CN212406647U - 一种井壁随时折芯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井壁随时折芯装置，包括钻头、液压马达、导板托架、控制导板和限位挡环，液压马达外壳上设置有滑动轴，控制导板与第一动力源传动连接，限位挡环与导板托架贴紧。本实用新型提供的井壁随时折芯装置，可以在钻头钻进取芯过程中，随时进行折芯工作，方便高效。

Description

一种井壁随时折芯装置

技术领域

本实用新型属于测井技术领域，具体涉及一种井壁随时折芯装置。

背景技术

在石油勘探开发过程中，利用岩芯分析确定储层的岩性、物性参数是一项重要指标。现在岩芯的获取一般由钻进式井壁取芯，钻进式井壁取芯采用液压传动技术，在操作人员的控制下，取芯装置完成推靠臂推靠、马达旋转钻进取芯、折芯、收推靠臂、储芯等一系列动作。

但是现有的钻进式井壁取芯装置存在如下缺点：折芯功能组合在钻进导板上，只能在钻进结束后，才能开始折芯动作。专利CN105672924B公开了一种电动机直驱式井壁取芯结构，其公开的专利即存在上述缺点。

实用新型内容

针对上述现有钻进式井壁取芯装置的缺点，本实用新型的目的是提供一种井壁随时折芯装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种井壁随时折芯装置，包括：

壳体；

设置在壳体内的钻头，以及与钻头传动连接的液压马达，所述液压马达上设置有可随钻头和液压马达翻转移动而运动的液压马达供油装置；

所述液压马达外壳上设置有滑动轴；

还包括：

导板托架，导板托架上设置运动轨道Ⅰ，所述钻头和液压马达的滑动轴滑动设置在运动轨道Ⅰ中；且导板托架连接第二动力源；

设置在所述导板托架两侧的控制导板，控制导板上设置运动导轨Ⅱ，所述钻头和液压马达的滑动轴也滑动设置在运动轨道Ⅱ中，所述控制导板与第一动力源传动连接；

设置在壳体内的限位挡环，所述限位挡环与导板托架贴紧并对导板托架进行限位；

在钻进过程中，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中向下移动；

折芯时，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中运动，岩芯在运动中被钻头截断，或者以钻头为支点做旋转运动后被折断。

所述滑动轴包括第一滑动轴和第二滑动轴；

所述导板托架包括：

第一滑槽和第二滑槽，第一滑槽与第二滑槽相连通，所述第一滑动轴套装于所述第一滑槽和第二滑槽内，所述第二滑动轴套装于所述第二滑槽内，

容纳所述第二滑动轴转动的第三滑槽，所述第三滑槽与第一滑槽相连通；

所述控制导板包括：

第四滑槽，以及与第四滑槽相连通的第五滑槽，所述第一滑动轴套装于所述第四滑槽和第五滑槽内。

所述液压马达外壳上设置有导板，所述第一滑动轴和第二滑动轴均设置在所述导板上。

所述导板托架还包括：

第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与第二动力源传动连接，所述第二连接件与限位挡环贴紧。

所述第二动力源通过折芯拉板与第一连接件传动连接，折芯拉板的一端与第二动力源的一端固定连接，折芯拉板的另一端与第一连接件固定连接。

所述第一滑槽为与钻头钻进方向相同的直线滑槽，第二滑槽为与钻头翻转方向相同的四分之一圆弧，第三滑槽为与钻头翻转方向相同的四分之一圆形；所述第四滑槽为斜线滑槽，所述第五滑槽为与钻头翻转方向相同的四分之一圆弧。

所述第一滑动轴为菱形结构，所述第二滑动轴包括有可以在第三滑槽中旋转的弧形边。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的井壁随时折芯装置，可以在钻头钻进取芯过程中，随时进行折芯工作，方便高效。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型剥离壳体后的结构示意图。

