專利名稱：一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及石油鉆井中的一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置。
背景技術(shù)：
相關(guān)專利及論文文獻(xiàn)1.一種繩索取心鉆具，申請?zhí)?0210623.6，公開號CN2063575U，
公開日期1990年10月10日。
2.繩索取心鉆具，申請?zhí)?0104841.0，公開號CN1049542A，
公開日期1991年2月27日。
3.繩索取心工具上的一種卡心裝置，申請?zhí)?6245364.1，公開號CN2274688Y，
公開日期1998年2月18日。
4.MS-Φ215繩索取心鉆具在煤層氣井中的應(yīng)用，煤田地質(zhì)與勘探，1996年，V24，N5。
5.煤成氣井取心技術(shù)實(shí)踐及認(rèn)識，石油鉆探技術(shù)，1998年，V26，N2。
煤層氣井取煤心技術(shù)探討，石油鉆采工藝，1998年，V20，N3。國內(nèi)常用的繩索取心工具，從直徑大小來說，主要有φ46、φ59、φ70、φ89、φ102、φ114、φ215等系列，綜合分析這些繩索取心工具，發(fā)現(xiàn)它們的共同缺陷是沒有可靠的卡心、護(hù)心裝置，基本上都是僅靠卡簧或爪簧來卡斷和保護(hù)巖礦心，取心時在快速上提過程中很容易造成巖礦心從取心筒中脫落的現(xiàn)象，滿足不了煤層氣和常規(guī)石油、天然氣鉆井對巖礦心收獲率的要求。特別是，當(dāng)遇到松散、破碎地層時，取心效果很差，往往出現(xiàn)空筒，造成單次取心收獲率為零的嚴(yán)重后果。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，使其既能滿足采取完整巖礦心的技術(shù)要求，又能滿足采取松散破碎地層甚至粉煤地層的收獲率要求。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括彈卡擋頭1、打撈矛頭2、彈卡板3、彈卡室4、懸掛環(huán)5、座環(huán)6、軸承7、鋼球8、外管9、調(diào)節(jié)螺母10、扶正環(huán)11、膠帶12、扶正器13、內(nèi)筒14、帶爪簧的卡簧15、卡簧及卡簧座16、護(hù)心擋板17，該裝置的端部設(shè)有彈卡擋頭1，外管9內(nèi)有打撈矛頭2，彈卡室4內(nèi)裝有有彈卡板3，座環(huán)6上有懸掛環(huán)5，外管9內(nèi)分別設(shè)有軸承7、鋼球8、調(diào)節(jié)螺母10，扶正器13內(nèi)有扶正環(huán)11，內(nèi)筒14內(nèi)側(cè)有膠帶12，內(nèi)筒14內(nèi)的卡簧及卡簧座16上座落有帶爪簧的卡簧15，在卡簧座16下安裝有護(hù)心擋板17。
本實(shí)用新型還采用了如下技術(shù)方案護(hù)心擋板17 1/4圓弧的設(shè)計，且至少一片。
護(hù)心擋板17通過鉚釘19偏心鉚在卡簧座16上，并能繞轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)。
護(hù)心擋板17分兩層均勻布置，每個擋板17與卡簧座16的接觸面上同時鉚有小簧片18。
本實(shí)用新型所提供的卡心、護(hù)心裝置可以適應(yīng)各種地層的取心作業(yè)，甚至對極為松散破碎的粉煤地層巖礦心收獲率也相當(dāng)高。其設(shè)計合理，動作靈活，工作可靠，進(jìn)入巖心筒的巖礦心即便在快速上提過程中也不會脫落，從而確保鉆井取心時能獲得很高的巖礦心收獲率。


圖1為本實(shí)用新型的上部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本實(shí)用新型下部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為護(hù)心擋板17的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4位護(hù)心擋板17的位置和工作原理示意圖。
具體實(shí)施方案如圖1、圖2、圖3所示，為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的任務(wù)，在現(xiàn)有繩索取心工具的卡心裝置的基礎(chǔ)上，添加一個專門設(shè)計的擋板式護(hù)心裝置。鉚有爪簧的卡簧15和卡簧座16聯(lián)合作用起卡斷巖心作用卡簧15與巖礦心之間有一定的預(yù)摩擦力，取心時卡簧15在該預(yù)摩擦力作用下沿其軸線下移，因卡簧15與卡簧座16為錐面接觸，故在下移過程中使卡簧15收縮，從而在卡簧15與巖芯間產(chǎn)生更大的摩擦，直至拉斷巖芯。為防止松散破碎地層，特別是粉煤地層取心時巖礦心的脫落從而影響收獲率，在卡簧座16下設(shè)計了6片的護(hù)心擋板17，這些護(hù)心擋17板通過鉚釘19偏心鉚在卡簧座16上，并能繞轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)，6片護(hù)心擋板17分兩層均勻布置，每個擋板17與卡簧座16的接觸面上同時鉚有能產(chǎn)生張力的小簧片18。