專利名稱：全封閉取心工具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉆井過程中的全封閉取心工具，它包括如下幾個結構特征提升機構、安全接頭、旋轉接頭、穩定器、外筒、內筒、襯管、全封閉巖心爪和取心鉆頭。
在《國外鉆井技術》1988年第3期第12頁中公開了一種全封閉取心工具。它是為在墨西哥灣格林峽谷地帶的未固結砂巖中取心而設計的。由常規巖心筒、聚乙烯襯套、全封閉巖心爪和水力舉升機構組成。這種取心工具在取心鉆進之后，才能把塑料球泵入井下，使水力舉升機構向上運動，提起內部的鋼襯套，將全封閉巖心爪暴露于外，這時，巖心爪才能發揮作用。為達此目的，要求在泥漿管線上開一個口，以便把塑料球放入泥漿管線內。但是，一般不允許在高壓泥漿管線上隨便開口，一個原因是要影響它的強度，另一個原因是要增加工作量。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種改進的全封閉取心工具。這種全封閉取心工具采用了機械提升機構，不必在高壓泥漿管線上開口。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種全封閉取心工具，它的上端具有一個提升機構。該提升機構外部的下端依次連接有一個安全接頭、一個穩定器、一根外筒、另一個穩定器和一個取心鉆頭。該提升機構內部的下端依次連接有一個旋轉接頭、一根內筒和一個全封閉巖心爪。一根襯管裝在內筒里面。所述安全接頭主要由上接頭、下接頭及安裝在兩個接頭的圓錐面之間的摩擦環組成。所述旋轉接頭的懸掛心軸通過連接在其上的懸掛螺母懸掛在軸承盒里面的軸承上面，鋼環位于懸掛心軸下端的閥座上。所述全封閉巖心爪有一個由屏蔽套、外套和滑座組成的兩端封閉的環形空間，環形空間的上部有四塊爪片鉸接在爪片座之上，壓縮彈簧作用于爪片的斜面，六塊摩阻滑塊位于滑座的燕尾槽內。其特殊之處在于提升機構采用機構提升機構。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到提升機構包括一對互相配合的外花鍵和內花鍵。由兩個半環組成的限位環裝在外花鍵的環形槽內。三個受壓縮彈簧作用的鎖銷分別裝在外花鍵上沿周邊均布的三個圓孔內。缸筒座連接在外花鍵的下端，缸筒位于缸筒座內的臺肩上，活塞的上部和下部分別與缸筒座和缸筒的內表面滑動配合，并在缸筒與活塞的配合處用一顆可剪斷的銷連接著。塑料球位于活塞下端的閥座上，三個受壓縮彈簧作用的鎖銷分別位于缸筒座上沿周邊均布的三個圓孔內，其小端穿過彈簧支撐套上的小圓孔，被連接在內花鍵下端的接頭的露出端面檔住。
本實用新型相比現有技術具有如下優點由于采用了機械提升機構，投塑料球的時間是在洗井之后，取心之前。這時，可將鉆柱提起來，卸開鉆桿接頭，把塑料球投入鉆桿內，然后泵入井下。不必在高壓泥漿管線上開口。而現有技術采用的是水力舉升機構，投塑料球的時間是在取心鉆進之后。若將鉆柱提起來，由于未投塑料球，水力舉升機構不能運動，巖心爪仍然隱蔽在鋼襯套內，不能發揮巖心爪的作用，巖心就會從巖心筒內掉下來。所以，只能在高壓泥漿管線上開口，把塑料球投入管線內，然后泵入井下，從而發揮巖心爪的作用。
附圖
的圖面說明如下附圖是本實用新型的結構示意圖。
