本發(fā)明屬于油氣鉆井，具體地，涉及一種能夠監(jiān)測巖心進筒長度的取心工具。

背景技術(shù)：

1、鉆井取心是提供地殼深處的地層剖面原始標(biāo)本的唯一途徑，是獲得地下巖層巖性和儲層特性的最理想手段。鉆井取心的根本目是發(fā)現(xiàn)油氣藏與評價油氣藏。

2、鉆井取心使用取心工具實施作業(yè)，該類取心工具能在地層上鉆孔，將地層切割成柱狀(稱之為巖心)并攜帶至地面。

3、在取心作業(yè)實施的過程中，因地層破碎、工具性能、人為操作等原因造成的巖心堵塞在內(nèi)筒某處(俗稱“堵心”)，在這種情況下，繼續(xù)取心鉆進時，鉆頭口處的地層因為阻力無法進入內(nèi)筒，造成地層未成為巖心柱而被磨蝕，即巖心無法進入內(nèi)筒。多數(shù)情況下，取心作業(yè)工程師無法通過現(xiàn)場的鉆進參數(shù)、鉆具扭矩擺動幅度、立管壓力等數(shù)據(jù)判斷井底巖心是否進入內(nèi)筒，更加無法確認(rèn)進入內(nèi)筒的巖心的長度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對如上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提出一種取心工具，其能夠?qū)r心進入井筒的長度進行監(jiān)測。

2、根據(jù)本發(fā)明，提供了一種取心工具，包括外筒、設(shè)置在所述外筒內(nèi)部的內(nèi)筒、設(shè)置在所述外筒下端的鉆頭以及設(shè)置在內(nèi)筒下端的鎖心機構(gòu)，述取心工具還包括：

3、信標(biāo)，所述信標(biāo)沿軸向滑動式設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)；

4、監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊固定設(shè)置在所述內(nèi)筒的頂部，能夠測量其與所述信標(biāo)的距離。

5、本發(fā)明除了滿足常規(guī)取心作業(yè)要求外，還能夠在線監(jiān)測巖心進筒長度。

6、在一個具體的實施例中，所述監(jiān)測模塊包括信號發(fā)射器和信號接收器，所述信號發(fā)射器和所述信號接收器均指向所述信標(biāo)。

7、信號發(fā)射器能夠向信標(biāo)所在的方向發(fā)射信號，信號發(fā)射器發(fā)射的信號抵達信標(biāo)的信號反射部之后反射回去，信號接收器能夠接收反射回來的信號。監(jiān)測模塊內(nèi)設(shè)置有計算模塊，能夠?qū)π盘柕陌l(fā)射和接收反饋進行計算，得出信標(biāo)到監(jiān)測模塊的距離，進而得知巖心的位置信息，即巖心進入內(nèi)筒的長度。

8、在一個優(yōu)選的實施例中，監(jiān)測模塊與脈沖發(fā)射裝置連接，監(jiān)測模塊得出的巖心的位置信息通過脈沖發(fā)射裝置傳送至地面接收裝置。在這一過程中，脈沖發(fā)射裝置將監(jiān)測模塊的計算模塊的計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為模擬信號，并通過井內(nèi)循環(huán)的鉆井液將模擬信號反饋至地面接收裝置。

9、工作人員可依據(jù)實際進尺與巖心進入內(nèi)筒的長度是否一致來判斷巖心的進入狀態(tài)，以便及時處理非正常進心情況，確保巖心進筒的長度。

10、在取心工具鉆進的過程中，如果實際進尺與巖心進入內(nèi)筒的長度不一致，則很有可能發(fā)生了堵心事故，工作人員可以及時做出相應(yīng)的處理。取心結(jié)束上提取心工具時，如果鎖心機構(gòu)沒能固定住巖心，可能造成巖心落井，在這種情況下，信標(biāo)會下移，監(jiān)測模塊能夠監(jiān)測到信標(biāo)的位移，為后續(xù)打撈巖心等補救操作提供依據(jù)。

11、在一個具體的實施例中，在所述外筒內(nèi)設(shè)置有懸掛總成，所述內(nèi)筒通過所述懸掛總成與所述外筒連接。

12、在一個具體的實施例中，所述監(jiān)測模塊設(shè)置在所述懸掛總成和所述內(nèi)筒之間，所述監(jiān)測模塊的上部與所述懸掛總成固定連接，所述監(jiān)測模塊的下部與所述內(nèi)筒固定連接。

13、在一個具體的實施例中，所述監(jiān)測模塊的下端延伸至所述內(nèi)筒的內(nèi)部。

14、在一個具體的實施例中，所述監(jiān)測模塊與所述內(nèi)筒通過螺紋連接的方式相互連接。

15、在監(jiān)測模塊的下端部設(shè)置有外螺紋，在內(nèi)筒的上端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，監(jiān)測模塊和內(nèi)筒通過螺紋連接的方式相互連接。

16、在一個具體的實施例中，所述監(jiān)測模塊的最大外徑等于所述內(nèi)筒的外徑。監(jiān)測模塊的中部外徑最大，最大外徑等于內(nèi)筒的外徑。

