專利名稱：一種煤層氣繩索取心工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油氣田、煤層氣田取心作業(yè)工具，特別是一種煤層 氣繩索取心工具，屬于井下工具類。
背景技術(shù)：
隨著能源需求的逐漸增加，煤層氣成為繼石油、天然氣之后的又一補(bǔ)充 性能源，相信在未來不久即將進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)階段。煤層氣取心是評(píng)價(jià)煤 層氣儲(chǔ)量、煤層物性及煤層中的流體性質(zhì)的重要手段之一，對(duì)煤層氣的合 理開發(fā)與開釆具有重要的指導(dǎo)意義。煤層氣取心要求出心速度快，從而使 煤樣盡量保持原始狀態(tài)，減少煤層氣的逸散?；诿簩託馊⌒牡倪@些特點(diǎn)， 煤層氣取心工具一般釆用取心周期短，出心速度快的繩索式取心工具。目前現(xiàn)有的繩索取心工具普遍具有的機(jī)構(gòu)有取心鉆頭、半合式巖心內(nèi)簡(jiǎn)、 懸掛與單動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈卡定位機(jī)構(gòu)、報(bào)警裝置、差動(dòng)裝置、調(diào)節(jié)與扶正機(jī)構(gòu)、 割心、卡心機(jī)構(gòu)等。其中，彈卡定位機(jī)構(gòu)一般利用張簧或卡簧與本體上的 臺(tái)階相配合定位，若取心過程中張簧或卡簧突然失效或者損壞，則取心無 法繼續(xù)進(jìn)行；單純的半合式巖心內(nèi)簡(jiǎn)密封性不好，在取心過程中及巖心出外簡(jiǎn)后巖心中的氣體逸散較快，且取心內(nèi)筒內(nèi)堆積殘余的巖屑易造成堵心、 磨心等復(fù)雜情況。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種煤層氣繩索取心工具，解決背景技術(shù)中存在的問題。本實(shí)用新型主要由外簡(jiǎn)總成、定位裝置、單動(dòng)裝置、內(nèi)簡(jiǎn)總成、割心 護(hù)心裝置、取心鉆頭21組成。外簡(jiǎn)總成與取心鉆頭21相連，定位裝置以下依次接單動(dòng)裝置、內(nèi)簡(jiǎn)總成、割心護(hù)心裝置。外筒總成的主要部件有 上接頭1、外簡(jiǎn)接頭4、扶正器17、外簡(jiǎn)18。定位裝置的主要部件有撈 矛頭2、鎖塊3、定位銷釘28、復(fù)位彈簧29、噴嘴5、分流接頭6。單動(dòng)裝 置的主要部件有壓帽7、軸承8、軸承座9、心軸IO。內(nèi)筒總成的主要部 件有調(diào)節(jié)螺母ll、球座接頭12、彈簧14、彈簧座30、球13、球座15、 內(nèi)簡(jiǎn)上接頭16、復(fù)合外簡(jiǎn)19、復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20、內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22。割心護(hù)心裝 置的主要部件有巖心爪套23、擋環(huán)24、巖心爪25、卡板座26、卡板27。撈矛頭2頂部形狀為一較小的單錐臺(tái)，單錐臺(tái)之下?lián)泼^2的形狀為 中心軸，中心軸之下?lián)泼^2的上部形狀為一較大的圓臺(tái)，該圓臺(tái)上開有 若干軸向?qū)ΨQ的具有一定厚度的倒八字型凹槽，凹槽底開有直徑大于球13 的且與撈矛頭2中部?jī)?nèi)腔相連通的斜通孔。撈矛頭2中部及下部形狀為一 中空的圓柱體，其內(nèi)腔上小下大，其內(nèi)腔下部有一個(gè)內(nèi)臺(tái)階。撈矛頭2中 部圓環(huán)狀壁上某軸向?qū)ΨQ處開有若干透孔，每一透孔內(nèi)均有一鎖塊3，鎖塊 3上開有與定位銷釘28及復(fù)位彈簧29相配合的若干個(gè)透槽，該鎖塊3上端 面對(duì)應(yīng)著上接頭1內(nèi)腔上的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階面處。撈矛頭2下部通過絲扣與分 流接頭6相連。分流接頭6上部?jī)?nèi)腔上有一內(nèi)臺(tái)階，噴嘴5坐在該內(nèi)臺(tái)階 上，噴嘴5與分流接頭6的上端面皆頂在撈矛頭2的下部?jī)?nèi)臺(tái)階上。分流接頭6中部環(huán)形壁上開有上下錯(cuò)開對(duì)稱分布的若干個(gè)分流孔。