本实用新型专利技术公开了一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具，包括定位机构、提动机构、保压机构和钻头，定位机构定位后，通过投球触发提动机构带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管密闭，并通过提升钻头随钻杆一同做回转运动获取岩矿心。本实用新型专利技术针对大直径提钻取心导致岩心中气体的逸散，从而无法准确评价目标地层的储气量难题，取心直径可以达到85～150mm。同时井底原位保压取心可以确保岩心性质与地层深度相匹配的准确度。采用球阀密封保证良好的密封性和保压效果，进一步实现岩心的井底原位保真开采，特别满足在某些气体矿藏勘探时，对钻具保压密封性能要求。本实用新型专利技术可应用于煤层气、页岩气、天然气水合物和常规的油气勘探取心等领域。探取心等领域。探取心等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具
[0001]本技术涉及保压取心钻具
，尤其涉及一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具。
技术介绍
[0002]在资源勘探过程中，解决储量评价的参数精准性，为生产提供计算依据，快速有效地获取地层岩心至关重要。目前页岩气勘探和煤层气勘探取样常采用普通的绳索打捞取心钻具获取样品，并通过获取的样品解析结果来评价目标层的储气量。在取样过程和岩心转移过程中，随着外界压力的降低，加快了岩心中气的逸散，从而无法准确评价目标地层的储气量。为获得更加准确的地层信息，通常要求原位、精准地获取地层的岩心。
[0003]目前，已有的机械保压取心和冷冻保压取心基本可以满足常规的取样要求，但是保压取心钻具因其内部结构复杂，通常为三层管结构，这样在设计、加工和使用各环节均严格受空间限制，导致获取的岩心直径一般较小。特别是页岩气、天然气水合物和煤层气等地质调查领域使用的绳索取心保压钻具取得的岩心直径一般都小于48mm。此外，现有石油、煤层气、页岩气及天然气等用钻杆内通径不满足较大直径保压取样钻具通过，因此绳索取心方式的保压取心钻具不适合这些大直径钻井领域。
[0004]随着社会的快速发展，常规化石能源供给越发紧张，对非常规的页岩气、煤层气和天然气水合物的勘探开发需求与日俱增，因此研制一种可精准获得大直径井底储量参数的原位保压取心钻具迫在眉睫。
技术实现思路
[0005]本技术针对上述现有技术的不足，提供一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具，包括定位机构、提动机构、保压机构和钻头，所述定位机构定位后，通过投球触发提动机构带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管的密闭，并通过提升钻头随钻杆一同做回转运动获取岩矿心。
[0008]进一步地，所述定位机构包括外管、座管、弹簧心轴、连接轴、连接管、上扩孔器和下扩孔器；所述外管向上连接上部钻杆，向下通过螺纹连接连接管，在连接处装有弹簧座，其上坐有起拔弹簧，正常下放取心状态下，起拔弹簧处于压缩状态，通过限位销限制座管和弹簧心轴上行，进而限制起拔弹簧伸长；座管和弹簧心轴通过焊接相连，弹簧心轴向下通过螺纹连接连接轴，上扩孔器通过螺纹向上连接连接管。
[0009]进一步地，所述座管上开有溢流孔。
[0010]进一步地，所述弹簧心轴上开有泥浆出水孔。
[0011]进一步地，所述提动机构包括上推力球轴承、铜套、下推力球轴承以及悬挂套和单动铜套，所述推力球轴承、铜套、下推力球轴承和悬挂套从上到下依次套在连接轴上，并通
过第一垫片和第一锁紧螺母实现限制和固定。
[0012]进一步地，所述保压机构包括测压管、保压管和球阀，连接轴的轴承段外部装有轴承套，轴承套向下通过螺纹连接测压管，测压管穿过变径接头，变径接头向下通过螺纹连接中管，向外通过悬挂套、单动铜套和第一悬挂环坐于上扩孔器之上，上扩孔器通过螺纹向下连接保压管，测压管向下通过螺纹连接上密封接头，连接处装有测压接头，上密封接头向下通过下端内螺纹连接岩心管接头，连接处装有调整螺母，岩心管接头通过外螺纹连接岩心管，接头内有由第二垫片和第二锁紧螺母固定的第一缓冲弹簧。
[0013]进一步地，所述岩心管接头与上密封接头连接处装有调整螺母，用于调节岩心管部分相对于保压管的轴向位置。
[0014]进一步地，所述岩心管部分包括上岩心管和下岩心管两部分，上岩心管和下岩心管通过螺纹连接，上岩心管管壁厚度大于下岩心管的管壁厚度。
[0015]进一步地，所述下岩心管底端通过螺纹连接卡簧座，其内部装有卡簧，下岩心管自上而下依次穿过弹簧坐环、推力弹簧、推力弹簧座、上球阀座、球阀、下球阀座、第二缓冲弹簧、缓冲弹簧座和扶正接头，推力弹簧处于压缩状态，向上推动弹簧坐环坐于中管内台阶之上，向下套在推力弹簧座上，推力弹簧座顶在上球阀座上，上球阀座和下球阀座中间装有球阀，球阀内部有通孔，径向两端削平并装有球阀限位销，球阀和球阀座装在限球管之内，限球管向上通过螺纹与中管相连，连接处装有密封圈，限球管上开有限位槽，向下通过螺纹连接扶正接头，扶正接头上端装有套着第二缓冲弹簧的缓冲弹簧座，进而与下球阀座相连，扶正接头向外坐于第二悬挂环之上，第二悬挂环装在下扩孔器和钻头连接处上部，下扩孔器和钻头连接方式为螺纹连接。
