一种随钻取心的钻进系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于一种随钻取心的钻进系统，涉及石油天然气钻井作业过程中的取心施工的工具，属于钻井取心工具的设计制造技术领域。本钻进系统由打捞机构和补心机构组成，打捞机构由打捞筒和打捞头组成；补心机构由弹卡装置、补心杆组件和补心钻头组成。本实用新型专利技术的目的是为了克服目前常规取心工具的起下次数太多、夹层取心和连续取心效率低、岩心质量较差等不足，采用取心和全面钻进交替进行的技术，设计了一种具有随钻随取特点的随钻取心工具，可以实现不起钻交替实施钻进和取心，节约了时间，提高了效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油天然气钻井作业过程中的施工工具，属于钻井取心工具的设计制造

技术介绍
公开号为CN1730898，公开日为2006年2月8日的中国专利文献公开了一种在地质勘探、石油钻井、科学钻探等行业中使用的取心钻进系统，特别是在坚硬岩石、深孔中的取心钻进的井底马达和冲击器驱动的组合式取心钻进系统。该系统包括取心工具和取心钻头，取心工具的下端和取心钻头相连接，还包括井底马达和冲击器，井底马达驱动轴的下端和冲击器的上端连接，冲击器的下端和取心工具的上端连接，井底马达给取心工具及取心钻头提供碎岩扭矩，冲击器给取心工具及取心钻头提供碎岩冲击力。该钻进系统不仅能取心钻进，而且能节约能源、降低钻杆柱的磨损、提高回次取心钻进长度、防止钻孔孔斜。以上述专利文献为代表的常规取心钻进工具，无论是双筒取心工具，还是特殊的取心工具，由于取心工具是连接在钻具上的，所以，在钻取一段岩心后都要将钻具全部取出，才能取出钻取的岩心，然后再次下入钻具进行下一段岩心的钻取，如果遇到间断取心，还要在两次取心之间下入一次钻头和钻柱；因此传统的取心较为费事费工。目前的常规取心工具的缺点是:1、起下钻具次数多，因此劳动强度大，非钻时间长，钻头在升降过程中的拧卸、碰撞的机会及扫孔时的磨损较多。井越深，钻具越长，这个缺点越明显。2、在地层难于控制或取心点不易确定的区域，采用常规取心工具容易漏取岩心3、夹层取心和连续取心时，大部分时间用于起下钻，取心效率低。4、岩心暴露时间长,影响岩心质量,特别是在页岩地层取心时，常规页岩取心技术由于起下钻时间长，采用现有常规取心技术页岩气不容易保留，很难获取真实的地质资料。
技术实现思路
为了克服目前常规取心工具的起下钻次数太多、夹层取心和连续取心效率低、岩心质量较差等不足，本技术提出了一种适用于随钻取心的钻进系统，可以实现不起钻交替实施钻进和取心，节约了时间，提高了效率。本技术是通过采用下述技术方案实现的:一种随钻取心的钻进系统，包括打捞机构和补心机构，其特征在于:所述的打捞机构主要由打捞筒和打捞头构成；所述打捞筒中设置有提环、脱卡筒、套筒、拉杆、捞钩架和捞钩；在提环与套筒之间设置有压帽、推力轴承、止动垫圈和过渡接头、套筒内设置有剪销接头；其中:提环的一端穿过压帽与推力轴承和止动垫圈进行固定，过渡接头和压帽连接，过渡接头和剪销接头连接；剪销接头和套筒连接，捞钩架和拉杆连接；捞钩连接在捞钩架上，在捞钩的端部设置有压缩弹簧，捞钩架的一端有连接螺纹；脱卡筒套在套筒的外面，脱卡筒的一端套在捞钩的尾端；打捞头包括捞矛头和捞矛座，在捞矛头与捞矛座之间设置有弹簧，弹簧设置在弹簧座内，弹簧和弹簧座装在捞矛头内，捞矛头与捞矛座连接固定；所述捞钩与打捞头的捞矛头连接；捞矛座尾端连接所述补心机构的回收管。所述打捞机构还包括有位于推力轴承和止动垫圈之间的垫片，止动垫圈和垫片经螺母固定。所述过渡接头和压帽通过螺纹连接，过渡接头和剪销接头通过安全销连接，剪销接头和套筒通过螺纹连接，捞钩架和拉杆通过螺纹连接；捞钩通过弹性圆柱销一连接在捞钩架上，捞矛头与捞矛座由弹性圆柱销二连接固定。