[发明专利]基于地磁场的岩心定向装置、取心装置及其取样方法

说明书

本发明公开了一种基于地磁场的岩心定向装置及其取样方法，属于钻井取心技术领域。其解决了现有技术中的岩心定向装置定向不准确且具体实施效果较差的技术问题。其包括钻头、岩心筒和岩心爪，岩心筒的上部与岩心爪连接，下部与钻筒连接，岩心筒包括外筒和内筒，内筒悬挂在外筒的顶部，内筒底部安设有可旋转的圆盘，圆盘底部设置有用来指示方向的磁针和标记方向的印泥。本发明岩心定向装置实现了通过地磁场来判定取心的方向性问题，并且有助于保证取心的完整性，提高取心效率，克服了以往取心过程中的不足。

技术领域

本发明涉及钻井取心技术领域，具体涉及一种基于地磁场的岩心定向装置、取心装置及其取样方法。

背景技术

钻井取心过程中，定向取心可以提供地层的走向、方位等数据。现有技术中使用的岩心定向装置还存在一些不足之处，它们往往定向标记模糊、方向不准确、精度不高，如CN201396092Y公开了一种岩心定向装置，它是将化学膨胀管与推力锥连接为一体，推力锥受化学膨胀管内部空腔上键和推力锥上槽的限制无法旋转，通过常规钻杆施加压力，压力传递到推力锥迫使化学膨胀管发生纵向膨胀破坏并挤压空腔内的速凝剂流出，使化学膨胀管挤压胶结在小钻孔中，测取标记痕的方位即得到岩心方位。但是该定向取心方法操作工序复杂，耗时耗资，而且定向不准确且具体实施效果较差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种基于地磁场的岩心定向装置、取心装置及取样方法，其实现了通过地磁场来判定取心的方向性问题，并且有助于保证取心的完整性，提高取心效率，克服了以往取心过程中的不足。

本发明的任务之一是提供一种基于地磁场的岩心定向装置。

一种岩心定向装置，其包括：刚性圆筒、岩心爪和钻头，所述刚性圆筒的上方连接所述岩心爪，下方安设所述钻头，所述刚性圆筒的底部安设有可旋转的圆盘，所述圆盘底部设置有用来指示方向的磁针和标记方向的印泥。

优选的，所述刚性圆筒底部和圆盘之间通过轴承连接。

本发明的任务之二是提供一种取心装置。

一种取心装置，其包括内岩心筒、外岩心筒和悬挂装置，还包括如权利要求1或2所述的岩心定向装置，所述岩心爪上接所述内岩心筒，所述内岩心筒通过所述悬挂装置与所述外岩心筒相接，所述悬挂装置与所述内岩心筒之间装有悬挂轴承，在所述内岩心筒的中部设置有扶正器，上部设置有回压凡尔装置。

优选的，所述内岩心筒由无缝钢管制成。

本发明的另一任务是提供上述取心装置的取样方法。

上述取心装置的取样方法，依次包括以下步骤：

a将淤积在内岩心筒中的泥沙和井壁刮下来的岩屑冲洗干净，清洗内岩心筒和井底，通过回压凡尔装置使钻井液流出，以便保护取样时的岩心不被冲刷破坏；

b开始取心，外岩心筒随着钻头一起转动，源源不断提供动力，岩心在钻头的钻进下不断上移，当岩心到达岩心定向装置时，与圆盘相接触，使印泥在岩心顶部留下清晰的标记，并来指示岩心的方位；

c钻头的转动带动岩心不断上移，经过岩心爪进入内岩心筒，钻下的岩心被内岩心筒储存保护起来，此时岩心贯穿于钻头、岩心定向装置、岩心爪及内岩心筒之间，此时，圆盘处于完全打开状态；

d当取心钻进完毕后，岩心爪与岩心之间的摩擦力带动收缩、自锁、卡紧并使岩心卡断，钻头上提，被岩心爪卡断的底部岩心掉落，圆盘回到原来位置，此时岩心主要存在内岩心筒中；

e当岩心爪自锁不紧、岩心较为松散的情况下，此时的岩心会保存在岩心定向装置、岩心爪和内岩心筒之间，在岩心爪和岩心定向装置的共同作用下，保护了取样岩心的完整性，钻头继续上提取心，当提出地面时，取样结束。

本发明所带来的有益技术效果为：