的组合形成止退机构，保证内筒下行后不能再上行，防止一把抓式岩心爪的爪瓣回弹。在内筒上部增加弹簧蓄能机构，保证在加压力释放后一把抓式岩心爪在弹簧力的作用下保持整个起钻过程中一直对岩心有抱紧力，避免岩心掉落。因此，该硬碎地层取心工具解决了硬碎地层起钻掉心的问题，可以大幅度提高硬碎地层取心收获率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1中I处的放大图。

图中1-大接头，2-外筒，3-外筒下接头，4-钻头，5-承压座，6-悬挂销堵，7-悬挂销钉，8-密封圈，9-泄压销钉，10-大球，11-球座，12-卡簧，13-止退套，14-分流接头，15-小球，16-强力弹簧，17-弹簧套，18-弹簧座，19-内筒上接头，20-内筒，21-内筒下接头，22-卡箍岩心爪，23-卡箍座，24-一把抓岩心爪，25-水眼，26-分流孔，27-止退套卡簧槽，28-分流接头卡簧槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1、图2所示，一种硬碎地层取心工具，包括大接头1，大接头1底部外壁上连接有外筒2，外筒2底部连接有外筒下接头3，外筒下接头3内壁上设有若干个轴向的扶正肋，可对内筒起到扶正的作用，防止内筒偏转。外筒下接头3底部连接有钻头4，钻头4下端有切削齿，钻进时环状切削地层，形成岩心；钻头4内部下端有斜锥面，可以保证一把抓式岩心爪的爪瓣沿斜面移动变形收缩；钻头4上开有若干个轴向的水眼25。

所述大接头1内部设有分流接头14，分流接头14外壁上开有环槽，悬挂销钉7穿过大接头1侧壁后其端部位于分流接头14上的环槽内，从而将分流接头14悬挂在大接头1上。悬挂销钉7外部由悬挂销堵6限位，悬挂销堵6螺纹连接在大接头1的螺纹孔上。所述分流接头14内部设有承压座5,承压座5顶部外壁上设有台阶，台阶压在分流接头14顶面上，承压座5与分流接头14之间设有密封圈8。承压座5底部通过泄压销钉9连接球座11，球座11底部开有通孔，且通孔上部为锥面，通过锥面与大球10相配合。

所述大接头1底部内侧螺纹连接止退套13，止退套13位于大接头1与分流接头14之间。止退套13内壁上开有若干个止退套卡簧槽27，分流接头14外壁上开有分流接头卡簧槽28，且分流接头卡簧槽28内置有卡簧12。所述止退套卡簧槽27底面为斜面，卡簧12是一个有弹性的开口圆环，截面为矩形，底部外侧为斜面。卡簧12受压时可被挤压外径变小，从而容纳在分流接头卡簧槽28内，由于止退套卡簧槽27底面为斜面，使得卡簧12可在止退套13内由上至下内单向滑动，当卡簧12随分流接头14下行时至与止退套卡簧槽27相对应时，卡簧12弹出到止退套卡簧槽27内。

所述分流接头14下部侧壁上开有若干个分流孔26，分流接头14底部开有锥孔，锥孔可与小球15通过锥面相配合。分流接头14底部外侧连接有弹簧套17，弹簧套17底部内壁上设有台阶，台阶上连接弹簧座18，弹簧座18与分流接头14之间置有强力弹簧16，强力弹簧16可采用矩形弹簧或多组圆柱螺旋弹簧叠加的形式，是后期割心时加压力释放后给一把抓式岩心爪提供抓紧力的蓄能机构。所述弹簧座18底部螺纹连接有内筒组件，内筒组件包括内筒上接头19、内筒20、内筒下接头21，由上至下依次通过螺纹连接，用于取心时容纳岩心。内筒下接头21底部连接卡箍座23，卡箍座23内壁为底部收缩的锥面，卡箍岩心爪22位于卡箍座23内部。卡箍岩心爪22为自锁式割心使用的岩心爪，结构有多种，外部都有锥面与卡箍座23内部锥面配合，下滑时内径变小，可以抱紧岩心，上滑时，内径变大，可以允许岩心进入内筒。卡箍岩心爪22内部有增加与岩心摩擦力的沟槽结构，可以保证一直与岩心有一定的摩擦阻力。所述卡箍座23底部螺纹连接一把爪岩心爪24，一把爪岩心爪24位于钻头4内部，一把抓式岩心爪24下端有若干指状爪瓣，在内筒下行时，爪瓣可以沿钻头内腔的锥面移动变形收缩，抱紧或割断岩心。

