橡膠筒取芯工具的製作方法

2023-06-15 06:37:46

專利名稱：橡膠筒取芯工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鑽井取芯作業使用的取芯工具，特別是一種橡膠筒取芯工具，屬鑽井井下工具。
背景技術：
目前，全國各大油田基本已進入中後期開發階段，經過長期注水開發，油層中的原油和泥質膠結物已被清洗，造成油層鬆散。在這種疏鬆地層取芯，由於地層膠結性差，巖芯成形率低，地質人員難以對巖芯取樣分析。
為解決鬆散地層取芯時巖芯成形率低的問題，國外於80年代末期，研製成功67/8-3B型橡膠筒取芯工具。90年代，我國部分油田也開始致力於該類工具的研究，研製成功XQ-7-33/8型橡膠筒取芯工具。這兩種工具均利用橡膠筒巖芯保形系統，取芯時將進入內筒的巖芯緊緊抱住，可防止因鑽具的振動，而使巖芯破碎，保證了取芯收穫率和巖芯成形率。但是這種工具在使用過程中也存在下面的問題(1)由於現有的橡膠筒取芯工具結構的限制，所取巖芯直徑均較小，造成所取巖芯強度低，不利於巖芯成形。(2)現有的橡膠筒取芯工具採用水力推進間歇式送鑽，鑽壓需由泥漿排量控制，送鑽鑽壓需通過計算公式，由泥漿排量推導出來，計算複雜。取芯時，受泥漿粘度、比重、泥漿循環通道摩阻等實際因素的影響，取芯鑽壓實際值與理論計算值有較大差距，取芯技術人員很難準確地控制鑽壓，而現場取芯作業對鑽壓要求甚高，不同取芯階段，如樹心、正常取芯鑽進、割心等階段，對鑽壓要求各不一樣，現有的橡膠筒取芯工具很難滿足這一要求。另外，取芯地層類型不同，對鑽壓、泥漿排量等鑽井參數，也有不同要求。現有的橡膠筒取芯工具，鑽壓受排量的控制，在現場操作中，很難將二者調整到都滿足地層的需要。(3)因現有的橡膠筒取芯工具，取芯前需投放釋放塞，因此要求所有下井鑽具的水眼不得小於70mm，必須用通徑規逐根進行檢查，操作複雜煩瑣，對設備的技術要求高，不利於在小型鑽機上應用。

發明內容
本實用新型提供一種所取巖芯直徑較大、取芯時鑽壓可由鑽具的懸重提供、送鑽均勻連續、操作簡便、可在任意型號鑽機應用的橡膠筒取芯工具。
本實用新型主要由外筒組合、內筒組合、巖芯保形系統等三部分構成，外筒組合主要包括外筒短節8、外筒5、取芯鑽頭13等；內筒組合主要包括軸承擋環1、懸掛軸承2、分流接頭3、轉換接頭6、內筒7、爪套短節9、爪套12等；分流接頭3上端由軸承擋環1將其連在懸掛軸承2上，分流接頭3下端與轉換接頭6、內筒7相連接，其與現有技術的區別主要在於巖芯保形系統，本實用新型巖芯保形系統主要由襯套10、深溝球軸承11、橡膠筒14組成；深溝球軸承位於爪套12內；襯套10下端與深溝球軸承11內圈為一體結構或者其它方式固定在一起；橡膠筒以多層摺疊的方式，包住襯套周向及遠離鑽頭端的襯套上端面。
本實用新型採用橡膠筒順著巖芯入筒的方向，正向脫離襯套，包裹住巖芯，降低了橡膠筒脫離所需克服的摩擦阻力，工具結構簡單，操作方便，不需採用水力加壓，應用範圍廣，所取巖芯直徑較大，保證了取芯收穫率和巖芯成形率。