图3是本实用新型剥离壳体、其中一个控制导板后的结构示意图。

图4是图3中A区域的放大结构示意图。

图5是本实用新型导板托架的结构示意图。

图6是本实用新型控制导板的结构示意图。

图7是本实用新型钻头和液压马达的结构示意图。

图中，10是壳体，11是钻进缸，12是推靠缸，13是折芯缸，14是推靠臂，15是折芯拉板，20是钻头，21是液压马达，22是第一滑动轴，23是第二滑动轴，24是导板，25是液压马达供油装置，30是导板托架，31是第一滑槽，32是第二滑槽，33是第三滑槽，34是第一连接件，35是第二连接件，40是控制导板，41是第四滑槽，42是第五滑槽，43是龙门架，50是限位挡环。

具体实施方式

下面结合附图1～7对本实用新型的技术方案进行详细的描述和说明。

图1展示了井壁随时折芯装置的结构示意图，其作为井壁取芯器的机械节来使用，图1展示了壳体10、推靠臂14、部分钻进缸11、部分推靠缸12、部分钻头20和部分液压马达21；图2展示了井壁随时折芯装置剥离壳体10后的结构示意图，图2展示了推靠臂14、钻进缸11、推靠缸12、折芯缸13、控制导板40、限位挡环50、部分导板托架30、部分钻头20和部分液压马达21，其中，钻进缸11为第一动力源，折芯缸13为第二动力源；图3和图4展示了井壁随时折芯装置剥离壳体10和其中一个控制导板40后的结构示意图，图3和图4展示了推靠臂14、钻进缸11、推靠缸12、折芯缸13、控制导板40、限位挡环50、导板托架30、部分钻头20和部分液压马达21；图5具体展示了导板托架30的结构，图6具体展示了控制导板40的结构，图7具体展示了钻头20和液压马达21的结构。

在本实用新型中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型中所述的“第一”和“第二”并不是对本实用新型所描述部件的顺序限定，其仅是为了对本实用新型中用到的部件进行区分。

图1展示了井壁随时折芯装置的结构示意图，本实用新型的井壁随时折芯装置作为井壁取芯器中的机械节来使用，井壁取芯器包括电子节、平衡节、液压节和机械节，其中，液压节用于为机械节提供所需的液压动力，本实用新型的井壁随时折芯装置的动力均来源于液压动力。具体的，井壁随时折芯装置包括与液压节连接的壳体10，壳体10表面设置有推靠臂14，壳体10表面还设置有允许钻头20和液压马达21翻转移动的贯穿孔，以及用于散热的其他贯穿孔。需要说明的是，钻头20和液压马达21翻转移动是指钻头20和液压马达21翻转90度，以及钻头20和液压马达21钻进时前进和后退。

图2展示了井壁随时折芯装置剥离壳体10后的结构示意图，具体的，包括设置在壳体10内的钻头20，以及与钻头20传动连接的液压马达21，该液压马达21上设置有可随钻头20和液压马达21翻转移动而运动的液压马达供油装置25，该液压马达供油装置25与液压马达21翻转密封连接，液压马达21的液压油即通过该液压马达供油装置25提供油路，在液压马达21翻转时不会影响到液压油的正常供给。还包括设置在壳体10内的钻进缸11、推靠缸12和折芯缸13，钻进缸11作为第一动力源用于给钻头20和液压马达21提供翻转和钻进时前进后退的动力，推靠缸12与推靠臂14传动连接，推靠缸12用于打起推靠臂14，使得井壁取芯器贴紧在井壁上，折芯缸13作为第二动力源用于随时折芯。

图3和图4展示了井壁随时折芯装置剥离壳体10和其中一个控制导板40后的结构示意图，图5展示了导板托架30的结构，图6展示了控制导板40的结构，图7展示了钻头20和液压马达21的结构，参见图3、图4、图5、图6和图7。

