[发明专利]取芯装置

说明书

本发明涉及取芯装置，包括取芯钻具、捕芯器、岩芯筒、钻机外筒、翻板阀和用于提拉岩芯筒的内杆，捕芯器设于岩芯筒下端内部，取芯钻具包括外芯管和空心的钻头，外芯管上端与钻机外筒下端连接，外芯管的下端与钻头连接；内杆的下端伸进岩心筒内并可相对于岩心筒轴向移动一定距离，翻板阀包括阀座和密封阀瓣，阀座同轴安装在钻机外筒内壁上，密封阀瓣一端与阀座上端外侧壁活动连接；当岩芯筒位于阀座中时，密封阀瓣开启90°；当通过内杆将岩芯筒向上提升至一定高度时，密封阀瓣回到阀座顶面与阀座密封接触。本发明通过各部件的相互协同配合，可实现岩芯的钻进、抓取及移送至取芯保真舱，能高稳定、高性能、高效率地完成岩芯的钻取。

技术领域

本发明涉及岩芯钻取技术领域，尤其涉及取芯装置。

背景技术

在油田勘探过程中，岩芯是发现油气层和研究地层、生油层、储油层、盖层、构造等的重要资料，通过对岩芯的观察研究，可以直接地了解地下岩层的岩性、物性和含油、气、水产状特征。油田投入开发后，要通过岩芯进一步研究和认识油层沉积特征，储层的物性、孔隙结构、润湿性、相对渗透率、岩相特征，油层物理模拟和油层水淹规律；认识和掌握不同开发阶段、不同含水阶段油层水淹特征，搞清剩余油分布，为油田开发方案设计，层系、井网调整和加密井提供科学依据。

取岩芯是在钻井过程中使用特殊的取芯工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩芯，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取芯工具，钻取出的岩石样品。

发明内容

本发明旨在提供取芯装置，实现岩芯的钻进、抓取及移送至取芯保真舱。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

取芯装置，包括取芯钻具、捕芯器、岩芯筒、钻机外筒、翻板阀和用于提拉岩芯筒的内杆，捕芯器设于岩芯筒下端内部，所述取芯钻具包括外芯管和空心的钻头，外芯管上端与钻机外筒下端连接，外芯管的下端与钻头连接；

所述内杆的下端伸进岩心筒内并可相对于岩心筒轴向移动一定距离，翻板阀包括阀座和密封阀瓣，阀座同轴安装在钻机外筒内壁上，密封阀瓣一端与阀座上端外侧壁活动连接，阀座顶部有与密封阀瓣匹配的阀口密封面；

当岩芯筒位于阀座中时，密封阀瓣开启90°且位于岩芯筒与钻机外筒之间；当通过内杆将岩芯筒向上提升至一定高度时，密封阀瓣回到阀座顶面与阀口密封面密封接触。

进一步的，所述捕芯器包括环形基体和多个卡爪，环形基体同轴安装在岩芯筒下端的内壁上，卡爪均匀设置在环形基体上，卡爪下端与环形基体连接，卡爪上端向内收拢。

进一步的，卡爪包括一体制造的竖直臂和倾斜臂，所述竖直臂下端与环形基体连接，竖直臂上端与倾斜臂的下端连接，倾斜臂的上端为自由端，倾斜臂从下往上向内倾斜。

进一步的，所述钻头包括内钻头和外钻头，所述内钻头安装在外钻头内，内钻头下端安装有用于钻孔第一级刀片，外钻头外侧壁上设有用于扩孔的第二级刀片。

进一步的，外芯管和外钻头外壁均设有螺旋槽，外钻头上的螺旋槽与外芯管上的螺旋槽连续。

进一步的，钻头上第一级刀片和第二级刀片处均设有冷却液回路孔。

进一步的，取芯装置还包括触发机构，触发机构包括触发内筒和触发块，触发内筒侧壁上设有通孔，触发块放置于通孔中，岩芯筒底部外侧壁有与触发块适配的凸起部；钻机外筒内壁有与触发块适配的避让口，触发块位于密封阀瓣上方，避让口位于触发块上方；