所述的补心机构主要由弹卡机构、补心杆组件和补心钻头构成，所述弹卡机构包括回收管、弹卡钳、弹卡座，弹卡架和挂环接头，弹卡机构是设置在弹卡腔体中的；在弹卡钳上设置有张簧，弹卡架的一端连接在回收管的后端，另一端与挂环接头连接，弹卡钳的尾段固定在弹卡座上，弹卡座固定在回收管上，弹卡座位于弹卡钳和弹卡架之间，捞矛座和回收管之间通过弹性圆柱销三连接。所述弹卡机构还包括有圆柱销，弹性圆柱销四和弹性圆柱销五，弹性圆柱销四将弹卡钳的尾段固定在弹卡座上，弹卡座经圆柱销固定在回收管上，弹性圆柱销五穿过回收管和弹卡架的椭圆销孔对弹卡架实施定位。所述补心杆组件主要由上补心杆和下补心杆组成，下补心杆的一端和上补心杆通过螺纹连接，下补心杆的另一端连接补心钻头，补心钻头的端头设置有与绳索取心钻头内腔啮合配合的齿形结构，所述上补心杆的一端连接弹卡机构的挂环接头。所述上补心杆的一端开有内螺纹，内螺纹与弹卡机构挂环接头的外螺纹连接。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果如下:1、本技术中，由打捞机构和补心机构构成的一种随钻取心的钻进系统，其打捞机构主要由打捞筒和打捞头构成，捞矛座尾端连接所述补心机构的回收管，这样的结构方式，通过钢丝绳下放取心机构，通过弹卡机构进行锁紧，然后进行取心作业，当需要全面钻进时，通过钢丝绳下放补心机构替换取心机构，从而实现了全面钻进作业。实现了不起钻交替实施钻进和取心，节约了时间，提高了效率。2、本技术中，打捞机构采用“打捞机构主要由打捞筒和打捞头构成；所述打捞筒中设置有提环、脱卡筒、套筒、拉杆、捞钩架和捞钩；在提环与套筒之间设置有压帽、推力轴承、止动垫圈和过渡接头、套筒内设置有剪销接头；其中:提环的一端穿过压帽与推力轴承和止动垫圈进行固定，过渡接头和压帽连接，过渡接头和剪销接头连接；剪销接头和套筒连接，捞钩架和拉杆连接；捞钩连接在捞钩架上，捞钩架的一端有连接螺纹；脱卡筒套在套筒的外面，脱卡筒的一端套在捞钩的尾端”这样特定的结构形式，采用绳索式上提下放，可以实现不起钻交替实施钻进和取心，节约了时间，提高了效率。3、本技术中，打捞机构还包括有位于推力轴承和止动垫圈之间的垫片，止动垫圈和垫片经螺母固定，通过增加垫片，能够使提环的与推力轴承和止动垫圈的固定更为牢靠，且止动垫圈所发挥的止动效果更好。4、本技术中，采用弹性圆柱销这样的特定的连接件来连接各个部件，使本技术具备良好的弹性及抗剪切力。5、本技术中，采用弹卡机构这样具体的结构形式，能够使弹卡钳对补心机构内部组件进行扶正，并防止补心机构上窜。6、本技术中，设置的补心杆组件的效果是:下端接有补心钻头，实现了对绳索取心钻头的中空结构进行填补，使其转化成全面钻进钻头；补心杆组件下部的齿形结构与专用绳索取心钻头内腔的齿形结构啮合，实现了扭矩的传递。附图说明下面将结合说明书附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明，其中:图1是本技术打捞筒的结构示意图。图2是本技术实施全面钻进的工具连接示意图。图3是本技术打捞头的结构示意图。图4是本技术打捞筒与打捞头的连接示意图。图5是本技术弹卡机构的结构示意图。图6是本技术补心杆组件的结构示意图。图中标记:1、提环，2、压帽，3、推力轴承，4、垫片，5、止动垫圈，6、螺母，7、过渡接头，8、安全销，9、剪销接头，10、脱卡筒，11、套筒，12、拉杆，13、捞钩架，14、压缩弹簧，15、捞钩，16、弹性圆柱销一，17、上接头18、打捞机构，19、弹卡钳，20、弹卡腔体，21、补心杆组件，23、捞矛头，24、弹簧，25、弹簧座，26、弹性圆柱销二，27、捞矛座，28、弹性圆柱销三，29、回收管，30、张簧，31、弹性圆柱销四，32、圆柱销，33、弹卡座，34、弹性圆柱销五，35、弹卡架，36、挂环接头，37、补心杆组件，38、上补心杆，39、下补心杆，40、补心钻头，41、打捞头。