具体的，液压马达21的外壳上设置有第一滑动轴22和第二滑动轴23，第一滑动轴22和第二滑动轴23组成液压马达21外壳上的滑动轴，其中，第一滑动轴22凸出液压马达21外壳的长度大于第二滑动轴23凸出液压马达21外壳的长度。

导板托架30用于容纳所述钻头20和液压马达21，任其在导板托架30中进行翻转移动，导板托架30上设置运动轨道Ⅰ，钻头20和液压马达21的滑动轴滑动设置在运动轨道Ⅰ中，导板托架30连接第二动力源；该导板托架30的运动轨道Ⅰ包括第一滑槽31、第二滑槽32和第三滑槽33，第三滑槽33用于容纳第二滑动轴23，使第二滑动轴23可以在第三滑槽33中旋转，第一滑槽31和第二滑槽32均为贯穿孔，第三滑槽33为盲孔，第一滑槽31与第二滑槽32相连通，第三滑槽33和第一滑槽31相连通，第一滑槽31与第二滑槽32相连通的连通点和第三滑槽33之间的高度与第一滑动轴22和第二滑动轴23之间的高度相同，当第一滑动轴22位于连通点时，第二滑动轴23与第三滑槽33位于同一高度；第一滑动轴22套装于第一滑槽31和第二滑槽32内，第二滑动轴23套装于第一滑槽31和第三滑槽33内；需要说明的是，该井壁随时折芯装置在翻转移动时，第一滑动轴22可以在第一滑槽31和第二滑槽32内滑动，第二滑动轴23可以在第一滑槽31和第三滑槽33内滑动。钻头20和液压马达21在翻转时，以第二滑动轴23在第三滑槽33内时为翻转圆心。

该导板托架30还包括第一连接件34和第二连接件35，第一连接件34与折芯缸13传动连接，即折芯缸13动作时，第一连接件34会跟随折芯缸13进行相应的动作。

导板托架30的两侧设置有控制导板40，控制导板40不与壳体10固定连接，控制导板40与钻进缸11传动连接，即钻进缸11动作时，控制导板40会随着钻进缸11进行相应的动作；两个控制导板40之间通过龙门架43相连接，钻进缸11与该龙门架43相连接。控制导板40上设置运动导轨Ⅱ，钻头20和液压马达21的滑动轴也滑动设置在运动轨道Ⅱ中，控制导板40与第一动力源传动连接；该控制导板40的运动导轨Ⅱ包括第四滑槽41和第五滑槽42，第四滑槽41和第五滑槽42均面对导板托架30设置，均为盲孔，第四滑槽41和第五滑槽42相连通，第一滑动轴22套装于第四滑槽41和第五滑槽42内。

限位挡环50固定设置在壳体10内，限位挡环50与导板托架30的第二连接件35贴紧并对导板托架30进行限位，限位挡环50用于对导板托架30进行限位。

在钻进过程中，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中向下移动。

折芯时，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中运动，岩芯在运动中被钻头20截断，或者以钻头20为支点做旋转运动后被折断

参见图3、图4、图5、图6和图7，进一步的，在液压马达21的外壳上设置有导板24，将第一滑动轴22和第二滑动轴23均设置在该导板24上。折芯缸13通过折芯拉板15与第一连接件34传动连接，折芯拉板15的一端与折芯缸13的一端固定连接，折芯拉板15的另一端与第一连接件34固定连接。

进一步的，第一滑槽31设置为与钻头20钻进方向相同的直线滑槽，第二滑槽32设置为与钻头20翻转方向相同的四分之一圆弧，第三滑槽33设置为与钻头20翻转方向相同的四分之一圆形，第四滑槽41设置为斜线滑槽，第五滑槽42设置为与钻头20翻转方向相同的四分之一圆弧，第二滑槽32和第五滑槽42的高度相同，第一滑槽31、第二滑槽32、第三滑槽33、第四滑槽41和第五滑槽42参见图4和图5所展示的一种具体实施方式。