圖1橡膠筒取芯工具結構示意圖圖2橡膠筒取芯工具巖芯保形系統結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步的詳述。
如附圖1及附圖2所示，本實用新型主要由外筒組合、內筒組合、巖芯保形系統等三部分構成，外筒組合主要包括外筒短節8、外筒5、取芯鑽頭13等；內筒組合主要包括軸承擋環1、懸掛軸承2、分流接頭3、轉換接頭6、內筒7、爪套短節9、爪套12等；分流接頭3上端由軸承擋環1將其連在懸掛軸承2上，分流接頭3下端與轉換接頭6、內筒7相連接，其特徵在於巖芯保形系統主要由襯套10、深溝球軸承11、橡膠筒14組成；深溝球軸承位於爪套12內；襯套10下端與深溝球軸承11內圈為一體結構或者其它方式固定在一起，例如採取焊接、螺紋連接等方式；橡膠筒以多層摺疊的方式，包住襯套周向及遠離鑽頭端的襯套上端面。
由於本工具採用的是雙軸承的工具主體結構，內、外筒可相對運動，當鑽具帶動取芯工具外筒組合及取芯鑽頭旋轉切削地層時，內筒組合通過懸掛軸承掛在外筒中，在巖芯的作用下與外筒有相對轉動，即相對巖芯是不轉動的，此時，橡膠筒襯套機構通過深溝球軸承，被固定在巖芯內筒的下埠，可相對內筒自由旋轉，即可保證取芯時巖芯內筒與外筒相對轉動失效時，襯套機構也會相對巖芯靜止不動，該結構可最大程度減少取芯時內筒對巖芯的作用力，提高工具工作的穩定性，從而達到保護巖芯，提高巖芯成形率的目的。
為進一步減小襯套與橡膠筒之間的摩擦阻力，襯套與橡膠筒之間可以充填固相減磨劑。
本實用新型工作原理如下取芯時，隨著密閉頭，被不斷入筒的巖芯推著上行，密閉頭接觸到橡膠筒呈自由狀態的「袖口」端。上行的密閉頭，會推著橡膠筒逐步脫離襯套，進入巖芯內筒中，包裹住巖芯，防止巖芯破碎；割芯時，利用卡箍式巖芯爪割斷巖芯，使大部分巖芯密閉在橡膠筒中；出芯時，將巖芯外筒座在井口上，抽出巖芯內筒，平放在坡道上，卸開爪套短節和爪套，抽出襯套和橡膠筒整體出芯，這樣可最大程度上防止巖芯破碎。
權利要求1.一種橡膠筒取芯工具，主要由外筒組合、內筒組合、巖芯保形系統等三部分構成，外筒組合主要包括外筒短節(8)、外筒(5)、取芯鑽頭(13)等；內筒組合主要包括軸承擋環(1)、懸掛軸承(2)、分流接頭(3)、轉換接頭(6)、內筒(7)、爪套短節(9)、爪套(12)等；分流接頭(3)上端由軸承擋環(1)將其連在懸掛軸承(2)上，分流接頭(3)下端與轉換接頭(6)、內筒(7)相連接，其特徵在於巖芯保形系統主要由襯套(10)、深溝球軸承(11)、橡膠筒(14)組成；深溝球軸承位於爪套(12)內；襯套(10)下端與深溝球軸承(11)內圈為一體結構或者其它方式固定在一起；橡膠筒以多層摺疊的方式，包住襯套周向及遠離鑽頭端的襯套上端面。
2.根據權利要求1所述的橡膠筒取芯工具，其特徵在於襯套與橡膠筒之間，充填有特有的固相減磨劑。
專利摘要一種橡膠筒取芯工具，主要由外筒組合、內筒組合、巖芯保形系統等三部分構成，巖芯保形系統主要由襯套(10)、深溝球軸承(11)、橡膠筒(14)組成；深溝球軸承位於爪套(12)內；襯套(10)下端與深溝球軸承(11)內圈為一體結構或者其它方式固定在一起；橡膠筒以多層摺疊的方式，包住襯套周向及遠離鑽頭端的襯套上端面。本實用新型通過採用特殊設計的橡膠筒巖芯保形系統以及可提高工具工作穩定性的雙軸承工具主體結構來保證巖芯收穫率和巖芯成形率，改變了現有橡膠筒取芯工具中，橡膠筒套在巖芯內筒組合上，依靠中心管脫離襯套，包裹巖芯的方式，簡化了工具結構，使工具操作簡便易行。
文檔編號E21B25/06GK2661906SQ200320124508
公開日2004年12月8日 申請日期2003年11月11日 優先權日2003年11月11日
發明者楊樹林, 蘇濤, 謝勇 申請人:新疆石油管理局鑽井工藝研究院