一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具制造技术

本发明专利技术涉及石油、天然气勘探取芯技术领域，更具体地，涉及一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，包括内管总成和外管总成，内管总成位于外管总成的内部，内管总成包括悬挂机构、内筒及锁芯机构；内筒的一端与悬挂机构相连接，内筒的另一端与锁芯机构相连接；悬挂机构包括与内筒相连接的分水接头和设于内筒上用于释放内筒压力的安全泄压阀装置。本发明专利技术整体结构设置简单合理，工作稳定性好，岩芯收货率高，能够快速、高效的完成取芯作业，可适用于超高温高压井的钻井取芯工作。超高温高压井的钻井取芯工作。超高温高压井的钻井取芯工作。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具


[0001]本专利技术涉及石油、天然气勘探取芯
，更具体地，涉及一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具。

技术介绍

[0002]取芯作业是油气田勘探开发的重要一环，通过钻井取芯获取的岩芯可以直观地获得储层岩芯、物性、矿物成分、地层强度、可钻性等第一手资料。而目前从超高温高压井中钻井取芯仍然存在很多困难，主要是由于超高温高压油气田存在高温、高压、易漏、井底循环ECD窗口窄等复杂井筒状况，造成取芯工具选型的困惑。
[0003]常规取芯工具使用过程中需要投球作业导致无法使用内防喷工具，而使用翻板式止回阀代替箭式止回阀，增加了井控风险；另外常规取芯工具内外筒环空间隙小，影响堵漏材料选择；取芯筒螺旋形扶正器与井筒环空间隙小，增加了钻井卡钻风险，同时体积较大易抽吸诱发各类井下复杂情况；常规的取芯工具的工具材质、操作安全性也难以适用于超高温高压井。
[0004]如公开号为CN203655199U的中国专利公开了一种安全泄压的密闭取芯工具，包括外筒、内筒等，密封组件设于内筒底部，密封组件连接于内筒内壁、岩芯爪组件内壁或者取芯钻头内壁，密封组件通过至少一个定位构件与取芯钻头内壁，接头组件上开有泄压孔，泄压孔位于第二流通孔的下侧，泄压孔连通外筒和内筒，用于泄掉岩芯在进入内筒时突增的压强；虽然所述专利通过泄压孔连通了内筒和外筒的空间，避免内筒在封闭空间中出现憋压，提供了取芯工具的使用安全性，但是将该取芯工具应用于超高温高压井中进行钻井取芯仍有很多不适。