分流接頭6下部?jī)?nèi)腔上開有兩個(gè)階梯狀的內(nèi)臺(tái)階，心軸10的上部外表面上也 開有兩個(gè)階梯狀的外臺(tái)階。心軸IO上的兩外臺(tái)階與分流接頭6兩內(nèi)臺(tái)階一 一對(duì)應(yīng)，形成兩個(gè)上下相鄰的環(huán)空，壓帽7置于上環(huán)空內(nèi)，軸承8置于下 環(huán)空。分流接頭6下部與軸承座9通過絲扣連接。軸承座9套裝在心軸10 上，軸承座9上頂著軸承8。心軸10下部與調(diào)節(jié)螺帽11及球座接頭12上部以絲扣連接，調(diào)節(jié)螺母 11壓著球座接頭12上頂面，心軸10底面與球座接頭12內(nèi)臺(tái)階有一定間隙。 球座接頭12下部?jī)?nèi)腔與球座15外表面以絲扣連接。球座接頭12中下部外 表面上有兩個(gè)外臺(tái)階，形成階梯狀，復(fù)合外筒19上頂面與球座接頭12上 外臺(tái)階面相貼合，彈簧14置于球座接頭12下外臺(tái)階與復(fù)合外簡(jiǎn)19所形成 的環(huán)空中，彈簧座30上頂著彈簧14。彈簧14置于球座接頭12下外臺(tái)階、 復(fù)合外簡(jiǎn)19、彈簧座30所圍成的環(huán)空中。彈簧座30內(nèi)臺(tái)階與內(nèi)管上接頭 16上端面相貼合，內(nèi)管上接頭16上外臺(tái)階與彈簧座30下底面相貼合，內(nèi) 管上接頭16上頂著彈簧座30。內(nèi)管上接頭16下外臺(tái)階與復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20上頂 面相貼合。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20套裝在復(fù)合外簡(jiǎn)19內(nèi)。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20下部有內(nèi)臺(tái)階，內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22有外臺(tái)階，復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20下 底面與內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22外臺(tái)階相貼合，內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22上端面與復(fù)合內(nèi)筒20 下部?jī)?nèi)臺(tái)階相貼合。內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22下部與擋環(huán)24以絲扣連接。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20為玻璃鋼內(nèi)簡(jiǎn)。復(fù)合外簡(jiǎn)19下底面與巖心爪套23內(nèi)臺(tái)階及擋環(huán)24上端面相貼合。復(fù)合外簡(jiǎn)19與巖心爪套23以絲扣相連。巖心爪 25置于巖心爪套23內(nèi)?？ò遄?6與巖心爪套23為絲扣連接，卡板27置 于卡板座26內(nèi)臺(tái)階上。巖心爪25、巖心爪套23、卡板座26、卡板27皆位 于取心鉆頭21內(nèi)腔。扶正器17置于外簡(jiǎn)18的上部?jī)?nèi)臺(tái)階上，扶正器17上頂面與外簡(jiǎn)接頭 4下底面相貼合。外簡(jiǎn)18下部與取心鉆頭21以絲扣連接。該工具從上到下有一條貫穿始終的內(nèi)部流道，內(nèi)部流道可分為上部流 道和下部?jī)?nèi)簡(jiǎn)流道，上部流道始終可以允許球13通過。兩流道通過球座15 的內(nèi)流道相連通，球13置于球座15上，兩者相互隔斷。取心鉆頭21的水眼與水槽相連通且水槽由外向內(nèi)止于水眼處。由于本實(shí)用新型釆用復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20與復(fù)合外簡(jiǎn)19相結(jié)合的雙層內(nèi)簡(jiǎn)結(jié) 構(gòu)，密封性較強(qiáng)，因此，也不排除復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20釆用半合管式或其他材料和 形式的巖心簡(jiǎn)。