一種繩索取心工具保壓筒的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油、天然氣、天然氣水合物鉆探取心工具領域，更具體的說是天然氣水合物鉆探必備的取心工具中的一種繩索取心工具保壓筒。
【背景技術】
[0002]天然氣水合物(natural gas hydrates, NGH)，俗稱可燃冰，由天然氣中小分子氣體(如甲燒、乙烷等)在較低溫度(0~10° C)和較高的壓力(大于1MPa)條件下和水作用生成的；天然氣水合物能量密度高(lm3天然氣水合物能釋放164m3天然氣)，是一種新型的替代能源。
[0003]原始天然氣水合物形成的三個必要條件:溫度低、壓力高、天然氣源。目前已發現天然氣水合物的賦存地區是:高瑋度地區的永久凍土帶；極地的陸上地區；海洋沉積層中。天然氣水合物賦存地區的溫度、壓力滿足于天然氣水合物的結構保持穩定；因此保持天然氣水合物的賦存溫度和壓力是獲取天然氣水合物樣品的途徑。
[0004]研究表明，繩索取心作業方式是縮短天然氣水合物樣品與周圍環境的熱量交換時間；保溫取心工具是隔絕天然氣水合物與周圍環境的熱量交換；保壓取心工具是保持天然氣水合物原始壓力的最佳方式。
[0005]然而目前的取心工具中的鉆進內筒組件結構相對簡單，主要是應用在巖石、巖土取心作業，普遍缺少保溫和保壓的結構和措施，并且保壓筒的內通徑小，不能滿足對天然氣水合物樣品取心作業對時間、溫度和壓力的要求。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是針對現有技術應用在天然氣水合物樣品取心作業所存在的作業周期長、保溫保壓效果差、取心通徑小的缺陷，提供一種繩索取心工具保壓筒，以解決有限的鉆具水眼直徑獲取較大的巖心直徑；維持天然氣水合物巖心的賦存條件到地面；提高獲取原始狀態的天然氣水合物樣品的成功率；定位裝置結構緊湊，并具有帶壓轉移水合物巖心的功能。
[0007]本實用新型通過以下技術方案實現的:
[0008]—種繩索取心工具保壓筒，包括:由內筒上接頭1、內筒8、殼體9和閥座12自上而下依次連接組成內筒組合，并在殼體9和閥座12連接處上部預設環形腔，環形腔內設置閥芯11，閥芯11在垂直狀態時貼靠在環形腔外壁，閥芯11在水平狀態時與閥座12的上端口構成水平向密封配合；由補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5和巖心管7自上而下依次連接組成中空的巖心管組合，巖心管組合整體套裝在內筒組合內部，并在補償筒6與內筒上接頭I之間通過滑套軸向滑動密封配合，在滑套2與內筒上接頭I的結合部設置鎖定機構；巖心管組合上端由補償筒上接頭13連接并密封，巖心管組合的下端與閥芯11、閥座12構成間隔密封配合。
[0009]上述方案還包括:
[0010]在補償筒6內設有活塞14，在限位接頭5設有貫通內外的壓力傳遞孔。
[0011]所述鎖定機構包括:在內筒上接頭I與滑套2之間沿徑向設置的鎖定銷釘3，或者是沿內筒上接頭I和滑套2結合部相切于圓周方向的鎖定銷釘3，位于鎖定銷釘3上下的內筒上接頭I與滑套2之間分別設有密封件。
[0012]內筒上接頭1、內筒8、殼體9和閥座12均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件；補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5和巖心管7均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件。
[0013]本實用新型的優點是:內筒組合與巖心管組合穿插配合使用，可以最大限度提高巖心管的通徑，實現有限的空間獲取盡量大的巖心直徑；巖心管組合的上部自密封，下部通過內筒組合的翻蓋式閥芯與閥座配合實現封堵，確保巖心管內取樣物保持在壓力狀態；繩索取心工具保壓筒整體結構設計緊湊，鎖定(限位)密封機構結構巧妙，實現巖心管的限位、密封、帶壓巖心管移出的功能；同時滿足較簿壁厚的內筒上接頭安全強度，且鎖定(限位)密封機構抗剪強度、抗擠強度安全系數高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所提出的一種繩索取心工具保壓筒的結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型所提出的一種繩索取心工具保壓筒的內筒上接頭鎖定銷釘出口處的A-A截面示意圖。
[0016]圖中:1_內筒上接頭、2-滑套、3-鎖定銷釘、4 -O型密封件(圈)、5_限位接頭、6-補償筒、7-巖心管、8-內筒、9-殼體、10-導向架、11-閥芯、12-閥座、13-補償筒上接頭、14-活塞、15-螺塞、16-凹槽。
【具體實施方式】
[0017]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步描述。
