[其他]多用取芯工具

说明书

本实用新型是一种用于钻井取心作业中的取心工具，该工具采用配套部件分别组装，便可实现常规的单筒取心、中长筒取心、定向井取心及密闭取心的多种用途。

目前国内外尚无此类多种用途的钻井取心工具，国内取心工具主要有以下方面的不足：（1）取心工具的岩心筒采用内、外筒结构，取心作业时，由于钻压下外筒的弯曲和本身内外筒的组合方式，引起内岩心筒随外岩心筒一起旋转，造成磨心问题，从而影响了收获率。（2）取芯工具的割心机构采用投球加压的方式，使内筒组下移，推动岩心爪顺钻头斜坡插入岩心的办法割心，该结构复杂、操作麻烦，割心的准确率不高。（3）取心工具的悬挂部分采用预压弹簧、钢球定位等悬挂方式，造成配件多、拆装困难，不够安全可靠的问题。

本实用新型的任务在于提供一种收获率高、割心方便、使用方便的多用途钻井取心工具，它配备多种类型的取心钻头和割心机构，适应从软到硬的各种地层、从浅到深的各个井段。该工具还能组装成定向井工具用于破碎性灰岩的取心作业，同时还能组装成密闭取心工具，取心效果比一般工具显著提高。

多用取心工具为了防止磨心，在岩心筒上采用了上、下轴承和底轴承的设计，由于三种轴承的有效作用，保证了取心作业中，外筒转而内筒不转，各个轴承使用了有效的“O”型密封圈，与其轴承有着“密封保稳径、稳径促密封，密封稳径保灵活”的关系，保证了动密封，实现了内筒不被带转，避免了磨心。割心机构采用了四种类型的岩心爪，配合相应的磨台肩工艺，可进行自动割心操作，割心的有效率大大提高。该工具的悬挂总成采用密封销子或分段式联接销悬挂连接，结构简单，拆装方便，省时省力。该工具的安全接头设计为整个斜面受力的锯齿扣型，比目前梯形扣的安全接头体积力，强度大，合理可靠。该工具采用“O”型密封圈，解决了内筒密封、轴承密封和安全接头密封等有关密封问题，并实现了旋转条件下的动密封。

附图1是多用取心工具的整体结构示意图。

附图2是多用取心工具的带扣卡板岩心爪（15）。

附图3是多用取心工具的带扣摩擦岩心爪（16）。

附图4是多用取心工具的活套式卡板岩心爪（17）。

附图5是多用取心工具的活套式摩擦岩心爪（18）。

附图6是定向井取心工具结构示意图。

附图7是密闭取心工具结构示意图。

下面结合附图作进一步说明：附图1描述的是多用取芯工具用作常规单筒取芯工具的结构示意图。安全接头（1）设计为整个下斜面受力的锯齿扣型（2），在安全接头与外筒的联接处有一道“O”型密封圈（13），轴承座（7）为一环形槽结构，取代了已有技术中的分水接头部分，结构大为简化，无效部分仅为0.58米，而已有技术为1.37米。悬挂总成（3），由轴承盖（4）、上轴承（5）、下轴承（6）组成，上下轴承安装在悬挂总成内。密封销子（8）把悬挂总成（3）与悬挂接头（10）连接起来，并用密封套（9）有效密封定位。上轴承（5）和下轴承（6）均为特别设计的弹道稳径推力球轴承，它即能承受较大的推力，又有稳径的作用，保证了悬挂总成转动灵活与平稳。附图2描述的是多用取心工具的割心机构示意图，带扣卡板岩心爪（15）装在取心钻头（14）上，图3的带扣摩擦岩心爪（16）；图4的活套或卡板岩心爪（17）；图5的活套式摩擦岩心爪（18）的组装形式均与图2一致。这四种类型的岩心爪分别用于单筒与中长筒取心的软、硬地层。取心钻头（14）是一种双台阶钻头。

附图6描述的是多用取心工具组装成定向井取心工具。在组装中，将双台阶取心钻头（14）及卡板岩心爪（15）换去，在外筒（12）下端装上斜井取心钻头（19），在内筒（11）下端装上内筒底接头（20），轴承套（21），岩心爪（17），底轴承（23）及“O”型密封圈（24）即成。组装成定向取心工具后，由于上端悬挂轴承和下端底轴承的有效作用，能保证该工具在任何斜度的井眼取心时，内筒也不会偏离中轴线，从而不会被外筒带转造成磨心，故能保证收获率，达到定向井有效取心的目的。该工具的底轴承（23）是具有良好的稳径作用的径向稳定球轴承，并且“O”型密封圈（24）为特殊橡胶制成的新型密封胶圈，能有效地实现动密封，从而保证底轴承的有效作用。斜井取心钻头（19）也是一种双台阶钻头。

附图7描述的是多用取心工具组装成密闭取心工具。组装时，在定向井取心工具的基础上，将内筒（11）下端加装密封胶环（25），在钻头进口内，加装组合密闭堵头（26），“O”型密封圈（27），剪销（28），在工具上端装上密封丝堵（29），并将密封销子（8）换成分段式联接销（30），将悬挂接头（10）改换成密闭式悬挂接头（31）即成。在进行密闭取心作业前，在内筒内灌满密闭液，下钻到底，泥浆处理好，示踪剂加入量达到标准后，加压3～4吨钻进至剪断剪销（28），将组合密闭堵头（26）顶入内筒，便可进行密闭取心作业。密闭取心时，不断形成的岩心进入内筒，同时将内筒的密闭液从岩心周围挤出钻头口，在钻头口处形成密闭富集环带，它可以阻挡泥浆的冲刺而有效地保护新形成的岩心，使之不受泥浆的污染，达到密闭取心之目的。本工具所使用的密封胶环（25），能有效地防止密闭液的漏失和有效地阻挡泥浆进入内筒，防止泥浆污染岩心，从而保证密闭取心的成功。进行定向井和密闭取心作业时，也应配合磨台肩工艺，进行自动割心的操作，可保证有效取芯。