本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)在于本工具在取心時(shí)可利用液壓力推動(dòng)鎖塊3 定位，只要液壓力存在，就不會(huì)出現(xiàn)定位失效的問題。其次，在重復(fù)取心 過程中，可在取心前通過循環(huán)鉆井液清洗復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20，保證復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20壁 干凈。另外，本使用新型釆用了復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20與復(fù)合外簡(jiǎn)19相結(jié)合且復(fù)合 內(nèi)簡(jiǎn)20為玻璃鋼內(nèi)筒的雙層內(nèi)簡(jiǎn)形式，增強(qiáng)了密封性，并降低了巖心進(jìn)入 內(nèi)簡(jiǎn)的阻力；最后，由于取心鉆頭21采用水槽與水眼相連通且由外向內(nèi)止 于水眼處的形式，取心鉆頭21內(nèi)唇面幾乎無鉆井液，因此對(duì)巖心的污染大 大降低。


圖l、本實(shí)用新型工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖圖2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖3、本實(shí)用新型局部示意圖圖4、撈矛頭主視圖圖5、撈矛頭俯視圖圖6、撈矛頭左視圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1-圖6所述的一種煤層氣繩索取心工具，主要由外簡(jiǎn)總成、定位 裝置、單動(dòng)裝置、內(nèi)簡(jiǎn)總成、割心護(hù)心裝置、取心鉆頭21組成。外簡(jiǎn)總成 與取心鉆頭21相連，定位裝置以下依次接單動(dòng)裝置、內(nèi)簡(jiǎn)總成、割心護(hù)心 裝置。外筒總成的主要部件有上接頭1、外簡(jiǎn)接頭4、扶正器17、外簡(jiǎn) 18。定位裝置的主要部件有撈矛頭2、鎖塊3、定位銷釘28、復(fù)位彈簧 29、噴嘴5、分流接頭6。單動(dòng)裝置的主要部件有壓帽7、軸承8、軸承 座9、心軸IO。內(nèi)簡(jiǎn)總成的主要部件有調(diào)節(jié)螺母ll、球座接頭12、彈簧 14、彈簧座30、球13、球座15、內(nèi)簡(jiǎn)上接頭16、復(fù)合外筒19、復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn) 20、內(nèi)筒下接頭22。割心護(hù)心裝置的主要部件有巖心爪套23、擋環(huán)24、 巖心爪25、卡板座26、卡板27。撈矛頭2頂部形狀為一較小的單錐臺(tái)，單錐臺(tái)之下?lián)泼^2的形狀為中心軸，中心軸之下?lián)泼^2的上部形狀為一較大的圓臺(tái)，該圓臺(tái)上開有 若干軸向?qū)ΨQ的具有一定厚度的倒八字型凹槽，凹槽底開有直徑大于球13的且與撈矛頭2中部?jī)?nèi)腔相連通的斜通孔。撈矛頭2中部及下部形狀為一 中空的圓柱體，其內(nèi)腔上小下大，其內(nèi)腔下部有一個(gè)內(nèi)臺(tái)階。撈矛頭2中 部圓環(huán)狀壁上某軸向?qū)ΨQ處開有若干透孔，每一透孔內(nèi)均有一鎖塊3，鎖塊 3上開有與定位銷釘28及復(fù)位彈簧29相配合的若干個(gè)透槽，該鎖塊3上端 面對(duì)應(yīng)著上接頭1內(nèi)腔上的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階面處。撈矛頭2下部通過絲扣與分 流接頭6相連。分流接頭6上部?jī)?nèi)腔上有一內(nèi)臺(tái)階，噴嘴5坐在該內(nèi)臺(tái)階 上，噴嘴5與分流接頭6的上端面皆頂在撈矛頭2的下部?jī)?nèi)臺(tái)階上。分流接頭6中部環(huán)形壁上開有上下錯(cuò)開對(duì)稱分布的若干個(gè)分流孔。分 流接頭6下部?jī)?nèi)腔上開有兩個(gè)階梯狀的內(nèi)臺(tái)階，心軸10的上部外表面上也 開有兩個(gè)階梯狀的外臺(tái)階。心軸IO上的兩外臺(tái)階與分流接頭6兩內(nèi)臺(tái)階一 一對(duì)應(yīng)，形成兩個(gè)上下相鄰的環(huán)空，壓帽7置于上環(huán)空內(nèi)，軸承8置于下 環(huán)空。