[发明专利]适用于气体钻井取心钻头喉部的密封装置

说明书

技术领域：

一种适用于气体钻井取心钻头喉部的密封装置，用于石油地质钻探时采用气体钻井的取心作业，涉及一种气体钻井取心工具的制造技术领域。

背景技术：

为了获取石油天然气储集层的信息，现有技术在钻井过程中基本上都要对预定油气储层进行取心作业，现在的大部分油气田进行的钻井作业中，钻井介质基本上还是采用泥浆材料，所以，现有技术在实施地质取心作业时，所采用的取心工具及钻头，在设计上，也是针对泥浆钻井液体作为循环介质进行设计的，因此，目前的取心工具也只适用于液体环境下的石油地质钻探取心作业；但是，为了提高钻井速度，目前在一些油气田的钻井工程中，大量的采用了以气体作为钻井介质的气体钻井技术，因此，采用气体作为钻井循环介质的情况下实施取心作业的施工也越来越多；目前在使用气体作为钻井介质的环境下，使用液体钻井介质状况下的取心工具去获取地层岩样，存在的主要问题是：在取心的过程中，由于气体钻井需要较高的气体流量，作为钻井介质的气体会从取心钻头的喉部间隙流过，因此，较高的气体流量在取心钻头喉部较小的间隙通道处就会产生较高的流速，气体的高流速对进入取心钻头的岩心会造成严重的冲蚀，这种冲蚀会导致岩心收获率的降低和岩心的破碎，将这种被破碎的岩心用于地质分析，其价值就很低，不能真实的反映地下储集层的情况；另外现有用于泥浆钻井液的取心工具在用于气体为介质的钻井取心时，取心钻头得不到很好的冷却，导致取心钻头切削齿提前损坏，由于这些问题得存在，采用常规取心工具在气体钻井环境下实施取心，取心钻头的使用和获取的岩心都不能满足快速钻井及地质分析的需要。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的问题，采取在取心钻头喉部设置密封机构的方式，设计了一种适用于气体钻井取心钻头喉部的密封装置。

本发明是这样实现的：本发明包括导向密封机构，其特征是：所述导向密封机构由导向卡箍座5构成，导向卡箍座5的后端通过内螺纹与内筒6连接，前端延伸与取心钻头密封面3相配合，在导向卡箍座5前端与取心钻头密封面3配合的位置设置有环形凹槽，在环形凹槽内设置有密封圈4；密封机构由密封圈4及取心钻头密封面3组成，环形凹槽内的密封圈4密封在钻头密封面3上；

在导向卡箍座5的前端设置的环形凹槽不少于两道；

施工时，设置的导向卡箍座5的内圆可以起到引导岩心进入内筒的作用，外圆前端设置的密封圈4与钻头密封面3密封以后，就封闭了气体从取心钻头内圆与导向卡箍座5外圆的间隙进入取心钻头1喉部的通道，因此，由地面来的气体只能沿内、外筒之间的环形空间向下流动，在流到取心钻头喉部时，在密封圈4的密封作用下，气体只能向外进入水眼2的通道，喷向井底，而不能从取心钻头1的喉部进入取心钻头1的内面，这样，就有效的避免了气流直接进入钻头喉部冲蚀和破坏岩心，可有效保护岩心、提高岩心收获率及岩心的质量。

本发明的优点和有益效果是：设置的导向卡箍座5、密封圈4及钻头密封面3可以共同形成对钻头喉部的密封，封闭气体直接流入钻头喉部内的通道，避免了进入钻头内面的气流对岩心的冲蚀和破坏，可有效保护岩心、提高岩心收获率及获取岩心的质量。

附图说明：

图1是本发明的平面局部剖视结构示意图。

图2是本发明的立体剖面结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

本发明包括导向密封机构，导向密封机构由导向卡箍座5、取心钻头密封面3和密封圈4构成，导向卡箍座5的后端设置有内螺纹，导向卡箍座5的后端通过内螺纹与其上端的内筒6连接，前端延伸覆盖取心钻头的全部密封面3，为了设置密封圈4，在导向卡箍座5前端与取心钻头密封面3配合的位置设置有环形凹槽，在环形凹槽内设置有密封圈4；密封机构由密封圈4及取心钻头密封面3组成，环形凹槽内的密封圈4密封在钻头密封面3上；为了完全密封钻头喉部的间隙，不让气体从取心钻头的喉部进入取心钻头内，在导向卡箍座5的前端设置的环形凹槽不少于两道；

施工时，导向卡箍座5的内圆可以起到引导岩心进入取心工具内筒的作用，导向卡箍座5的外圆后端由螺纹与上端的内筒6连接，前端一直延伸覆盖到取心钻头1内圆的全部密封面3，为了设置密封圈4，在导向卡箍座5前端与取心钻头密封面3配合的位置设置有环形凹槽，在环形凹槽内设置密封圈4；当导向卡箍座5前端设置的密封圈4与钻头密封面3密封以后，就封闭了气体从取心钻头内圆与导向卡箍座5外圆的间隙进入取心钻头1喉部的通道，这样，由地面来的高压气体只能沿内、外筒之间的环形空间向下流动，在流到取心钻头喉部时，由于取心钻头喉部密封面原来的间隙被密封圈4封闭了，在密封圈4的密封作用下，气体只能向外进入水眼2的通道，喷向井底，而不能从取心钻头1的喉部进入取心钻头1的内面，这样，就有效的避免了气流直接进入钻头喉部冲蚀和破坏岩心，可有效保护岩心、提高岩心收获率及岩心的质量；为了调节需要取心的长度，取心钻头1可以通过螺纹连接所需长度的差值短接7；为了耐磨，在差值短接7的外圆敷焊有耐磨带8，为了保护取心钻头内圆的直径，在取心钻头1的内圆设置有保径齿9。