[实用新型]松散地层取心工具

说明书

本实用新型涉及一种用于地质勘探和石油钻井取心的取心工具，特别是用于松散地层、破碎地层和含砾石地层的双筒取心工具。属钻井工具类。

取心质量是地质勘探和石油钻井工程的三大质量之一，它主要包含三方面的含义：岩心收获率的高低；岩心地质结构的破坏程度；岩心组分的损失程度。现有技术中的取心工具包括常规取心工具和特殊取心工具二种。常规取心工具，例如川式取心工具、250P系列取心工具，在胶结良好的地层中取心，平均岩心收获率在90％以上，在松散地层、破碎地层、含砾石地层中取心，不但岩心收获率不高，而且岩心受到钻井液冲蚀，岩心结构破坏严重、岩心组分散失量大。特殊取心工具，例如橡胶筒取心工具、反循环取心工具、密闭取心工具、保压取心工具，在松散地层、破碎地层、含砾石地层中取心，要么岩心结构遭到破坏，要么岩心组分散失量大，要么岩心收获率不高，而且它们的取心成本高。

本实用新型的目的在于提供一种双筒取心工具，它可以提高在松散地层、破碎地层、含砾石地层取心的岩心质量，提高岩心收获率，降低取心成本，减少重复取心。

本实用新型的松散地层取心工具主要由安全调节接头、液力提升机构、悬挂分流部分、外岩心筒、内岩心筒、内衬管、割心机构和取心钻头等组成。

安全调节接头由公接头、锁销、摩擦环、摩擦环锁紧组件、差动调节杆、母接头和数个密封环等组成。公接头与差动调节杆之间用螺纹联结。安全调节接头能在取心工具卡在井内时，通过倒扣将钻具及内筒提到地面，再处理事故，并在组装时通过调节该螺纹副的旋入长度，对内筒鞋与取心钻头处的间隙，即岩心爪座与取心钻头处的间隙进行调整。间隙调好后，即螺纹副的旋入长度确定以后，把锁销旋进差动调节杆上部的键槽内，防止差动调节杆转动。为使该间隙的调整快速省力，联结螺纹宜采用大螺距螺纹。锁销为2个或3个，键槽为4个或6个。

液力提升机构由旁通阀、差动调节杆、差动套、活塞、锁块、弹簧、弹簧压帽、大钢球和多个密封圈等组成。此机构的作用是钻完取心进尺后，通过投球蹩压，把内筒向上提升一段距离，使卡箍岩心爪割断岩心，同时工具下部紧贴岩心爪座外壁的全封闭卡板，封闭外岩心筒下部，防止起钻时松散岩心掉落井里。

悬挂分流部分由差动下接头、悬挂环、卡簧、止推轴承、扶正轴承、轴承套、分流接头和小钢球等组成。它主要起悬挂内筒和改变液体流道的作用。

外岩心筒由无缝钢管制成，壁厚可达12～20毫米。

内筒组件和割心机构由内岩心筒、内衬管、岩心爪座、卡箍式岩心爪和卡板式全封闭岩心爪等组成。内岩心筒是一壁厚为6～10毫米的无缝钢管。内衬管是由耐高温达150℃的硬塑料制成的薄壁管，岩心进入内衬管时，其摩擦阻力比常规双筒取心工具钢管内岩心筒的摩擦阻力小。卡板式全封闭岩心爪（亦称隐蔽岩心爪）由上体、下体、卡板、止推轴承和弹簧等组成。卡板为3至8块，尖部呈一定角度，卡板尾部为圆弧型，中间铣一方槽，安装弹簧。卡板式全封闭岩心爪下部的止推轴承保证其与钻头之间能发生相互转动。该取心工具在组装完成后，以及以后的取心钻进过程中，卡板式全封闭岩心爪一直保持收缩隐蔽状态，藏在岩心爪座的外面，不防碍岩心进筒。割心完成后，内筒上提一段距离，卡板在弹簧作用下倒向内筒上提后留出的空间，封闭外岩心筒下部，防止松散岩心在起钻过程中掉落井里。为防止钻井液冲蚀岩心，可以在岩心爪座与卡板式全封闭岩心爪之间加一个密封圈。

为了防止钻井液冲蚀岩心，在取心钻头内设计一环状U形槽，槽底部钻有均匀分布的圆孔，圆孔直径足够大，使钻井液射流不能很强的冲蚀地层，钻井液流量足够携带钻屑和冷却钻头。卡板式全封闭岩心爪的下体可插入此槽内，使轴承下端面与U形槽的上平面接触，这样，此处只有极少量钻井液润滑轴承，岩心基本不受钻井液冲蚀，起到更好地保护松散岩心的作用。该工具的取心钻头可以是研磨式，也可以是切削式。

为了使此工具能在定向斜井和水平井中使用，在内岩心筒与外岩心筒之间可以加一扶正轴承。扶正轴承为青铜制成的圆环（有钻井液过流槽）或装有滚柱的铁环。

本实用新型的松散地层取心工具与现有技术相比具有如下优点：

1.它能够适应在松散地层、破碎地层、含砾地层取心的工艺要求；

2.使用该工具能够保证岩心质量，提高岩心的收获率，降低取心成本，减少重复取心；

3.该工具适用范围广，不仅能够用于松散地层取心，也可用于中、硬地层取心；不仅能用于直井，也可用于斜井、水平井；

4.该工具结构新颖，设计合理，操作简单，宜于推广。