分流接頭6下部與軸承座9通過絲扣連接。軸承座9套裝在心軸10 上，軸承座9上頂著軸承8。心軸10下部與調(diào)節(jié)螺帽11及球座接頭12上部以絲扣連接，調(diào)節(jié)螺母 11壓著球座接頭12上頂面，心軸10底面與球座接頭12內(nèi)臺(tái)階有一定間隙。 球座接頭12下部?jī)?nèi)腔與球座15外表面以絲扣連接。球座接頭12中下部外 表面上有兩個(gè)外臺(tái)階，形成階梯狀，復(fù)合外簡(jiǎn)19上頂面與球座接頭12上 外臺(tái)階面相貼合，彈簧14置于球座接頭12下外臺(tái)階與復(fù)合外簡(jiǎn)19所形成 的環(huán)空中，彈簧座30上頂著彈簧14。彈簧14置于球座接頭12下外臺(tái)階、 復(fù)合外筒19、彈簧座30所圍成的環(huán)空中。彈簧座30內(nèi)臺(tái)階與內(nèi)管上接頭16上端面相貼合，內(nèi)管上接頭16上外臺(tái)階與彈簧座30下底面相貼合，內(nèi) 管上接頭16上頂著彈簧座30。內(nèi)管上接頭16下外臺(tái)階與復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20上頂 面相貼合。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20套裝在復(fù)合外簡(jiǎn)19內(nèi)。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20下部有內(nèi)臺(tái)階，內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22有外臺(tái)階，復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20下 底面與內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22外臺(tái)階相貼合，內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22上端面與復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20 下部?jī)?nèi)臺(tái)階相貼合。內(nèi)簡(jiǎn)下接頭22下部與擋環(huán)24以絲扣連接。復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20為玻璃鋼內(nèi)簡(jiǎn)。復(fù)合外簡(jiǎn)19下底面與巖心爪套23內(nèi)臺(tái)階 及擋環(huán)24上端面相貼合。復(fù)合外簡(jiǎn)19與巖心爪套23以絲扣相連。巖心爪 25置于巖心爪套23內(nèi)。卡板座26與巖心爪套23為絲扣連接，卡板27置 于卡板座26內(nèi)臺(tái)階上。巖心爪25、巖心爪套23、卡板座26、卡板27皆位 于取心鉆頭21內(nèi)腔。扶正器17置于外簡(jiǎn)18的上部?jī)?nèi)臺(tái)階上，扶正器17上頂面與外筒接頭 4下底面相貼合。外簡(jiǎn)18下部與取心鉆頭21以絲扣連接。該工具從上到下有一條貫穿始終的內(nèi)部流道，內(nèi)部流道可分為上部流 道和下部?jī)?nèi)簡(jiǎn)流道，上部流道始終可以允許球13通過。兩流道通過球座15 的內(nèi)流道相連通，球13置于球座15上，兩者相互隔斷。取心鉆頭21的水眼與水槽相連通且水槽由外向內(nèi)止于水眼處。由于本實(shí)用新型釆用復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20與復(fù)合外簡(jiǎn)19相結(jié)合的雙層內(nèi)簡(jiǎn)結(jié) 構(gòu)，密封性較強(qiáng)，因此，也不排除復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20釆用半合管式或其他材料和形式的巖心簡(jiǎn)。本實(shí)用新型使用時(shí)，先在井口組裝好工具，調(diào)好卡板座26與取心鉆頭 21之間的間隙，然后接上鉆桿或用繩索將取心工具下入到井底，開泵循環(huán) 鉆井液。在泵壓的作用下，鎖塊3與上接頭1內(nèi)臺(tái)階形成配合，取心工具 定位成功。