[0018]參照說明書附圖1，內筒上接頭1、內筒8、殼體9、閥座12依次以螺紋連接的方式組成內筒組合；補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5、巖心管7依次以螺紋連接的方式組成巖心管組合；同時，內筒上接頭1、滑套2、鎖定銷釘3、0型密封圈4、限位接頭5組成限位密封機構；殼體9、導向架10、閥芯11、閥座12組成壓力封閉機構。其中，內筒上接頭I呈圓筒狀，上下兩端加工螺紋；中部沿相切于圓周的方向設計成對稱的兩個異形孔，直徑較大的孔設計螺紋能與螺塞15配合、直徑較小的孔與在內腔設計的半圓形的凹槽16貫通，凹槽16內插入鎖定銷釘3。滑套2呈圓筒狀，外部設計半圓形的凹槽與鎖定銷釘3插接限位配合，并在凹槽的上下兩邊設計O型密封圈槽；鎖定銷釘3呈圓柱狀，一端加工螺紋。限位接頭5外部是變徑結構，兩端加工螺紋，中部設計O型密封圈槽。
[0019]閥座12的通孔上端設有錐面，閥芯11為圓盤狀，并且設有與閥座12通孔密封配合的錐面。閥芯11立于閥座12上端面并夾在內筒8和巖心管7之間的環形腔，巖心管7上移后，直立狀態的閥芯11會倒落成水平狀態，并蓋在閥座12上端面上并密封閥座12通孔。
[0020]在補償筒6內設有活塞14，在限位接頭5設有貫通內外的壓力傳遞孔。補償筒6內預充的惰性氣體，巖心入巖心管7時，活塞14可以在補償筒6內孔內上下運動，補償起出保壓筒過程中的壓力損失。
[0021]閥座12下端用螺紋連接下部裝置、補償筒上接頭13連接打撈裝置并定位巖心管組合以便組成完整的取心工具。
[0022]本實用新型的保壓筒組裝:補償筒上接頭13、補償筒6、限位接頭5、巖心管7依次以螺紋連接的方式組成巖心管組合。滑套2上安裝O型密封圈4后從補償筒6上端套入巖心管組合，并裝入以螺紋依次連接的內筒上接頭1、內筒8、殼體9 ;鎖定銷釘3從內筒上接頭I的異形孔插入滑套2與內筒上接頭I的半圓形凹槽后旋入螺塞。導向架10安裝在閥座12上端，閥芯11安裝在導向架10上后從巖心管組合的下端套入，并將閥座12與殼體9螺紋連接；補償筒上接頭13連接打撈裝置并定位巖心管組合組成完整的取心工具。
[0023]本實用新型的繩索取心工具保壓筒是配合取心鉆具使用的，完整的繩索取心工具保壓筒安裝正確后，用繩索提起保壓筒，下入鉆具水眼內即可取心鉆進。取心鉆進時，閥芯
11、導向架10隱藏于巖心管7與殼體9之間的環形腔。取心鉆進結束，下入繩索接頭與補償筒上接頭13連接并上提，巖心管組合隨之上提。當巖心管組合下緣超過閥芯上緣時，閥芯11由直立反倒變為水平，并與閥座12錐面密封，封閉保壓筒下端內腔；繼續上提巖心管，限位接頭5的臺肩與滑套2的端面接觸，帶動內筒提離井底，同時限位接頭5的O型密封圈4與內筒上接頭I配合密封內筒上端內腔。保壓筒到達地面后，拆除螺塞15，專用工具通過螺紋連接鎖定銷釘3后拉出鎖定銷釘3，安裝螺塞密封鎖定銷釘出口即可帶壓轉移巖心管7內的巖心。
【主權項】
1.一種繩索取心工具保壓筒，其特征在于包括:由內筒上接頭(I)、內筒(8)、殼體(9)和閥座(12)自上而下依次連接組成內筒組合，并在殼體(9)和閥座(12)連接處上部預設環形腔，環形腔內設置閥芯(11 )，閥芯(11)在垂直狀態時貼靠在環形腔外壁，閥芯(11)在水平狀態時與閥座(12)的上端口構成水平向密封配合；由補償筒上接頭(13)、補償筒(6)、限位接頭(5)和巖心管(7)自上而下依次連接組成中空的巖心管組合，巖心管組合整體套裝在內筒組合內部，并在補償筒(6)與內筒上接頭(I)之間通過滑套軸向滑動密封配合，在滑套(2)與內筒上接頭(I)的結合部設置鎖定機構；巖心管組合上端由補償筒上接頭(13)連接并密封，巖心管組合的下端與閥芯(11)、閥座(12)構成間隔密封配合。2.根據權利要求1所述的繩索取心工具保壓筒，其特征在于:在補償筒(6)內設有活塞(14 )，在限位接頭(5 )設有貫通內外的壓力傳遞孔。3.根據權利要求1或2所述的繩索取心工具保壓筒，其特征在于所述鎖定機構包括:在內筒上接頭(I)與滑套(2)之間沿徑向設置的鎖定銷釘(3)，或者是沿內筒上接頭(I)和滑套(2)結合部相切于圓周方向的鎖定銷釘(3)，位于鎖定銷釘(3)上下的內筒上接頭(I)與滑套(2)之間分別設有密封件。4.根據權利要求3所述的繩索取心工具保壓筒，其特征在于:內筒上接頭(1)、內筒(8)、殼體(9)和閥座(12)均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件；補償筒上接頭(13)、補償筒(6)、限位接頭(5)和巖心管(7)均通過螺紋連接，并在各連接處設置密封件。
【專利摘要】本實用新型涉及一種繩索取心工具保壓筒。包括：由內筒上接頭、內筒、殼體和閥座連接組成內筒組合，并在殼體和閥座連接處設置閥芯；由補償筒上接頭、補償筒、限位接頭和巖心管連接組成中空的巖心管組合，巖心管組合整體套裝在內筒組合內部，并在補償筒與內筒上接頭之間通過滑套構成軸向滑動密封配合，在滑套與內筒上接頭的結合部設置鎖定機構；巖心管組合上端由補償筒上接頭連接并密封，巖心管組合的下端與閥芯、閥座構成間隔密封配合。本實用新型整體結構設計緊湊，鎖定密封機構結構巧妙，實現巖心管的限位、密封、帶壓巖心管移出的功能；實現有限的空間獲取盡量大的巖心直徑；同時滿足較簿壁厚的內筒上接頭安全強度，且鎖定密封機構抗剪強度、抗擠強度高。
【IPC分類】E21B25/00
【公開號】CN205172496
【申請號】CN201520849259
【發明人】周洪國, 任紅, 孫浩玉, 張輝, 張俊杰, 左靈, 牟茂源
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月30日