[0016]进一步地，所述钻头获取岩矿心的直径在～mm之间。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0018]本技术提供的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，针对大直径提钻取心导致的岩心中气体的逸散，从而无法准确评价目标地层的储气量难题，采用定位机构定位、投球触发提动机构、带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管的密闭，隔绝环境变化，通过提升钻杆，提取地层岩矿心，取心直径可以达到85～150mm。采用提钻取心降低了保压取心对钻具的要求，不用额外改变现有的钻具组合。同时，井底原位保压取心可以确保岩心性质与地层深度相匹配的准确度。采用球阀密封，并在关键部位设置密封圈，保证良好的密封性和保压效果，进一步实现岩心的井底原位保真开采，特别满足在某些气体矿藏勘探时，对钻具保压密封性能要求。本技术可应用于煤层气、页岩气、天然气水合物和常规的油气勘探取心等领域。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术实施例提供的提钻式大直径井底原位保压取心钻具的结构示意图。
[0021]图2为本技术实施例提供的提钻式大直径井底原位保压取心钻具处于正常下
管取心状态的结构示意图。
[0022]图3为本技术实施例提供的提钻式大直径井底原位保压取心钻具处于投球回收取心状态的结构示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1‑
限位销；2
‑
外管；3
‑
溢流孔；4
‑
座管；5
‑
起拔弹簧；6
‑
弹簧心轴；7
‑
泥浆出水孔；8
‑
弹簧座；9
‑
连接轴；10
‑
上推力球轴承；11
‑
轴承套；12
‑
连接管；13
‑
铜套；14
‑
下推力球轴承；15
‑
第一垫片；16
‑
第一锁紧螺母；17
‑
上扩孔器；18
‑
测压管；19
‑
悬挂套；20
‑
单动铜套；21
‑
第一悬挂环；22
‑
变径接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，包括定位机构、提动机构、保压机构和钻头，所述定位机构定位后，通过投球触发提动机构带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管的密闭，并通过提升钻头随钻杆一同做回转运动获取岩矿心。2.根据权利要求1所述的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，所述定位机构包括外管(2)、座管(4)、弹簧心轴(6)、连接轴(9)、连接管(12)、上扩孔器(17)和下扩孔器(47)；所述外管(2)向上连接上部钻杆，向下通过螺纹连接连接管(12)，在连接处装有弹簧座(8)，其上坐有起拔弹簧(5)，正常下放取心状态下，起拔弹簧(5)处于压缩状态，通过限位销(1)限制座管(4)和弹簧心轴(6)上行，进而限制起拔弹簧(5)伸长；座管(4)和弹簧心轴(6)通过焊接相连，弹簧心轴(6)向下通过螺纹连接连接轴(9)，上扩孔器(17)通过螺纹向上连接连接管(12)。3.根据权利要求2所述的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，所述座管(4)上开有溢流孔(3)。4.根据权利要求2所述的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，所述弹簧心轴(6)上开有泥浆出水孔(7)。5.根据权利要求2所述的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，所述提动机构包括上推力球轴承(10)、铜套(13)、下推力球轴承(14)以及悬挂套(19)和单动铜套(20)，所述推力球轴承(10)、铜套(13)、下推力球轴承(14)和悬挂套(19)从上到下依次套在连接轴(9)上，并通过第一垫片(15)和第一锁紧螺母(16)实现限制和固定。6.根据权利要求5所述的提钻式大直径井底原位保压取心钻具，其特征在于，所述保压机构包括测压管(18)、保压管(26)和球阀(39)，连接轴(9)的轴承段外部装有轴承套(11)，轴承套(11)向下通过螺纹连接测压管(18)，测压管(18)穿过变径接头(22)，变径接头(22)向下通过螺纹连接中管(25)，向外通过悬挂套(19)、单动铜套(20)和第一悬挂环(21)坐于上扩孔器(17)之上，上扩孔器(17)通过螺纹向下连接保压管(26)，测压管(18)向下通过螺纹连接上密封接头(24)，连接处装...
【专利技术属性】
技术研发人员：马银龙，孙志刚，陈宝义，熊洪威，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。