繼續(xù)循環(huán)鉆井液清洗復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)20。復(fù)合內(nèi)筒20清洗完畢，即可 投球13封隔上部流道與內(nèi)筒流道，然后進(jìn)行取心作業(yè)。當(dāng)次取心結(jié)束，停 泵，鎖塊3在復(fù)位彈簧29的作用下復(fù)位后，利用打撈器將內(nèi)部管柱全部提 出。出心后，將內(nèi)部管柱再次下入井底，可繼續(xù)取心作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種煤層氣繩索取心工具，主要由外筒總成、定位裝置、單動(dòng)裝置、內(nèi)筒總成、割心護(hù)心裝置、取心鉆頭(21)組成；外筒總成與取心鉆頭(21)相連；定位裝置以下依次接單動(dòng)裝置、內(nèi)筒總成、割心護(hù)心裝置；定位裝置的主要部件有撈矛頭(2)、鎖塊(3)、定位銷釘(28)、復(fù)位彈簧(29)、噴嘴(5)、分流接頭(6)；內(nèi)筒總成的主要部件有調(diào)節(jié)螺母(11)、球座接頭(12)、彈簧(14)、彈簧座(30)、球(13)、球座(15)、內(nèi)筒上接頭(16)、復(fù)合外筒(19)、復(fù)合內(nèi)筒(20)、內(nèi)筒下接頭(22)；其特征在于撈矛頭(2)上部凹槽內(nèi)有若干個(gè)軸向?qū)ΨQ且直徑大于球(13)的斜通孔，斜通孔與撈矛頭中部?jī)?nèi)腔相連通；撈矛頭(2)中部圓環(huán)狀壁上若干軸向?qū)ΨQ處開有透孔，每一透孔內(nèi)均有一鎖塊(3)，鎖塊(3)上開有與定位銷釘(28)及復(fù)位彈簧(29)相配合的若干個(gè)透槽，該鎖塊(3)上端面對(duì)應(yīng)著上接頭(1)內(nèi)腔上的環(huán)形內(nèi)臺(tái)階面處；分流接頭(6)上部?jī)?nèi)腔上有一內(nèi)臺(tái)階，噴嘴(5)坐在該內(nèi)臺(tái)階上；復(fù)合內(nèi)筒(20)套裝在復(fù)合外筒(19)內(nèi)，復(fù)合內(nèi)筒(20)上端面上頂著內(nèi)筒上接頭(16)，內(nèi)筒上接頭(16)上頂著彈簧座(30)；彈簧(14)置于球座接頭(12)下外臺(tái)階、復(fù)合外筒(19)、彈簧座(30)所圍成的環(huán)空中；該工具從上到下有一條貫穿始終的內(nèi)部流道，內(nèi)部流道可分為上部流道和下部?jī)?nèi)筒流道，上部流道始終可以允許球(13)通過；兩流道通過球座(15)的內(nèi)流道相連通，球(13)置于球座(15)上，兩者相互隔斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣繩索取心工具，其特征在于所述的 復(fù)合內(nèi)簡(jiǎn)(20)為玻璃鋼內(nèi)筒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及油氣田、煤層氣田用一種煤層氣繩索取心工具。解決目前繩索取心工具彈性定位失效的問題，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些有益的改進(jìn)。首先，本工具采用了液壓力定位的鎖塊(3)結(jié)構(gòu)，使定位可靠性增強(qiáng)；其次本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)了利用球座(15)連通上部流道與內(nèi)筒流道，并通過投球(13)封隔上下流道的結(jié)構(gòu)，使繩索取心工具增加了取心前循環(huán)鉆井液清洗內(nèi)筒的功能；另外，本實(shí)用新型采用了復(fù)合內(nèi)筒(20)與復(fù)合外筒(19)相結(jié)合且復(fù)合內(nèi)筒(20)為玻璃鋼內(nèi)筒的雙層內(nèi)筒形式，增強(qiáng)了密封性；最后，本實(shí)用新型對(duì)取心鉆頭(21)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，采用水眼與水槽相連通且水槽由外向內(nèi)止于水眼處的形式，有利于巖心的保護(hù)。
文檔編號(hào)E21B25/00GK201095966SQ20072019361
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者靈 劉, 楊樹林, 羅良波, 陳若銘 申請(qǐng)人:新疆石油管理局鉆井工藝研究院