技术实现思路

>[0005]本专利技术为克服上述现有技术所述的常规取芯工具需要投球作业，操作不安全，无法适用超高温高压井的技术问题，提供一种使用方便，操作安全性高，适用于超高温高压井钻井用的取芯工具。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，包括内管总成和外管总成，所述内管总成位于所述外管总成的内部，所述内管总成包括悬挂机构、内筒及锁芯机构；所述内筒的一端与所述悬挂机构相连接，所述内筒的另一端与所述锁芯机构相连接；所述悬挂机构包括与内筒相连接的分水接头和设于所述内筒上用于释放内筒压力的安全泄压阀装置。
[0007]本专利技术的外筒外接外部钻具，外部钻具带动外筒转动，并将钻压传递给外筒底部连接的钻头，岩芯可通过锁芯机构进入内筒中，以实现取芯操作，钻取岩心时，部分钻井液流体从钻头处流进内筒，在水压的作用下，钻井液流体流至内筒上端，并通过分水接头流入内筒和外筒的环空，当内筒圈闭压力高于井筒压力时，安全泄压阀装置可释放内筒的压力，进而可提高取芯工具使用的安全性。
[0008]优选的，所述外管总成包括上接头、外筒及钻头；所述外筒的一端与所述上接头相连接，所述外筒的另一端与所述钻头相连接。
[0009]优选的，所述连接轴上连接有用于调节锁芯机构与钻头轴向间隙的差值调节短节结构。
[0010]优选的，所述差值调节短节结构包括与所述连接轴相连的调节轴和套设于所述调节轴且可螺纹移动的调节套；所述调节套与所述分水接头相连接；所述调节轴上设有用于对所述调节套的位置进行固定的限位结构。
[0011]优选的，所述限位结构包括设于所述调节轴上的键槽、可在所述键槽内滑动的止退环、设于所述调节套上的豁口及用于止动的锁紧备冒；所述止退环上设有与键槽滑动连接的第一凸起和可与所述豁口插接配合的第二凸起；所述锁紧备冒套接在所述调节轴上，且与所述调节轴螺纹连接。
[0012]优选的，所述安全泄压阀装置包括底座、比例卸荷阀及安全爆破阀；所述比例卸荷阀和所述安全爆破阀均设置在所述底座上。
[0013]优选的，所述连接轴上还设有用于起缓冲作用的弹簧组和用于减小内筒和外筒之间的摩擦阻力的轴承。
[0014]优选的，所述弹簧组由3
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5组蝶形弹簧串联构成；所述轴承采用双轴承设置。
[0015]优选的，所述锁芯机构为岩芯爪。
[0016]优选的，所述分水接头和安全泄压阀装置之间还设有用于在发生堵芯时进行报警的堵芯报警短节。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1)本专利技术整体结构设置简单合理，工作稳定性好，岩芯收货率高，能够快速、高效的完成取芯作业，且对工具的材质进行了改进，可适用于超高温高压井的钻井取芯工作，具有非常高的实际应用价值；
[0019]2)本专利技术连接轴上设置了弹簧组，当取芯工具在取芯钻进时存在轴向振动，弹簧组可起到较好的缓冲作用，避免或减小振动带来的内筒轴向运动幅度，大大提高取芯工具工作的稳定性；另外轴承采用双轴承设置，能够更好的扶正内筒，减少岩芯进入内筒的阻力；
[0020]3)本专利技术安全泄压阀装置并联设置了两个泄压阀，当其中一个失效时，可通过另外一个继续释放内筒压力，可大大提高取芯工具的安全性，且当整个安全泄压阀装置失效后，在地面拆解取芯工具前，可使用专用扳手手动破坏安全泄压阀装置释放内筒压力保证地面操作的安全性；
[0021]4)本专利技术在发生堵芯时，内筒受向上的推力，通过改变内筒顶部的流道大小来改变取芯工具的压耗，当压力升高反馈至地面管汇的压力表上，取芯工程师可以判断井下复杂情况并及时采取割芯起钻确保岩芯收获率；
[0022]5)本专利技术差值调节短节结构可调节锁芯机构和钻头的轴向间隙，使得锁芯机构与钻头内腔台阶面轴向间隙最优化，在保证钻头内腔扶正内筒的情况下保持流道畅通；
[0023]6)本专利技术连接轴、差值调节短节结构、安全泄压阀装置及堵芯报警短节均为短节，可根据实际使用需求，进行增减，使用非常方便，可进一步提高取芯工具的适用性。
附图说明
[0024]图1是本专利技术钻井用取芯工具的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术差值调节短节结构的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术止退环的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术钻头和锁芯机构的结构示意图；
[0028]图5是本专利技术堵芯报警短节的结构示意图；
[0029]图6是本专利技术钻头的另一角度的结构示意图；
[0030]图7是本专利技术的安全泄压阀装置的结构示意图。
[0031]附图中：1
‑
内管总成；2
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外管总成；21
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上接头；22
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外筒；23
‑
钻头；231
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布齿；232
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内流道；233
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外流道；3
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悬挂机构；31
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连接轴；32
‑
分水接头；321
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旁通孔；321
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旁通孔；33
‑
弹簧组；34
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轴承；4
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内筒；5
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锁芯机构；6
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安全泄压阀装置；61
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底座；62
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，包括内管总成(1)和外管总成(2)，所述内管总成(1)位于所述外管总成(2)的内部，其特征在于：所述内管总成(1)包括悬挂机构(3)、内筒(4)及锁芯机构(5)；所述内筒(4)的一端与所述悬挂机构(3)相连接，所述内筒(4)的另一端与所述锁芯机构(5)相连接；所述悬挂机构(3)包括与内筒(4)相连接的分水接头(32)和设于所述内筒(4)上用于释放内筒(4)压力的安全泄压阀装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，其特征在于：所述外管总成(2)包括上接头(21)、外筒(22)及钻头(23)；所述外筒(22)的一端与所述上接头(21)相连接，所述外筒(22)的另一端与所述钻头(23)相连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，其特征在于：所述分水接头(32)连接有连接轴(31)；所述连接轴(31)上连接有用于调节锁芯机构(5)与钻头(23)轴向间隙的差值调节短节结构(7)。4.根据权利要求3所述的一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，其特征在于：所述差值调节短节结构(7)包括与所述连接轴(31)相连的调节轴(71)和套设于所述调节轴(71)且可移动的调节套(72)；所述调节套(72)与所述分水接头(32)相连接；所述调节轴(71)上设有用于对所述调节套(72)的位置进行固定的限位结构(8)。5.根据权利要求4所述的一种适用于超高温高压井钻井用取芯工具，其特征在于：所述限位结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炎军，吴江，张万栋，罗鸣，陈江华，张超，肖平，李文拓，彭巍，韩成，郭伟，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司海南分公司，
类型：发明
国别省市：