任意井段的钻井取芯装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钻井取芯工具技术领域，是一种任意井段的钻井取芯装置，包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。本发明专利技术结构合理而紧凑，其操作简单方便，通过锚定短节可实现井内任意位置的锚定，从而使得取芯工具在斜向器的导向作用下完成任意井段的取芯作业，进而加速开发过程，缩短开发周期，有助于降低开发的风险。

【技术实现步骤摘要】
任意井段的钻井取芯装置
本专利技术涉及钻井取芯工具
，是一种任意井段的钻井取芯装置。
技术介绍
在石油地质勘探过程中，目前采用的是先依靠地质勘察、地震等物探手段对即将施工的区块进行地层预测，然后再通过钻井及钻井过程中的地质录井、电测等方法来确定是否用有开发价值，必要时需要通过开展地质取芯对该地层的物性进行准确的分析确认的工艺流程。但这种方式存在的不足是，地层的预测都是建立在地质勘察、地震等物探手段上，其对地层的辨识存在着偏差，而且通过地质录井、电测等方式进行地层辨识还存在着一定的滞后，由于只有打到或打过某一地层后才能探知其属性，导致经常会出现打过目的层的现象。而由于现有的钻井取心工具无法在任意位置取心，一旦打过目的层，就无法进行取心操作，要想获取该地层的准确物化性能，就只有重新布井后才能通过常规的取芯手段来实现；且当一口井内有多个目的层时，需由上至下逐个目的层进行钻具和取心工具的更换，操作过程繁琐，施工效率低。而增加一口井探井将大幅增加勘探开发的费用，且会影响勘探开发的进度。同时，地层预测的误差使得钻井过程中开展的中途循环录井和取芯作业对的钻井速度产生较大的负面影响，会导致勘探开发的周期延长，费用和风险增大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种任意井段的钻井取芯装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有钻井取心技术存在的无法在任意位置取心，在打井时超过目的层后，需重新布井后取芯，从而延长开发周期和时间，并大幅增加开发费用和风险的问题。本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种任意井段的钻井取芯装置，包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述锚定短节可包括锚定短节本体和锚定控制壳体，锚定短节本体的中部内侧有憋压通道，锚定短节本体的中部外侧固定按在有能在憋压通道憋压后锚定且在其泄压后解除锚定的锚定组件，锚定短节本体的下端与锚定控制壳体的上端固定安装在一起，锚定短节本体的下部内侧与锚定控制壳体的上部内侧之间有与憋压通道相通的锚定控制安装腔；在锚定控制安装腔的上部内侧固定安装有上端封堵在憋压通道下部内侧的阀体安装座，阀体安装座上固定安装有两位三通控制阀和液压泵，两位三通控制阀包括控制进液口、控制出液口和控制双向口，对应液压泵出液口位置的阀体安装座上分布有与控制进液口相通的出液通道，对应控制双向口位置的阀体安装座上有与憋压通道相通的连接通道，对应液压泵下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有密封端盖，且密封端盖和阀体安装座将锚定控制安装腔分隔成液压泵的循环油腔，控制出液口和液压泵的进液口均与循环油腔相通；对应密封端盖下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有锚定控制模块、无线指令接收传感器和锚定电源，两位三通控制阀、液压泵、锚定控制模块、无线指令接收传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端电连接在一起，无线指令接收传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。上述在阀体安装座上还可固定安装有溢流阀和锚定内腔压力传感器，在阀体安装座上分别分布有连通溢流阀进液口与出液通道以及连通锚定内腔压力传感器探头与出液通道的支路通道，溢流阀的出液口与循环油腔相通；锚定内腔压力传感器的供电输入端与锚定电源的供电输出端电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。上述两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器的供电输入端均可与锚定电源的供电输出端通过导线电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端通过导线电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端通过导线电连接在一起；阀体安装座的上端外侧与憋压通道的内侧之间、密封端盖的外侧与锚定控制壳体的内侧之间以及锚定控制壳体的上端外侧与锚定短节本体的内侧之间均设有密封圈，密封端盖上固定安装有两端分别位于密封端盖上方和下方的导电插针，连接在两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器上的导线分别通过对应的导电插针与锚定电源和锚定控制模块电连接在一起。上述锚定组件可包括驱动活塞、锚定锁块、限位压块和回位弹簧，锚定短节本体的中部外侧沿圆周分布有至少两组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有至少一个锚定锁块，对应每个锚定锁块内侧位置的安装凹槽内均嵌有能内外移动的驱动活塞，对应每个驱动活塞内侧位置的锚定短节本体上均分布有与憋压通道相通的驱动通道，对应每个安装凹槽外侧位置的锚定短节本体外侧均固定安装有对应的限位压块，每个限位压块与对应的锚定锁块之间均设有回位弹簧；在锚定短节本体的外侧壁上沿圆周分布有至少一个上下贯通的流通通道。上述在斜向器的下部内侧可有内环台，在内环台内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段、大径段、缩径段和大径段，且限位段、大径段和缩径段的外径依次递减，限位段座于内环台上且在上方的大径段位于内环台内侧，在下方的大径段的外侧与锚定短节本体的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段上端内径的限位螺栓；对应斜向器下部内侧位置的锚定短节本体的侧壁上固定安装有应急泄压阀，对应应急泄压阀内侧位置的锚定短节本体的侧壁是分布有能与憋压通道相通的应急泄压通道，应急泄压阀到斜向器底部的距离小于限位螺栓的螺帽与限位段之间的距离。上述对应定力拉断螺栓与憋压通道之间位置的锚定短节本体内侧可由上至下依次分布有挡环、缓冲弹簧和浮动活塞，挡环通过螺钉固定安装在锚定短节本体内侧，浮动活塞呈上大下小的台阶状，对应浮动活塞位置的锚定短节本体内侧呈与之相配合的台阶孔状，浮动活塞的下部与对应的锚定短节本体内侧之间设有能封堵憋压通道的密封圈，缓冲弹簧的两端分别抵在挡环和浮动活塞上。上述启动指令收发短节可包括启动短节本体、启动电源、通讯控制模块、无线指令发送传感器、泥浆内腔压力传感器和启动密封套；启动短节本体内侧有上下贯穿的泥浆通道，在启动短节本体的内侧固定安装有感应部位与泥浆通道相通的泥浆内腔压力传感器，在启动短节本体的外侧固定安装有无线指令发送传感器；启动短节本体的中部外侧固定安装有启动密封套，启动密封套与启动短节本体之间有呈环状的启动安装空腔，启动安装空腔内固定安装有启动电源和通讯控制模块；通讯控制模块、无线指令发送传感器和泥浆内腔压力传感器的供电输入端均与启动电源的供电输出端电连接在一起，泥浆内腔压力传感器的信号输出端与通讯控制模块的信号输入端电连接在一起，通讯控制模块的信号输出端与无线指令发送传感器的信号输入端电连接在一起。本专利技术结构合理而紧凑，使用方便，其使用过程操作简单方便，省时省力，通过锚定短节可实现井内任意位置的锚定，从而使得取芯工具在斜向器的导向作用下完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任意井段的钻井取芯装置，其特征在于包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。

