[发明专利]保压取芯装置

说明书

本发明提供了一种保压取芯装置，包括外管总成、内管总成、抗扭转组件、密封挡门以及控制器。其中，外管总成包括外筒及钻头；外筒沿着竖直方向设置，具有第一容置腔及第一敞口。内管总成包括内筒、切割组件及提拉组件；内筒具有第二容置腔及第二敞口。抗扭转组件于抵消由外筒转动而传递给内筒的扭转力，并缓冲由外筒传递给内筒的振动作用。密封挡门用于在岩芯进入第二容置腔过程中打开；在切割组件将岩芯切割并在提拉组件将内筒及被切割后的岩芯向上提拉后自动闭合，以对第二容置腔进行密封。本发明提供的保压取芯装置能够提高岩芯取样的准确性及稳定性，并且能够对岩芯样品进行保压，能够便于后续的研究工作，实用性强。

技术领域

本发明属于井下取样技术领域，具体涉及一种保压取芯装置。

背景技术

页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气，页岩气具有非常广阔的开发前景。在页岩气开采过程中，前期的油层原始含油饱和度和地层孔隙度等地质资料对后期的增效增产、完善开发方案具有重要的影响意义。页岩气的开采过程需要进行取芯。由于部分页岩脆性指数大，且在钻探装置驱动取芯外筒与钻头同步转动，岩样极易在取芯过程中因取芯内筒晃动而发生扭转断裂，无法保证获得完整岩心，取芯内筒与外筒中间的缝隙会导致在取芯外筒进行钻进过程中取芯内筒随之转动，并且当外部扰动较大时，取芯成分与真实情况可能存在较大差距。

现有技术中，使用的取芯设备常在取芯外筒和取芯内筒之间设置抗扭转结构来减少取芯内筒的转动，虽然具有防扭转作用，但是取芯外筒与取芯内筒之间仍存在一定转动空间，易发生错位偏移，当外部扰动较大时，所获得的岩样与真实地层情况依然存在误差。而且具有抗扭转结构的取芯设备仅能减少取芯内筒与取芯外筒之间的相对运动，忽略了取芯后由于岩心大小与取芯筒尺寸无法实现完全匹配而导致的碰撞或摩擦现象，实用性较差。另外，常规的取芯设备没有保压措施或保压时间有限，由于取样位置相对较深且所处环境复杂，远程操控较难，当取芯设备从井下回收到井口时由于温度、压力等条件发生变化，其内部岩心样品的性质必然发生变化，导致无法反映真实的地下环境，给后续实验等研究带来误差，实用性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种保压取芯装置，旨在能够解决现有的取芯设备因无法抗扭转且保压效果有限而导致的实用性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种保压取芯装置，包括：

外管总成，包括外筒及钻头；所述外筒沿着竖直方向设置，具有第一容置腔，且在所述外筒的底端设有与所述第一容置腔连通的第一敞口；所述钻头设置在所述外筒的底端，且具有与所述第一敞口连通的走芯通道；

内管总成，包括内筒、切割组件及提拉组件；所述内筒沿着竖直方向设置在所述第一容置腔中，且所述内筒的外径小于所述外筒的内径，所述内筒具有第二容置腔，且在所述内筒的底端设有与所述第二容置腔连通的第二敞口；所述切割组件设置在所述第二容置腔中，用于对通过所述走芯通道及所述第一敞口并进入至所述第二容置腔内的岩芯进行切割；所述提拉组件设置在所述第一容置腔中，且分别与所述内筒的顶端及所述外筒的内壁相连，用于沿着竖直方向牵动所述内筒；

抗扭转组件，设置在所述第一容置腔中，且位于所述外筒的内侧壁及所述内筒的外侧壁之间，用于抵消由所述外筒转动而传递给所述内筒的扭转力，并缓冲由所述外筒传递给所述内筒的振动作用；

密封挡门，设置在所述第二敞口处，用于在岩芯进入所述第二容置腔过程中打开；在所述切割组件将岩芯切割并在所述提拉组件将所述内筒及被切割后的岩芯向上提拉后自动闭合，以对所述第二容置腔进行密封；以及

配套的控制器。

在一种可能的实现方式中，所述抗扭转组件至少设有两组，各组所述抗扭转沿着竖直方向间隔设置；每组所述抗扭转组件包括：