进一步的，第一滑动轴22设置为菱形结构，第二滑动轴23设置为具有弧形边的结构，该弧形边与第三滑槽33的结构相匹配。

下面结合附图1～7对本实用新型的井壁随时折芯装置的动作过程进行详细的说明，以图中所示方向，定义“上”、“下”、“左”、“右”，需要说明的是，这并不是对本实用新型的井壁随时折芯装置结构的限定。

通过推靠缸12将推靠臂14打起来，使得该井壁随时折芯装置贴紧在井壁上，以图3所示钻头20和液压马达21的状态为起点进行说明，启动钻进缸11，钻进缸11推动龙门架43以及控制导板40向左移动，第一滑动轴22套装于第一滑槽31和第四滑槽41内，受到第四滑槽41斜线滑槽的作用，控制导板40迫使液压马达21和钻头20向下移动，钻头20向下钻进。其中，控制导板40迫使液压马达21向下的原理为：第四滑槽41为斜线滑槽，在向左移动时，给第一滑动轴22施加一个向左的分力和一个向下的分力，同时第一滑动轴22套装于第一滑槽31中，第一滑槽31不可左右移动，第一滑槽31抵消第四滑槽41施加给第一滑动轴22向左的分力，第一滑槽31为直线滑槽，不能抵消第四滑槽41施加给第一滑动轴22向下的分力，所以第二滑动轴22向下移动，即液压马达21和钻头20向下移动。

在钻头20钻进的过程中，即钻头20和液压马达21向下移动的过程中，折芯缸13可以随时动作进行折芯，当折芯缸13动作时，即折芯缸13伸长，顶动折芯拉板15向右移动，折芯拉板15与第一连接件34固定连接，第一连接件34连通导板托架30都会跟随折芯拉板15的动作向右移动，但是由于钻头20在钻进过程中，钻头20被岩芯阻挡不能向右移动，在这种情况下，岩芯可能被钻头截断或者以钻头20为支点发生5度左右的旋转幅度折断来进行随时折芯，该折芯过程不需要钻头20完全钻完，可以随时进行折芯。此处的随时折芯是指：原有折芯是在钻头20完全钻头之后，即钻头20整个钻进到井壁内，才能够启动折芯缸13进行折芯，本实用新型的井壁随时折芯装置可以在钻头20钻进的过程中进行随时折芯。

当折芯完毕，需要向上移动钻头20和液压马达21时，反向启动钻进缸11，钻进缸11带动龙门架43以及控制导板40向右移动，第一滑动轴22套装于第一滑槽31和第四滑槽41内，受到第四滑槽41斜线滑槽的作用，控制导板40迫使液压马达21和钻头20向上移动，钻头20向上移动。

当第一滑动轴22向上移动到第一滑槽31和第二滑槽32的连通处，亦是第四滑槽41和第五滑槽42的连通处，第二滑动轴23与第三滑槽33位于同一高度；此时钻进缸11继续动作，继续带动龙门架43及控制导板40向右移动，在控制导板40上，第一滑动轴22滑入第五滑槽42中，第五滑槽42给第一滑动轴22施加向右的分力；同时，受到控制导板40向右的分力的作用，液压马达21和钻头20向右运动，直到第一滑动轴22滑入第二滑槽32中，第二滑动轴23滑入第三滑槽33中，第三滑槽33抵消第二滑动轴23向右的力；由于第五滑槽42为四分之一圆弧，同时施加的还有方向不断变化的朝向右下方向的力，第二滑动轴23在第三滑槽33中不能进行任何移动，但是第二滑动轴23可以在第三滑槽33中进行旋转，而第一滑动轴22由于受到方向不断变化的朝向右下方向的力，故该液压马达21以第二滑动轴23为圆心进行旋转，旋转方向为顺时针方向；由于第二滑槽32亦为四分之一圆弧，且圆弧方向与液压马达21旋转的方向相同，第二滑槽32与第五滑槽42的高度相同，第二滑槽32和第五滑槽42在相对移动过程中始终有交点，第一滑动轴22始终处于该交点处，故第二滑动轴22在第五滑槽42中滑动的时候，亦在第二滑槽32中滑动，直到第二滑动轴23滑动到底，此时，液压马达21和钻头20旋转90度。