17、在一個具體的實施例中，在所述外筒的上端固定設(shè)置有上接頭。

18、上接頭的上端用于連接上部鉆具，下部與懸掛總成固定連接，進而與內(nèi)筒連接。上接頭通過專用扣連接外筒。

19、在一個具體的實施例中，在所述外筒的上端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，在所述上接頭的下端設(shè)置有外螺紋，所述上接頭的下端部延伸入所述外筒的內(nèi)部，并通過螺紋連接。

20、上接頭與上部鉆具連接之后，能夠被鉆具驅(qū)動，從而使外筒能夠轉(zhuǎn)動，并將扭矩傳遞至外筒下端的用于取心的鉆頭，從而使鉆頭能夠旋轉(zhuǎn)切割地層，形成柱狀巖心。

21、在一個具體的實施例中，所述信標(biāo)包括接觸部、主體和信號反射部，所述信號反射部和所述接觸部分別設(shè)置在所述主體的上下兩端。

22、主體為圓柱狀，其直徑小于內(nèi)筒的內(nèi)徑。信號反射部和接觸部均設(shè)置為圓盤狀，并且信號反射部和接觸部的直徑均大于主體的直徑，信標(biāo)通過接觸部和信號反射部與內(nèi)筒構(gòu)成滑動式連接，使信標(biāo)能夠在內(nèi)筒的整個長度范圍內(nèi)軸向移動。

23、信標(biāo)的接觸部下端為平面，用于與鉆取的巖心抵接。在本實施例中，初始時，取心工具以豎直向下的姿態(tài)向下鉆進，因此信標(biāo)在重力的作用下位于內(nèi)筒的內(nèi)部最下端，當(dāng)取心工具鉆取的巖心進入內(nèi)筒之后，巖心的上端面抵接接觸部，從而推動信標(biāo)向上移動，改變信標(biāo)在內(nèi)筒的深度位置。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的優(yōu)點如下。

25、本發(fā)明在內(nèi)筒的頂部設(shè)置監(jiān)測模塊，同時在內(nèi)筒內(nèi)部滑動式設(shè)置信標(biāo)，監(jiān)測模塊能夠監(jiān)測與信標(biāo)的距離。在工作的過程中，巖心進入內(nèi)筒之后，會推動信標(biāo)向上移動，從而縮短信標(biāo)與監(jiān)測模塊之間的距離，通過信標(biāo)的位置變化，能夠得知巖心進入內(nèi)筒的長度。

技術(shù)特征：

1.一種取心工具，包括外筒(1)、設(shè)置在所述外筒(1)內(nèi)部的內(nèi)筒(2)、設(shè)置在所述外筒(1)下端的鉆頭(3)以及設(shè)置在內(nèi)筒(2)下端的鎖心機構(gòu)(4)，其特征在于，所述取心工具還包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取心工具，其特征在于，所述監(jiān)測模塊(6)包括信號發(fā)射器和信號接收器，所述信號發(fā)射器和所述信號接收器均指向所述信標(biāo)(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取心工具，其特征在于，在所述外筒(1)內(nèi)設(shè)置有懸掛總成(7)，所述內(nèi)筒(2)通過所述懸掛總成(7)與所述外筒(1)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的取心工具，其特征在于，所述監(jiān)測模塊(6)設(shè)置在所述懸掛總成(7)和所述內(nèi)筒(2)之間，所述監(jiān)測模塊(6)的上部與所述懸掛總成(7)固定連接，所述監(jiān)測模塊(6)的下部與所述內(nèi)筒(2)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的取心工具，其特征在于，所述監(jiān)測模塊(6)的下端延伸至所述內(nèi)筒(2)的內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的取心工具，其特征在于，所述監(jiān)測模塊(6)與所述內(nèi)筒(2)通過螺紋連接的方式相互連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的取心工具，其特征在于，所述監(jiān)測模塊(6)的最大外徑等于所述內(nèi)筒(2)的外徑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取心工具，其特征在于，在所述外筒(1)的上端固定設(shè)置有上接頭(8)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的取心工具，其特征在于，在所述外筒(1)的上端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，在所述上接頭(8)的下端設(shè)置有外螺紋，所述上接頭(8)的下端部延伸入所述外筒(1)的內(nèi)部，并通過螺紋連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取心工具，其特征在于，所述信標(biāo)(5)包括接觸部(51)、主體(52)和信號反射部(53)，所述信號反射部(53)和所述接觸部(51)分別設(shè)置在所述主體(52)的上下兩端。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種能夠監(jiān)測巖心進筒長度的取心工具。取心工具括外筒、設(shè)置在所述外筒內(nèi)部的內(nèi)筒、設(shè)置在所述外筒下端的鉆頭以及設(shè)置在內(nèi)筒下端的鎖心機構(gòu)，述取心工具還包括：信標(biāo)，所述信標(biāo)沿軸向滑動式設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)；監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊固定設(shè)置在所述內(nèi)筒的頂部，能夠測量其與所述信標(biāo)的距離。本發(fā)明能夠?qū)r心進入井筒的長度進行監(jiān)測。

技術(shù)研發(fā)人員：孫艷軍,李浩博,寧仁磊,王衛(wèi),李永平,齊志軍
受保護的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6