一种钻进式井壁取芯装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钻进式井壁取芯装置，包括主机体、传动装置和安装在所述传动装置上的钻头，其中，还包括容纳在所述主机体内的机架以及多个第一液压油缸，所述传动装置以可转动的方式安装在所述机架上，所述第一液压油缸安装在所述主机体上，所述第一液压油缸的活塞与所述机架连接，所述第一液压油缸的活塞的伸缩运动带动所述机架在所述主机体内做径向运动，使所述钻头从所述主机体伸出或缩回。上述井壁取芯装置在主机体内设置机架，将装有钻头的传动装置安装在机架上，使用液压油缸直接带动该机架在主机体内做径向运动，从而实现钻头伸缩，结构实现简单、可靠，提高了取芯的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种钻进式井壁取芯装置
本专利技术涉及一种石油勘探领域，更具体地，涉及一种钻进式井壁取芯装置。
技术介绍
钻进式井壁取芯装置是一种石油勘探设备，美国专利US2013/0068531A1公开了一种钻进式井壁取芯装置，如图1所示，取芯装置100下入井中，钻头1002垂直井壁钻进地层进行取芯、折芯作业，钻头1002缩回主机体1001后再完成推芯作业。现有的取芯装置，其工作过程为：地面面板控制井下取芯装置100的电机，电机带动液压泵，产生高压，来驱动推靠臂1003打开，从而使取芯装置固定在取芯深度并紧贴井壁；同时液压系统产生的高压驱动液压马达，液压马达驱动金刚石钻头，使其旋入地层，钻到目标长度后，通过折芯动作取得地层的岩芯。上述取芯装置的钻头安装在液压马达上，驱动钻头的动力传递路线为：电机——>液压泵——>液压马达——>钻头。而液压泵、液压马达的动力传输效率很低，特别是在温度变化很大时，液压油粘度变化很大，效率更低，因此从电机传输到钻头1002的有效功率很小，大概20％左右。为保证钻头1002有足够功率完成取芯作业，电机功率必须很大，而对电机大功率的要求造成井下供电难度很大、风险很高。另外，由于液压油的粘度受温度影响较大，而液压系统的功率传递效率与粘度关系紧密，因此同一种液压油的仪器工作温度范围比较窄，必须根据不同的井下作业温度，频繁更换不同的液压油来完成取芯作业。上述取芯装置的钻头1002在钻进时需要相对主机体1001伸出以紧贴井壁，在折芯后需要将钻头1002缩回主机体1001内。上述取芯装置实现钻头伸缩的机构包括在主体机1001上安装的第一液压油缸、长运动导轨和短运动导轨，依靠第一液压油缸的驱动及液压马达上安装的滑块与长运动导轨、短运动导轨进行配合运动，可以实现钻头1002相对主机体1001伸出或缩回。该实现依赖于轨道的设计，对装置的制造精度要求较高。上述取芯装置的钻头1002需要进行旋转，使钻头1002转动到推芯位置(此时钻头的轴向与主体机的轴向平行)以完成推芯作业，或者使钻头1002转动到初始位置(此时钻头的轴向垂直于主机体的轴向)。上述取芯装置在取芯位置还需要驱动钻头摆动以完成折芯作业。上述取芯装置通过第二液压油缸的活塞和联动机构带动液压马达，依靠液压马达上安装的滑块与长运动导轨、短运动导轨配合运动，来实现钻头1002的旋转和摆动，由于其实现依赖于轨道的设计，对装置的制造精度要求较高。而且，由于钻头1002伸缩时，第二液压油缸和联动机构相对液压马达的位置是变化的，只有在钻头1002的取芯深度足够时，才能够完成折芯作业，如果在取芯过程中钻头1002遇卡，不能够到达指定深度，则无法实现折芯和取芯。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种钻进效率更高的井壁取芯装置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种钻进式井壁取芯装置，包括：电机和钻头，其中，所述井壁取芯装置还包括软轴和减速器，所述软轴一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述减速器的输入端连接，所述钻头安装在所述减速器的输出端上。优选地，所述减速器为直角减速器。上述井壁取芯装置使用软轴和减速器传递钻头钻进所需的动力，相对于液压泵和液压马达效率较高且不会随温度变化而变化，取芯成功率大大提高，且不需要频繁更换液压油，现场维修保养工作量大大降低、同时有效降低了现场作业风险。本专利技术的另一目的是提供一种钻头伸缩机构更为简单、可靠的井壁取芯装置。本专利技术的又一目的是提供一种不受取芯深度限制均可完成折芯的井壁取芯装置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种钻进式井壁取芯装置，包括主机体、传动装置和安装在所述传动装置上的钻头，其中，还包括容纳在所述主机体内的机架以及多个第一液压油缸，所述传动装置以可转动的方式安装在所述机架上，所述第一液压油缸安装在所述主机体上，所述第一液压油缸的活塞与所述机架连接，所述第一液压油缸的活塞的伸缩运动带动所述机架在所述主机体内做径向运动，使所述钻头从所述主机体伸出或缩回。进一步地，所述传动装置为减速器，所述井壁取芯装置还包括电机和软轴，所述软轴一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述减速器的输入端连接，所述钻头安装在所述减速器的输出端上。