【技术特征摘要】
1.一种任意井段的钻井取芯装置，其特征在于包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起；其中：锚定短节包括锚定短节本体和锚定控制壳体，锚定短节本体的中部内侧有憋压通道，锚定短节本体的中部外侧固定安装有能在憋压通道憋压后锚定且在其泄压后解除锚定的锚定组件，锚定短节本体的下端与锚定控制壳体的上端固定安装在一起，锚定短节本体的下部内侧与锚定控制壳体的上部内侧之间有与憋压通道相通的锚定控制安装腔；在锚定控制安装腔的上部内侧固定安装有上端封堵在憋压通道下部内侧的阀体安装座，阀体安装座上固定安装有两位三通控制阀和液压泵，两位三通控制阀包括控制进液口、控制出液口和控制双向口，对应液压泵出液口位置的阀体安装座上分布有与控制进液口相通的出液通道，对应控制双向口位置的阀体安装座上有与憋压通道相通的连接通道，对应液压泵下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有密封端盖，且密封端盖和阀体安装座将锚定控制安装腔分隔成液压泵的循环油腔，控制出液口和液压泵的进液口均与循环油腔相通；对应密封端盖下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有锚定控制模块、无线指令接收传感器和锚定电源，两位三通控制阀、液压泵、锚定控制模块、无线指令接收传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端电连接在一起，无线指令接收传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。2.根据权利要求1所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于在阀体安装座上还固定安装有溢流阀和锚定内腔压力传感器，在阀体安装座上分别分布有连通溢流阀进液口与出液通道以及连通锚定内腔压力传感器与出液通道的支路通道，溢流阀的出液口与循环油腔相通；锚定内腔压力传感器的供电输入端与锚定电源的供电输出端电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。3.根据权利要求2所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端通过导线电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端通过导线电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端通过导线电连接在一起；阀体安装座的上端外侧与憋压通道的内侧之间、密封端盖的外侧与锚定控制壳体的内侧之间以及锚定控制壳体的上端外侧与锚定短节本体的内侧之间均设有密封圈，密封端盖上固定安装有两端分别位于密封端盖上方和下方的导电插针，连接在两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器上的导线分别通过对应的导电插针与锚定电源和锚定控制模块电连接在一起。4.根据权利要求1或2或3所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于锚定组件包括驱动活塞、锚定锁块、限位压块和回位弹簧，锚定短节本体的中部外侧沿圆周分布有至少两组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有至少一个锚定锁块，对应每个锚定锁块内侧位置的安装凹槽内均嵌有能内外移动的驱动活塞，对应每个驱动活塞内侧位置的锚定短节本体上均分布有与憋压通道相通的驱动通道，对应每个安装凹槽外侧位置的锚定短节本体外侧均固定安装有对应的限位压块，每个限位压块与对应的锚定锁块之间均设有回位弹簧；在锚定短节本体的外侧壁上沿圆周分布有至少一个上下贯通的流通通道。5.根据权利要求1或2或3所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于在斜向器的下部内侧有内环台，在内环台内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段、大径段、缩径段和大径段，且限位段、大径段和缩径段的外径依次递减，限位段座于内环台上且在上方的大径段位于内环台内侧，在下方的大径段的外侧与锚定短节本体的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段上端内径的限位螺栓；对应斜向器下部内侧位置的锚定短节本体的侧壁上固定安装有应急泄压阀，对应应急泄压阀内侧位置的锚定短节本体的侧壁是分布有能与憋压通道相...

【专利技术属性】
技术研发人员：易贵华，王雄鹰，刘冰兵，李峰，罗亮，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65