具体实施方式实施例1作为本技术的一较佳实施方式，参见说明书附图1，附图3和附图4，本技术公开了一种随钻取心的钻进系统，包括打本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻取心的钻进系统，包括打捞机构和补心机构，其特征在于：所述的打捞机构主要由打捞筒和打捞头构成；所述打捞筒中设置有提环（1）、脱卡筒（10）、套筒（11）、拉杆（12）、捞钩架（13）和捞钩；在提环（1）与套筒（11）之间设置有压帽（2）、推力轴承（3）、止动垫圈（5）和过渡接头（7）、套筒（11）内设置有剪销接头（9）；其中：提环（1）的一端穿过压帽（2）与推力轴承（3）和止动垫圈（5）进行固定，过渡接头（7）和压帽（2）通过螺纹连接，过渡接头（7）和剪销接头（9）通过安全销（8）连接；剪销接头（9）和套筒（11）通过螺纹连接，捞钩架（13）和拉杆（12）通过螺纹连接；捞钩连接在捞钩架（13）上，在捞钩的端部设置有压缩弹簧（14），捞钩架（13）的一端有连接螺纹；脱卡筒（10）套在套筒（11）的外面，脱卡筒（10）的一端套在捞钩的尾端；打捞头包括捞矛头（23）和捞矛座（27），在捞矛头（23）与捞矛座（27）之间设置有弹簧，弹簧设置在弹簧座内，弹簧和弹簧座装在捞矛头（23）内，捞矛头（23）与捞矛座（27）连接固定；所述捞钩与打捞头的捞矛头（23）连接；捞矛座（27）尾端连接所述补心机构的回收管（29）。...

【技术特征摘要】
1.一种随钻取心的钻进系统，包括打捞机构和补心机构，其特征在于:所述的打捞机构主要由打捞筒和打捞头构成；所述打捞筒中设置有提环(I)、脱卡筒(10)、套筒(11)、拉杆(12)、捞钩架(13)和捞钩；在提环(I)与套筒(11)之间设置有压帽(2)、推力轴承(3)、止动垫圈(5)和过渡接头(7)、套筒(11)内设置有剪销接头(9);其中:提环(I)的一端穿过压帽(2)与推力轴承(3)和止动垫圈(5)进行固定，过渡接头(7)和压帽(2)通过螺纹连接，过渡接头(7)和剪销接头(9)通过安全销(8)连接；剪销接头(9)和套筒(11)通过螺纹连接，捞钩架(13)和拉杆(12)通过螺纹连接；捞钩连接在捞钩架(13)上，在捞钩的端部设置有压缩弹簧(14)，捞钩架(13)的一端有连接螺纹；脱卡筒(10)套在套筒(11)的外面，脱卡筒(10)的一端套在捞钩的尾端；打捞头包括捞矛头(23)和捞矛座(27)，在捞矛头(23)与捞矛座(27)之间设置有弹簧，弹簧设置在弹簧座内，弹簧和弹簧座装在捞矛头(23)内，捞矛头(23)与捞矛座(27)连接固定；所述捞钩与打捞头的捞矛头(23)连接；捞矛座(27)尾端连接所述补心机构的回收管(29 )。2.根据权利要求1所述的一种随钻取心的钻进系统，其特征在于:所述打捞机构还包括有位于推力轴承(3)和止动垫圈(5)之间的垫片(4)，止动垫圈(5)和垫片(4)经螺母(6)固定。3.根据权利要求1或2所述的一种随钻取心的钻进系统，其特征在于:所述捞钩通过弹性圆柱销一(16)连接在捞钩架(13)上，捞矛头(23)与捞矛座(27)由弹性圆柱销二(26)连接固...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，伍贤柱，陈晓彬，刘彬，胡畔，付晓平，何超，邓元洲，卢记坡，李伟成，陈文才，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：