一种水平井段取心工具.pdf

本实用新型属于石油钻井取心工具的结构改进。
    目前现场使用的取心工具主要有两种类型。一种是适用于松软地层取心的“加压式”取心工具，这种工具由取心钻头，岩心筒、岩心爪和机械加压接头四部分组成。岩心筒由内外岩心筒组合为“双筒单动悬挂式”结构，即内筒通过销钉悬挂在外筒上，割心时在井口向钻柱内投4个钢球，机械加压接头靠钻柱重量剪断悬挂销钉，从而内筒下行迫使岩心爪沿钻头内锥面收缩包住岩心；另一种是适用于中一硬地层取心的“自锁式”取心工具，这种工具由取心钻头、岩心爪和岩心筒等组成。岩心筒由内外岩心筒组合为“双筒单动连接式”结构，取心钻进前，可通过内冲洗孔循环泥浆，冲洗内筒，投一钢球后即可进行取心钻进。割心时只须上提钻具，岩心爪即可自锁而抓住拔断岩心，以上两种工具只适用于直井或小角度定向井的钻井取心，对于水平井段取心不适应，主要是由于存在以下问题：

    1、内筒无扶正轴承，不能确保内岩心筒居中，由于重力作用，岩心筒躺在井眼底边，因而岩心难以进筒；

    2、加压式工具需投球加压才能达到割心目的，而在水平井段，钢球很难到位，故加压式工具无法实行割心操作。

    3、由于取心钻进时，岩心筒处于水平状态，现工具采用的止推悬挂轴承失去轴承作用，因而不能确保内筒不随外筒转动。

    本实用新型的目的就是为了克服工具存在的上述问题以解决水平井段取心而设计的。

    本实用新型是通过在分水接头［4］内设一压差式堵塞器［5］，内筒［7］上部设有悬挂扶正总成［6］，下部设有滑动扶正总成［8］。压差式堵塞器［5］用两个销钉固定在分水接头［4］内，上部为一空心园柱体，下部为带园锥的实心园柱体，其上设一“O”型密封盘根，下端设有两个对称的喷嘴、外圆柱的两端各设一“O”型密封盘根，紧靠上端盘根处设有销钉悬挂槽。内筒［7］悬挂扶正总成［6］采用两个锥形滚柱轴承组合而成。内筒［8］下部设置有滑动扶正总成［8］，滑动扶正总成［8］的外圈为一圆环，圆环的外层为钢体，内层为碳化钨烧结体，固定在外筒［3］内；滑动扶正总成［8］的内圈由若干块碳化钨烧结体块均布在一个内筒短节上。

    附图说明：

    图1.水平井段取心工具结构示意图

    1  上接头    2  外筒扶正器

    3  外筒    4  分水接头

    5压差式堵塞器    6  悬挂扶正总成

    7  内筒    8  滑动扶正总成

    9  开口式岩心爪    10  卡板式岩心爪

    11  取心钻头

    现结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述：

    在钻井过程中需要取心时，把组装好的工具，下到取心井段——水平井段。取心工具呈水平状，在外筒扶正器［2］的扶正下，工具居于井眼的中心，周围形成均匀的环空。取心前先开泵循环钻井液，控制钻井液排量冲洗内筒。钻井液从钻柱进入分水接头［4］，径压差式堵塞器［5］两个喷嘴、悬挂扶正总成［6］内孔进入内筒［7］，将进入内筒［7］的岩屑等杂物冲洗干净。然后加大钻井液排量，在压差式堵塞器［5］喷嘴处产生压降，当压降超过3.3MPa时，由压降产生地剪力，足以剪断两个销钉，压差式堵塞器［5］下行，堵住悬挂扶正总成［6］内孔，同时打开分水接头［4］三个分流孔，正常取心钻进。由于悬挂扶正总成［6］及滑动扶正总成［8］的扶正作用，做到内筒［7］不随处筒［3］转动，并居外筒［3］的中心，使形成的岩心顺利进入内筒［7］被保护起来。钻进取心结束上提钻柱，这时对成形的岩心，开口式岩心爪［9］抱住岩心，相对于缩径套的内锥面下行，对岩心越抱越紧，直至拔断岩心。对成形不好的岩心，由卡板岩心爪［10］的卡板托住岩心，然后起钻将取心工具起出地面，取出岩心。

    本实用新型与原有工具相比，它实现了双筒、单动、提钻拨心的取心要求，从而可保证水平井取心工作的顺利进行。适用范围大，取心可靠。