进一步地，所述井壁取芯装置还包括第二液压油缸和联动机构，所述第二液压油缸固定在所述机架上，所述联动机构的一端连接所述第二液压油缸的活塞，另一端连接所述传动装置，所述第二液压油缸活塞的伸缩运动通过所述联动机构带动所述传动装置相对所述机架旋转，使所述钻头旋转或摆动。进一步地，所述传动装置壳体的两侧设置有转轴，所述转轴套设在所述机架两侧对应的连接孔中；所述联动机构与所述传动装置的连接点设置在所述传动装置的壳体上且偏离所述转轴；所述传动装置在所述联动机构的带动下，以所述转轴为中心相对所述机架旋转。进一步地，所述传动装置壳体的一侧或两侧还设有凸块，所述凸块偏离所述转轴设置；所述机架相应位置上设有限制所述凸块在90度范围内转动的第一限位槽。进一步地，所述第二液压油缸和所述联动机构均有两个，所述联动机构为二连杆机构，包括与所述第二液压油缸的活塞连接的第一连杆及与所述传动装置连接的第二连杆，所述机架上设有限制所述第一连杆在轴向运动的第二限位槽。进一步地，所述第一液压油缸有2N个，固定在所述主机体上所述钻头伸出的一侧，其中，N个第一液压油缸的活塞与所述机架的一边固定连接，另N个第一液压油缸的活塞与所述机架的另一边固定连接，N为正整数。进一步地，所述传动装置上安装有一个或多个角度传感器，用于检测所述钻头的旋转角度。进一步地，所述电机固定在所述主体机上。上述井壁取芯装置在主机体内设置机架，将装有钻头的传动装置安装在机架上，使用液压油缸直接带动该机架在主机体内做径向运动，从而实现钻头伸缩，结构实现简单、可靠，提高了取芯的精准度。较佳地，将实现钻头旋转、摆动所需的第二液压油缸和联动机构安装在该机架上，随着机架一起运动，避免了钻头遇卡时无法实现取芯的情况。附图说明图1是现有的钻进式井壁取芯装置使用状态图。图2是本申请的钻进式井壁取芯装置立体装配图。图3是图2的俯视图。图4是图3的A-A剖视图。图5是图3的B-B剖视图。图6是将主机体1剥离后，机架7及其上安装的部件的立体图。图7是将机架7剥离后，钻头2、直角减速器4及与直角减速器4相连的相关部件的立体图。图8是钻头2已伸出主机体1到达取芯位置时，与图4同一剖切位置剖视图。图9是钻头2已伸出主机体1到达取芯位置时，与图5同一剖切位置剖视图。图10是钻头旋转至推芯位置时，与图4同一剖切位置剖视图。图11是钻头旋转至推芯位置时，与图5同一剖切位置剖视图。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。图2、图3示出了本实施例钻进式井壁取芯装置的立体图和俯视图。本实施例的井壁取芯装置包括主机体1，从主机体1表面可以看到直角减速器4、推靠臂3等部件。图4是图3的A-A剖视图、图5是图3的B-B剖视图。图4中示出的用于实现钻头钻进的动力机构包括钻头2、直角减速器4、软轴5和电机6，软轴5的一端与电机6的输出轴连接，另一端与直角减速器4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻进式井壁取芯装置，包括主机体、传动装置和安装在所述传动装置上的钻头，其中，还包括容纳在所述主机体内的机架以及多个第一液压油缸，所述传动装置以可转动的方式安装在所述机架上，所述第一液压油缸安装在所述主机体上，所述第一液压油缸的活塞与所述机架连接，所述第一液压油缸的活塞的伸缩运动带动所述机架在所述主机体内做径向运动，使所述钻头从所述主机体伸出或缩回。

【技术特征摘要】
1.一种钻进式井壁取芯装置，包括主机体、传动装置和安装在所述传动装置上的钻头，其中，还包括容纳在所述主机体内的机架以及多个第一液压油缸，所述传动装置以可转动的方式安装在所述机架上，所述第一液压油缸安装在所述主机体上，所述第一液压油缸的活塞与所述机架连接，所述第一液压油缸的活塞的伸缩运动带动所述机架在所述主机体内做径向运动，使所述钻头从所述主机体伸出或缩回；所述传动装置为减速器，所述井壁取芯装置还包括电机和软轴，所述软轴一端与所述电机的输出轴连接，另一端与所述减速器的输入端连接，所述钻头安装在所述减速器的输出端上。2.根据权利要求1所述的钻进式井壁取芯装置，其中，所述井壁取芯装置还包括第二液压油缸和联动机构，所述第二液压油缸固定在所述机架上，所述联动机构的一端连接所述第二液压油缸的活塞，另一端连接所述传动装置，所述第二液压油缸活塞的伸缩运动通过所述联动机构带动所述传动装置相对所述机架旋转，使所述钻头旋转或摆动。3.根据权利要求2所述的钻进式井壁取芯装置，其中，所述传动装置壳体的两侧设置有转轴，所述转轴套设在所述机架两侧对应的连接孔中；所述联动机构与所述传动装置的连接点设置在所述传动装置的壳体上且偏离所述转轴；所述传动装置在所述联动机构的带动下，以所述转轴为中心相对所述机架旋转。4.根据权利要求3所述的钻进式井壁取芯装置，其中，所述传动装置壳体的一侧或两侧还设有凸块，所述凸块偏离所述转轴设置；所述机架相应位置上设有限制所述凸块在90度范围内转动的第一限位槽。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永仁，田志宾，卢涛，韩奋，郝桂青，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11