本實用新型下面將結合附圖作進一步描述圖中所示的全封閉取心工具，它的上端有一個提升機構。該提升機構包括一對互相配合的外花鍵(1)和內花鍵(2)，由兩個半環組成的限位環(7)裝在外花鍵(1)的環形槽內。三個受壓縮彈簧(4)作用的鎖銷(3)分別裝在外花鍵(1)上沿周邊均布的三個圓孔內，一個密封圈(5)裝在外花鍵(1)的密封槽內。缸筒座(8)用螺紋連接在外花鍵(1)的下端，缸筒(13)位于缸筒座(8)內的臺肩上。活塞(12)的上部和下部分別與缸筒座(8)和缸筒(13)的內表面滑動配合，并在缸筒(13)與活塞(12)的配合處用一顆可剪斷的銷(14)連接著。還有三個受壓縮彈簧(11)作用的鎖銷(10)分別裝在缸筒座(8)上沿周邊均布的三個圓孔內，被裝在缸筒座(8)外面的彈簧支撐套(9)限制住，同時，鎖銷(10)的小端穿過彈簧支撐套(9)的小圓孔，其端部被接頭(6)下端面的露出部份檔住。該接頭(6)用螺紋連接在內花鍵(2)的下端。塑料球(15)在洗井之后，取心之前投入鉆柱內，然后泵入活塞(12)下端的閥座上。這時，泥漿通道被堵塞，活塞(12)在泥漿壓力作用下將銷(14)剪斷，然后下移，使其下部的斜孔外露。泥漿從斜孔內流出，活塞(12)停止下移。與此同時，活塞(12)上部的配合圓柱面脫離鎖銷(10)的大端，在壓縮彈簧(11)的作用下，鎖銷(10)縮進圓孔內，外花鍵(1)解鎖。可以向上滑動，其滑動距離由限位環(7)的位置決定。當外花鍵(1)向上滑動后，三個鎖銷(3)又在壓縮彈簧(4)的作用下進入內花鍵(2)上的環形槽內，又將外花鍵(1)和內花鍵(2)鎖住。
在提升機構外部的接頭(6)下端依次用螺紋連接有一個安全接頭、一個穩定器(37)、一根外筒(34)、另一個穩定器(37)和一個取心鉆頭(48)、在提升機構內部的外花鍵(1)下端依次用螺紋連接有一根短節(23)、一個旋轉接頭、一根內筒(35)和一個全封閉巖心爪，其中內筒(35)里還裝有一根用玻璃鋼制成的襯管(36)。
所述安全接頭中有一個上接頭(20)，用螺紋連接在提升機構的接頭(6)下端。下接頭(21)用螺紋連接在上接頭(20)下部的外圓柱面上。摩擦環(16)安裝在上接頭(20)與下接頭(21)的二圓錐面之間。該摩擦環(16)的兩個圓錐面上加工有鋸齒形齒，兩個齒面在右旋方向上的摩擦系數較大，在左旋方向上的摩擦系數較小。上接頭(20)中部直徑較小的外圓柱面上加工有三個在圓周上均布的小圓孔，每個小圓孔內都安裝有受壓縮彈簧(18)作用的銷(17)，銷(17)的一個端伸進摩擦環(16)的內環形槽內，使摩擦環(16)被鎖在上接頭(20)的外面。密封圈(19)和密封圈(22)分別安裝在上接頭(20)的兩個密封槽內，且與下接頭(21)的內表面接觸。
所述旋轉接頭中有一根懸掛心軸(29)，該懸掛心軸的上部依次安裝有單向推力球軸承(27)、懸掛螺母(26)、制動環(25)和鎖緊螺母(24)，軸承盒(28)裝在單向推力球軸承(27)的外面，其上端的內螺紋與短節(23)下端的外螺紋相連接，懸掛心軸的下部依次安裝有鎖緊螺母(30)、制動環(31)和調節螺母(32)，主要用于調節全封閉巖心爪下端面與取心鉆頭(48)內臺肩面之間的間隙。懸掛心軸的中部有三個沿周邊均布的斜孔。當取心鉆進開始，先于塑料球(15)將鋼球(33)從井口投入懸掛心軸(29)的閥座上，阻止泥漿流進內筒(35)，使其從懸掛心軸(29)中部的斜孔中流出，經內筒與外筒之間的環形空間流入井底。
