[实用新型]一种密闭取芯钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻探设备，具体涉及一种密闭取芯钻具，属于地质勘探领域。

背景技术

密闭取芯技术是20世纪迅速发展起来的一项综合性配套技术，到目前为此，岩芯还是了解地层和油气田最直观、最真实的依据，为研究地层岩性、电性、物性和含油性提供第一手资料。这些资料会有助于对地层油气的存在、数量及分布的深层了解，加深对地层结构的特性认识，能帮助制定科学合理的开发方案，获得最大的经济效益。

密闭取芯能够取得不受钻井液污染的岩芯，能获得比较准确的油水饱和度等一系列的地层资料，这些在油气开发、储量评估中起着重要的作用，如：检查储层水洗状况，为储层原油动用状况评价及剩余油研究提供依据；求取相关物性参数，分析评价油层水淹前后物性变化特性；检查水驱油效率，为水驱油效果评价提供依据；检查油层发育状况，为地质特性再认识提供依据等。

密闭取芯钻具作为深孔岩芯钻机上的重要部件，直接决定了钻探结果的好坏。密闭取芯技术现在还存在以下技术难点：

1、如何实现双筒单动保证岩芯完整，提高岩芯收获率；

2、如何解决下钻途中由于岩屑床的存在，密封活塞上的销钉容易提前剪断，密闭液流失的问题；

3、如何解决取芯过程中由于密闭液与钻井液密度差的存在易发生混浆的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种可以合理满足上述3条技术难点的密闭取芯钻具，该密闭取芯钻具可更好地完成深孔和复杂地层取芯钻探施工任务。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种密闭取芯钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成至少包括钻杆外筒、弹卡套筒和钻头，所述内管总成至少包括捞矛头、2个弹卡和岩芯筒，捞矛头位于弹卡套筒上端，弹卡位于弹卡套筒中，钻杆外筒套设于弹卡套筒和岩芯筒上，岩芯筒位于弹卡套筒下方，钻头安装于钻杆外筒下端，岩芯筒与捞矛头通过上接头连接，所述上接头的上部呈筒状构成弹卡室、下部为阶梯轴，弹卡套筒套设于弹卡室上，弹卡安装于弹卡室中，上接头的下部套设有轴承，岩芯筒内部安装有密封活塞，密封活塞的下端面上固定有刮泥板，岩芯筒下端连接有卡簧，卡簧嵌入钻头的中间通孔中并且套设于密封活塞上，钻头通过销钉与密封活塞固定连接；所述岩芯筒为由内筒和外筒构成的双层结构，内筒为法兰套筒，外筒、内筒和内筒的法兰端部构成环空间隙，内筒两端的筒壁中均沿轴向开设有2个以上导流通孔，导流通孔与环空间隙连通。

所述卡簧为侧壁开设断口的弹性卡簧，卡簧的外表面和钻头中间通孔的内表面均为圆锥面，卡簧的外锥面与钻头的内锥面相互配合形成用于割取岩芯的接触副，卡簧与钻头构成自锁式卡芯机构。

上接头的下部上套设有两个圆锥滚子轴承，轴承外圈与钻杆外筒的内壁配合。

上接头的下部上安装有调节螺母，调节螺母位于两个圆锥滚子轴承的上方。

弹卡室的上端设有连接块，捞矛头通过弹簧销固定于连接块上并且通过连接块安装于弹卡室的上端。

连接块的下端开设有空腔，空腔中通过弹簧销固定有张簧，张簧两臂的尾部分别与两个弹卡的上端连接。

两个弹卡叠放并且其下端通过弹簧销与弹卡室连接，弹卡室和弹卡套筒的侧壁上均开设有两条位置相对的长条形通孔，两个弹卡分别嵌入弹卡室和弹卡套筒侧壁的长条形通孔中，弹卡的外侧边与钻杆外筒的内壁接触。

岩芯筒的上端设有丝堵，岩芯筒与上接头通过丝堵连接，丝堵螺纹固定与岩芯筒中。

弹卡室中设有弹簧，弹簧通过弹簧销固定于弹卡室中并且位于弹卡的下方。

密封活塞的下端面上固定有刮泥板。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的密闭取芯钻具，捞矛头和连接块构成打捞机构，岩芯筒、卡簧、钻头和密封活塞构成取芯机构，打捞机构与取芯机构通过上接头(悬挂总成)连接，上接头上套设轴承用于分离外管总成与内管总成的运动，实现双筒单动，即钻杆外筒旋转时岩芯筒保持静止，可防止岩芯碎断以及部分钻井液进入岩芯筒与密闭液发生混合，保证岩心收获率和岩芯筒密闭率；钻头通过销钉与密封活塞固定连接，下钻初始，钻头通过销钉带动密封活塞以及刮泥板旋转，从而实现刮泥功能，刮泥板可以对井底沉沙和泥饼充分刮洗，确保井底干净后再取芯，当钻压达到一定值时，密封活塞上的销钉被剪断，钻头旋转取芯；岩芯筒为双层结构，其内部设置由相互连通的轴向导流通孔与环空间隙构成的特殊的内腔侯道，保证密闭液能够顺利排出，防止堵芯，同时防止钻井液直射岩芯，提高密闭效果。