鉆進(jìn)過程中，在巖礦心的推力作用下，護(hù)心擋板17克服小簧片18張力和偏心重力，貼在卡簧座16的內(nèi)壁上，使巖礦心能順利進(jìn)入內(nèi)筒14?？ɑ?5卡斷巖礦心后，護(hù)心擋板17在其偏重及簧片18張力作用下，迅速繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90°，并橫在卡簧座16內(nèi)從而將松散破碎的巖礦心托住。這樣，護(hù)心擋板17與爪簧15聯(lián)合作用可以實(shí)現(xiàn)采取各種巖礦心的“雙保險”作用，從而避免在上提過程中巖礦心的脫落。
本實(shí)用新型實(shí)例中使用直徑為φ215mm的大直徑取心鉆頭和5″內(nèi)平鉆桿或已將接頭內(nèi)徑鏜至φ100mm的5 1/2″內(nèi)加厚鉆桿，因此，可以用于常規(guī)石油、天然氣以及煤層氣等勘探開發(fā)井的快速取心作業(yè)，并且取心后可以直接進(jìn)行正常鉆進(jìn)，不需要進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)。
圖3是護(hù)心擋板結(jié)構(gòu)示意圖。它主要有擋板17、簧片18、簧片鉚釘19以及轉(zhuǎn)軸等組成。擋板17特殊的1/4圓弧設(shè)計，使其繞轉(zhuǎn)軸可以自由旋轉(zhuǎn)，但只能旋轉(zhuǎn)90°。
如圖4所示，下鉆時，護(hù)心擋板17在小簧片18張力和偏心重力作用下，處于圖4中的b位置。鉆進(jìn)時，巖礦心克服小簧片18張力和偏心重力，使擋板17緊緊貼在卡簧15內(nèi)壁上，處于圖4中的a位置，從而使巖礦心能夠順利進(jìn)入取心內(nèi)筒14。鉆達(dá)要求的進(jìn)尺后，稍微上提鉆柱就可利用卡簧15和卡簧座16的聯(lián)合作用將巖礦心從卡簧15處拉斷，巖礦心被拉斷后護(hù)心擋板17在其偏重及小簧片18張力作用下，迅速翻轉(zhuǎn)90°，橫在取心筒內(nèi)，將巖礦心托住。從而保證了很高的巖礦心收獲率。這種大直徑繩索取心裝置可以適應(yīng)各種地層的取心作業(yè)，甚至對極為松散破碎的粉煤地層其收獲率也非常高，其具有設(shè)計合理，動作靈活，工作可靠，收獲率高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，包括彈卡擋頭(1)、打撈矛頭(2)、彈卡板(3)、彈卡室(4)、懸掛環(huán)(5)、座環(huán)(6)、軸承(7)、鋼球(8)、外管(9)、調(diào)節(jié)螺母(10)、扶正環(huán)(11)、膠帶(12)、扶正器(13)、內(nèi)筒(14)、帶爪簧的卡簧(15)、卡簧及卡簧座(16)、護(hù)心擋板(17)，該裝置的端部設(shè)有彈卡擋頭(1)，外管(9)內(nèi)有打撈矛頭(2)，彈卡室(4)內(nèi)裝有彈卡板(3)，座環(huán)(6)上有懸掛環(huán)(5)，外管(9)內(nèi)分別設(shè)有軸承(7)、鋼球(8)、調(diào)節(jié)螺母(10)，扶正器(13)內(nèi)有扶正環(huán)(11)，內(nèi)筒(14)內(nèi)側(cè)有膠帶(12)，其特征在于內(nèi)筒(14)內(nèi)的卡簧及卡簧座(16)上座落有帶爪簧的卡簧(15)，卡簧座(16)下安裝有護(hù)心擋板(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，其特征在于護(hù)心擋板(17)圓弧設(shè)計，且至少一片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，其特征在于護(hù)心擋板(17)通過鉚釘(19)偏心鉚在卡簧座(16)上，并能繞轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，其特征在于護(hù)心擋板(17)分兩層均勻布置，每個擋板(17)與卡簧座(16)的接觸面上同時鉚有小簧片(18)。
專利摘要一種石油鉆井上使用的大直徑繩索取心工具上的卡心、護(hù)心裝置，包括內(nèi)筒14、帶爪簧的卡簧15、卡簧及卡簧座16、護(hù)心擋板17等，內(nèi)筒14內(nèi)的卡簧及卡簧座16上座落有帶爪簧的卡簧15，在卡簧座16下安裝有護(hù)心擋板17，所提供的卡心、護(hù)心裝置可以適應(yīng)各種地層的取心作業(yè)，甚至對極為松散破碎的粉煤地層巖礦心收獲率也相當(dāng)高，動作靈活，工作可靠，進(jìn)入巖心筒的巖礦心即便在快速上提過程中也不會脫落，從而確保鉆井取心時能獲得很高的巖礦心收獲率。
文檔編號E21B25/00GK2707945SQ200420064429
公開日2005年7月6日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者宋生印, 唐勝利, 劉風(fēng)琴 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所