该硬碎地层取心工具可使用液力加压或机械加压两种方式中的一种。如果采用液力加压，使用前去掉大球10和小球15，工具上部接钻具。如果使用机械加压，使用前去掉大球10、泄压销钉9，球座11和密封圈8，工具上部需要接机械加压接头，然后再接钻具。

下面按照使用液力加压的方式对实施过程进行描述。取心前循环冲洗井底和内筒，循环结束后投入小球15，封堵内筒，钻井液从钻具内经分流接头14上的分流孔26，从内外筒环空，经钻头水眼25返出。取心钻进，形成岩心，岩心进入内筒20中，当钻进到预定进尺后，从地面管线处投入大球10，开泵送球。首先上提钻具采用自锁式岩心爪割心，并观察有无割心显示，当大球10落到球座11上后，开泵憋压，剪断悬挂销钉7，泵压推动内筒管串下行，压力通过分流接头4传递到弹簧套17上，推动弹簧套17下行压在内筒上接头19上，此时强力弹簧16被压缩完成蓄能过程，同时卡簧12进入止退套卡簧槽27内。继续憋压，直到一把抓式岩心爪24的爪瓣抱紧或割断岩心，内筒管串不能继续下行。当压力达到泄压销钉9剪断压力时，内筒下行距离最大，泄压销钉9被剪断，球座11和大球10落到分流接头14上，循环通道打开泄压，完成割心。此时可以起钻，起钻时分流接头14被强力弹簧16推动，有上行趋势，但被卡簧12固定在止退套13上。内筒在强力弹簧16的作用下，有下行趋势，保证在起钻的过程中，岩心爪一直抱紧岩心，使岩心不能从钻头里掉落，从而提高岩心收获率。

Claims (3)

1.一种硬碎地层取心工具，包括大接头(1)，大接头(1)底部由上至下依次连接有外筒(2)、外筒下接头(3)、钻头(4)，其特征在于：所述大接头(1)内部通过悬挂销钉(7)连接有分流接头(14)，分流接头(14)内部设有承压座(5),承压座(5)底部通过泄压销钉(9)连接球座(11)；所述大接头(1)底部内侧连接有止退套(13)，止退套(13)位于分流接头(14)外部，且止退套(13)内壁上开有若干个止退套卡簧槽(27)，分流接头(14)外壁上开有分流接头卡簧槽(28)，且分流接头卡簧槽(28)内置有卡簧(12)；所述分流接头(14)下部侧壁上开有分流孔(26)，底部开有锥孔；分流接头(14)底部外侧连接有弹簧套(17)，弹簧套(17)底部通过台阶连接弹簧座(18)，弹簧座(18)与分流接头(14)之间置有强力弹簧(16)，弹簧座(18)底部通过内筒组件连接卡箍座(23)，卡箍座(23)内部置有卡箍岩心爪(22)，卡箍座(23)底部连接一把爪岩心爪(24)。

2.根据权利要求1所述的硬碎地层取心工具，其特征在于：所述承压座(5)顶部外壁上设有台阶，台阶压在分流接头(14)顶面上。

3.根据权利要求2所述的硬碎地层取心工具，其特征在于：所述止退套卡簧槽(27)底面为斜面，所述卡簧(12)底部外侧为斜面。

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