当需要将上述顺时针旋转90度后的液压马达21和钻头20逆时针旋转90度变成如图3所示的状态时，启动钻进缸11，使钻进缸11向左伸长即可。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施方式，并不是对本实用新型技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，在本实用新型技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种井壁随时折芯装置，包括：

壳体（10）；

设置在壳体（10）内的钻头（20），以及与钻头（20）传动连接的液压马达（21），所述液压马达（21）上设置有可随钻头（20）和液压马达（21）翻转移动而运动的液压马达供油装置（25）；

其特征在于，所述液压马达（21）外壳上设置有滑动轴；

还包括：

导板托架（30），导板托架（30）上设置运动轨道Ⅰ，所述钻头（20）和液压马达（21）的滑动轴滑动设置在运动轨道Ⅰ中；且导板托架（30）连接第二动力源；

设置在所述导板托架（30）两侧的控制导板（40），控制导板（40）上设置运动导轨Ⅱ，所述钻头（20）和液压马达（21）的滑动轴也滑动设置在运动轨道Ⅱ中，所述控制导板（40）与第一动力源传动连接；

设置在壳体（10）内的限位挡环（50），所述限位挡环（50）与导板托架（30）贴紧并对导板托架（30）进行限位；

在钻进过程中，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中向下移动；

折芯时，滑动轴在运动轨道Ⅰ和运动轨道Ⅱ共同形成的轨道中运动，岩芯在运动中被钻头（20）截断，或者以钻头（20）为支点做旋转运动后被折断。

2.根据权利要求1所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述滑动轴包括第一滑动轴（22）和第二滑动轴（23）；

所述导板托架（30）包括：

第一滑槽（31）和第二滑槽（32），第一滑槽（31）与第二滑槽（32）相连通，所述第一滑动轴（22）套装于所述第一滑槽（31）和第二滑槽（32）内，所述第二滑动轴（23）套装于所述第二滑槽（32）内，

容纳所述第二滑动轴（23）转动的第三滑槽（33），所述第三滑槽（33）与第一滑槽（31）相连通；

所述控制导板（40）包括：

第四滑槽（41），以及与第四滑槽（41）相连通的第五滑槽（42），所述第一滑动轴（22）套装于所述第四滑槽（41）和第五滑槽（42）内。

3.根据权利要求2所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述液压马达（21）外壳上设置有导板（24），所述第一滑动轴（22）和第二滑动轴（23）均设置在所述导板（24）上。

4.根据权利要求2所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述导板托架（30）还包括：

第一连接件（34）和第二连接件（35），所述第一连接件（34）与第二动力源传动连接，所述第二连接件（35）与限位挡环（50）贴紧。

5.根据权利要求4所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述第二动力源通过折芯拉板（15）与第一连接件（34）传动连接，折芯拉板（15）的一端与第二动力源的一端固定连接，折芯拉板（15）的另一端与第一连接件（34）固定连接。

6.根据权利要求2所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述第一滑槽（31）为与钻头（20）钻进方向相同的直线滑槽，第二滑槽（32）为与钻头（20）翻转方向相同的四分之一圆弧，第三滑槽（33）为与钻头（20）翻转方向相同的四分之一圆形；所述第四滑槽（41）为斜线滑槽，所述第五滑槽（42）为与钻头（20）翻转方向相同的四分之一圆弧。

7.根据权利要求6所述的井壁随时折芯装置，其特征在于，所述第一滑动轴（22）为菱形结构，所述第二滑动轴（23）包括有可以在第三滑槽（33）中旋转的弧形边。

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