一種玻璃鋼取心工具的製作方法

2023-05-15 21:01:26

專利名稱：一種玻璃鋼取心工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於地質、煤層、建設工程鑽探和石油鑽井的取心工具，屬於鑽井工具類。
背景技術：
目前，現場常用的常規取心工具使用無縫鋼管制作內筒，這種特製鋼管內筒內部極不光滑，磨擦係數較大，利用這種取心工具在較鬆散地層和中硬地層中取心時由於巖心中泥質部分遇水膨脹，會因巖心移動阻力過大而造成堵心、磨心而嚴重影響收穫率。據不完全統計，這種常規取心工具發生巖心被堵或被磨的機率佔總取心次數的20％左右，因而對取心質量和巖心收穫率造成嚴重影響，不能應用於鬆散地層中硬地層取心。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種適用於在較鬆散地層、中硬地層和硬地層取心、而且可以大幅度降低堵心和磨心機率、從而提高巖心收穫率的玻璃鋼取心工具。
本實用新型的上述目的是通過設計一種用玻璃鋼製作內筒的自鎖複合式雙筒取心工具來實現的。這種雙筒取心工具除包括常規取心工具的上接頭、外筒外，還設計有懸掛總成、分流總成、旋轉總成、玻璃鋼內筒、自鎖卡箍和卡板式複合巖心爪總成和帶U型槽的取心鑽頭。懸掛總成由上接頭和帶循環孔的懸掛接頭組成，其作用是懸掛取心工具軸承、內筒、附件以及改變循環鑽井液的流向；分流總成由帶分流孔的軸承芯軸、單流球、單流球座組成，其作用是將鑽進過程中的循環鑽井液由中心分流到內外筒間隙流道；旋轉總成由軸承、軸承壓帽、止動環組成，取心鑽進過程中通過該總成的作用可使內筒總成不隨外筒同步轉動而保持相對靜止，以有利於保護巖心；外筒由上接頭、外筒螺紋接頭、外筒和外筒下接頭組成，起懸掛內筒總成及組件、傳遞鑽壓和扭矩的作用，採用厚壁鋼管制作並且兩端加工有連接螺紋，以便與外筒螺紋轉換接頭和鑽頭連接；內筒由鋼質上下接頭、玻璃鋼內筒組成，巖心進入玻璃鋼內筒後，由於阻力比鋼管減小70％，因而巖心在筒內移動容易，不易堵心；自鎖卡箍和卡板複合巖心爪總成由巖心爪體、自鎖式巖心爪和卡板式巖心爪組成，這種複合式巖心爪結構不僅可用於中硬、硬地層，也適用於軟地層和破碎地層；帶U型槽的取心鑽頭體內設計有環狀U型槽，槽底部鑽有均勻分布的圓孔，圓孔直徑根據理論計算可使鑽井液既可清潔井底又可保護巖心，以防止鑽井液衝蝕巖心，有利於提高巖心收穫率。
本實用新型具有以下優點1、適用於較鬆軟地層、中硬地層、硬地層破碎地層等各種地層的取心作業；2、由於採用了玻璃鋼內筒，因而巖心進筒阻力減小70％，有利於提高巖心收穫率和單筒取心進尺；3、結構簡單，設計合理，操作簡便，便於推廣
圖1為本實用新型的結構示意圖
圖2為玻璃鋼內筒防脫扣機構示意圖。
圖3為玻璃鋼內筒防脫螺紋結構圖。
具體實施方式
本實用新型由以下實施例給出，
以下結合附圖予以說明。
如圖所示，本實用新型由懸掛總成上接頭1、懸掛接頭2、軸承上壓帽3、外筒上接頭4、止動環5、懸掛軸承6、軸承下壓帽7、軸承芯軸8、單流球9、單流球座10、內筒上接頭11、外筒12、玻璃鋼內筒13、防脫扣環14、內筒下接頭15、外接頭16、巖心爪體17、巖心爪18、卡板式巖心爪19、取心鑽頭20組成，其結構、組裝關係如下懸掛總成上接頭1上端以鑽柱螺紋與鑽柱相連接，下端以螺紋與外筒上接頭4連接，上接頭1內圓面以螺紋與懸掛接頭2連接；分流總成的軸承芯軸8置於懸掛接頭2內，其上端以螺紋連接有軸承上壓帽3，下端外螺紋與內筒上接頭11連接，下端內螺紋與單流球座10連接，單流球座10頂部設有單流球9；旋轉總成的軸承芯軸8外側套裝有懸掛軸承6，軸承6上方設有止動環5，軸承6、止動環5上方用軸承上壓帽3固定，軸承6下方用軸承下壓帽7固定，裝配完成後，懸掛接頭2可自由轉動；外筒總成的外筒上接頭4上端內螺紋與懸掛總成上接頭1連接，下端外螺紋與外筒12連接，外筒12下端外螺紋與外筒下接頭16連接，外筒下接頭16下端外螺紋與取心鑽頭20相連接；內筒總成的鋼質上接頭11與軸承芯軸8連接，鋼質上接頭11以特殊螺紋及連接方式與玻璃鋼內筒13連接，玻璃鋼內筒13與玻璃鋼內筒下接頭15連接；自鎖卡箍和卡板式複合巖心爪總成的巖心爪體17內螺紋與玻璃鋼內筒13相連接，巖心爪體17內圓斜錐面上設有自鎖式巖心爪18，該巖心爪可在內錐體表面上下移動，巖心爪18下端外螺紋與卡板式巖心爪19連接，卡板式巖心爪19的卡板可自由轉動；帶U型槽的取心鑽頭總成的取心鑽頭20上端內螺紋與外筒下接頭16連接。