所述全封閉巖心爪有一個由滑座(47)、外套(40)及屏蔽套(38)組成的兩端封閉的環形空間，其中滑座(47)用螺紋連接在外套(40)的下端，外套(40)的上端用一個可剪斷的銷(39)連接在屏蔽套(38)上端的外圓柱面上。四塊爪片(43)用四根銷(44)鉸接在爪片座(45)上端的銷孔內，且位于環形空間的上部。加壓環(42)楔入爪片(43)與外套(40)之間，壓縮彈簧(41)作用在加壓環(42)的上端面。六塊摩阻滑塊(46)位于滑座(47)的燕尾槽內，可上下滑動，在取心過程中，由于屏蔽套(38)的作用，巖心通過全封閉巖心爪時不會遇阻，能夠順利地進入襯管(36)內。當取心鉆進完畢，就上提鉆柱，剪斷銷(39)，提升機構向上滑動，同時帶動下面的內筒組合件上移，屏蔽套(38)也隨著上移，隱蔽在屏蔽套(38)內的兩種巖心爪暴露于外。若遇堅硬巖心，則下部的摩阻滑塊(46)在下滑的過程中將巖心卡住，并從此處提斷。若遇松軟巖心，則爪片(43)在壓縮彈簧(41)的作用下向內旋轉，將巖心割斷，同時，四塊爪片(43)將內筒(35)的底部封住，使巖心保存在襯管(36)內，并順利地提出井外。
權利要求1.一種全封閉取心工具，它的上端有一個提升機構，該提升機構外部的下端依次連接有一個安全接頭、一個穩定器(37)、一根外筒(34)、另一個穩定器(37)和一個取心鉆頭(48)，該提升機構內部的下端依次連接有一個旋轉接頭、一根內筒(35)和一個全封閉巖心爪，一根襯管(36)裝在內筒(35)的里面，所述安全接頭主要由上接頭(20)、下接頭(21)及安裝在兩個接頭的圓錐面之間的摩擦環(16)組成，所述旋轉接頭的懸掛心軸(29)通過連接在其上的懸掛螺母(26)懸掛在軸承盒(28)里面的軸承(27)上面，鋼球(33)位于懸掛心軸(29)下端的閥座上，所述全封閉巖心爪有一個由屏蔽套(38)、外套(40)和滑座(47)組成的兩端封閉的環形空間，環形空間的上部有四塊爪片(43)鉸接在爪片座(45)之上，壓縮彈簧(41)作用于爪片(43)的斜面，六塊摩阻滑塊(46)位于滑座(47)的燕尾槽內，其特征在于提升機構采用機械提升機構。
2.根據權利要求1所述的全封閉取心工具，其特征在于提升機構包括一對互相配合的外花鍵(1)和內花鍵(2)，由兩個半環組成的限位環(7)裝在外花鍵(1)的環形槽內，三個受壓縮彈簧(4)作用的鎖銷(3)分別裝在外花鍵(1)上沿周邊均布的三個圓孔內，缸筒座(8)連接在外花鍵(1)的下端，缸筒(13)位于缸筒座(8)內的臺肩上，活塞(12)的上部和下部分別與缸筒座(8)和缸筒(13)的內表面滑動配合，并在缸筒(13)與活塞(12)的配合處用一顆可剪斷的銷(14)連接著，塑料球(15)位于活塞(12)下端的閥座上，三個受壓縮彈簧(11)作用的鎖銷(10)分別位于缸筒座(8)上沿周邊均布的三個圓孔內，其小端穿過彈簧支撐套(9)上的小圓孔，被連接在內花鍵(2)下端的接頭(6)的露出端面檔住。
專利摘要本實用新型提供了一種鉆井過程中的全封閉取心工具。它主要由提升機構、安全接頭、旋轉接頭、穩定器、外筒、內筒、襯管、全封閉巖心爪和取心鉆頭組成。其特點是采用了機械提升機構，不必在高壓泥漿管線上開口投塑料球。可用于硬地層或松軟地層的取心。
文檔編號E21B25/00GK2047712SQ8921275
公開日1989年11月15日 申請日期1989年1月30日 優先權日1989年1月30日
發明者陳鼎元, 張立新, 李兵 申請人:四川石油管理局鉆采工藝研究所