其中，懸掛接頭2為一變徑管狀體，其上部環形均布有6個內外雙循環孔，上、下端分別設有與上接頭1和軸承下壓帽7相連接的外螺紋和內螺紋。軸承芯軸8為一中空管狀體，其下部側壁上設有循環通道，上端設有與軸承上壓帽連接用外螺紋，下端設有與單流球座10和內筒上接頭11相連接的內外螺紋。玻璃鋼內筒13內側設有防脫扣環14，其上端與內筒上接頭11以螺紋連接構成防脫扣機構(見圖2)，防脫扣環14緊貼玻璃鋼內筒13內壁，玻璃鋼內筒13與內筒上接頭11連接並上緊時，玻璃鋼內筒13則不能向內循環而脫扣，從而保證其連接可靠；玻璃鋼內筒13上端螺紋為特製錐形管螺紋(見圖3中的16B)，並設有限位臺肩16A，從而可以保證既可上緊螺紋，又可防止過度錐進而損壞。取心鑽頭20腔內設置有較深和較寬的U型槽，以減少鑽井液從鑽頭體內衝蝕巖心，鑽頭切削部分採用金剛石、PDC製作，也可採用刮刀形式，可根據地層巖性選用。
權利要求1.一種玻璃鋼取心工具，由懸掛總成上接頭(1)、懸掛接頭(2)、軸承上壓帽(3)、外筒上接頭(4)、止動環(5)、懸掛軸承(6)、軸承下壓帽(7)、軸承芯軸(8)、單流球(9)、單流球座(10)、內筒上接頭(11)、外筒(12)、玻璃鋼內筒(13)、防脫扣環(14)、內筒下接頭(15)、外接頭(16)、巖心爪體(17)、巖心爪(18)、卡板式巖心爪(19)、取心鑽頭(20)組成，其特徵在於懸掛總成上接頭(1)上端以鑽柱螺紋與鑽柱相連接，下端以螺紋與外筒上接頭(4)連接，上接頭(1)內圓面以螺紋與懸掛接頭(2)連接；分流總成的軸承芯軸(8)置於懸掛接頭(2)內，其上端以螺紋連接有軸承上壓帽(3)，下端外螺紋與內筒上接頭(11)連接，下端內螺紋與單流球座(10)連接，單流球座(10)頂部設有單流球(9)；旋轉總成的軸承芯軸(8)外側套裝有懸掛軸承(6)，軸承(6)上方設有止動環(5)，軸承(6)、止動環(5)上方用軸承上壓帽(3)固定，軸承(6)下方用軸承下壓帽(7)固定，裝配完成後，懸掛接頭(2)可自由轉動；外筒總成的外筒上接頭(4)上端內螺紋與懸掛總成上接頭(1)連接，下端外螺紋與外筒(12)連接，外筒(12)下端外螺紋與外筒下接頭(16)連接，外筒下接頭(16)下端外螺紋與取心鑽頭(20)相連接；內筒總成的鋼質上接頭(11)與軸承芯軸(8)連接，鋼質上接頭(11)以特殊螺紋及連接方式與玻璃鋼內筒(13)連接，玻璃鋼內筒(13)與玻璃鋼內筒下接頭(15)連接；自鎖卡箍和卡板式複合巖心爪總成的巖心爪體(17)內螺紋與玻璃鋼內筒(13)相連接，巖心爪體(17)內圓斜錐面上設有自鎖式巖心爪(18)，該巖心爪可在內錐體表面上下移動，巖心爪(18)下端外螺紋與卡板式巖心爪(19)連接，卡板式巖心爪(19)的卡板可自由轉動；帶U型槽的取心鑽頭總成的取心鑽頭(20)上端內螺紋與外筒下接頭(16)連接。
2.根據權利要求1所述的玻璃鋼取心工具，其特徵在於玻璃鋼內筒防脫扣結構由內筒接頭(11)、玻璃鋼內筒(13)和防脫環(14)組成，防脫扣環(14)緊貼內筒(13)內壁，上端內筒上接頭(11)連接，玻璃鋼內筒(13)以外螺紋與內筒上接頭(11)連接；玻璃鋼內筒(13)上端螺紋為特製錐形管螺紋，並設有限位臺肩。
專利摘要本實用新型涉及一種用於地質、煤層、建設工程鑽探和石油鑽井的玻璃鋼取心工具，由懸掛總成上接頭1、懸掛接頭2、軸承上壓帽3、外筒上接頭4、止動環5、懸掛軸承6、下壓帽7、芯軸8、單流球9、球座10、內筒上接頭11、外筒12、內筒13、防脫扣環14、內筒下接頭15、外接頭16、巖心爪體17、巖心爪18、巖心爪19、取心鑽頭20組成。懸掛總成上接頭1、外筒上接頭4、外筒12、外筒外接頭16、取心鑽頭20從上至下依次以螺紋相連接；上述各部件連接體內從上至下設有懸掛接頭2、內筒12、防脫扣環14、下接頭15、巖心爪體17、巖心爪18、巖心爪19。該取心工具適用於較鬆軟地層、中硬地層等各種地層的取心作業，由於採用了玻璃鋼內筒，巖心進筒阻力減小，有利於提高巖心收穫率和單筒取心進尺。
文檔編號E21B25/00GK2761822SQ200420108489
公開日2006年3月1日 申請日期2004年10月21日 優先權日2004年10月21日
發明者楊立文, 孫文濤, 王光玥, 孫少亮 申請人:遼河石油勘探局