取芯钻机控制机构制造技术

本发明专利技术公开一种取芯钻机控制机构，包括中心杆和外筒，中心杆由后至前穿过液道启动模块、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块内腔，取芯筒连接模块包括芯管连管、芯环轴承、轴承内圈、滚珠A和滚珠B，芯管连管前端连取芯筒，轴承内圈在芯管连管内，芯环轴承与外筒内壁连接，芯环轴承内壁有滚珠槽A，芯管连管有滚珠孔A和滚珠槽B，轴承内圈有滚珠孔B和滚珠槽C，中心杆外壁有滚珠槽D，钻井时，芯管连管通过滚珠A与芯环轴承连接，芯管连管通过滚珠B与轴承内圈连接，提拉时，芯管连管通过滚珠A与轴承内圈连接，轴承内圈通过滚珠B与中心杆连接。本发明专利技术提供的取芯钻机控制机构，可与地面设备配合控制取芯钻机井下设备按取芯步骤工作。

【技术实现步骤摘要】
取芯钻机控制机构
本专利技术涉及钻井取芯系统，尤其涉及一种取芯钻机控制机构。
技术介绍
在油田勘探过程中，岩芯是发现油气层和研究地层、生油层、储油层、盖层、构造等的重要资料，通过对岩芯的观察研究，可以直接地了解地下岩层的岩性、物性和含油、气、水产状特征。油田投入开发后，要通过岩芯进一步研究和认识油层沉积特征，储层的物性、孔隙结构、润湿性、相对渗透率、岩相特征，油层物理模拟和油层水淹规律；认识和掌握不同开发阶段、不同含水阶段油层水淹特征，搞清剩余油分布，为油田开发方案设计，层系、井网调整和加密井提供科学依据。取岩芯是在钻井过程中使用特殊的取芯工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩芯，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取芯工具，钻取出的岩石样品。井下温度高，电气设备无法使用，需采用机械结构来控制钻机设备的各步骤工作。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种取芯钻机控制机构，可与地面设备配合控制取芯钻机井下设备按取芯步骤工作。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术公开的取芯钻机控制机构，包括中心杆、液道启动模块、外筒、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块,中心杆由后至前穿过液道启动模块、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块内腔，液道启动模块在外筒后方，液道启动模块与外筒解锁模块相连；所述取芯筒连接模块包括芯管连管、芯环轴承和轴承内圈，中心杆穿过芯管连管、芯环轴承和轴承内圈，芯管连管前端连接取芯筒，轴承内圈在芯管连管内，所述芯环轴承与外筒内壁连接，芯环轴承内径大于芯管连管和取芯筒外径，所述芯环轴承内壁有滚珠槽A，芯管连管开有滚珠孔A和滚珠槽B，滚珠槽B在芯管连管内壁，滚珠孔A在滚珠槽B前方，所述轴承内圈开有滚珠孔B和滚珠槽C，滚珠槽C在轴承内圈外壁，滚珠孔B在滚珠槽C后方，滚珠孔A内有滚珠A，滚珠A直径大于滚珠孔A深度，滚珠孔B内有滚珠B，滚珠B直径大于滚珠孔B深度，所述中心杆外壁有由后至前依次有滚珠槽D和内圈止位台阶，内圈止位台阶外径大于轴承内圈内径，内圈止位台阶外径小于芯管连管内径，内圈止位台阶与滚珠槽D之间的距离等于轴承内圈前端与滚珠孔B之间的距离，钻井时，滚珠A在滚珠孔A和滚珠槽A内，滚珠B在滚珠孔B和滚珠槽B内，芯管连管通过滚珠A与芯环轴承连接，芯管连管通过滚珠B与轴承内圈连接，提拉时，滚珠A在滚珠孔A和滚珠槽C内，滚珠B在滚珠孔B和滚珠槽D内，芯管连管通过滚珠A与轴承内圈连接，轴承内圈通过滚珠B与中心杆连接。进一步的，所述液道启动模块包括锁体、锁定杆、启动剪销，锁定杆在锁体内，锁定杆和锁体通过启动剪销连接，所述中心杆在锁定杆内，锁体包括密封段A，锁定杆包括密封段B，所述密封段A与密封段B密封配合，所述密封段B与中心杆密封配合，中心杆与锁定杆之间有液道A，锁定杆开有流出孔A，流出孔A连通液道A，流出孔A在密封段B后方，锁体与锁定杆间有液道B，液道B在密封段A前方，启动剪销剪断前，流出孔A出口在密封段A处，液道A前端密封，启动剪销剪断后，锁定杆前移，流出孔A出口位于密封段A前方，液道A与液道B通过流出孔A连通。进一步的，所述外筒解锁模块包括连接管和锁销，连接管后端与锁体连接，锁销后端与锁定杆连接，中心杆穿过锁销内腔，锁销在连接管内，连接管前段外径小于外筒内径，连接管前段侧壁有解锁孔，所述锁销外壁有凹槽A，所述外筒内壁有凹槽B，还包括销钉，销钉长度大于解锁孔深度，销钉在解锁孔内，所述销钉外端倒角处理和/或凹槽B侧面为斜面，凹槽A的宽度不小于销钉内端宽度，凹槽B的宽度不小于销钉外端宽度，启动剪销剪断前，连接管前端在外筒内，销钉在凹槽A前方，销钉内端面与锁销外壁滑动配合，销钉外端嵌入凹槽B内，启动剪销剪断后，锁定杆带动锁销前移，解锁孔与凹槽A正对，销钉内端嵌入凹槽A内，销钉内端面到外筒内壁的距离大于销钉长度。进一步的，所述分流模块包括阀门壳体、锁外壳和触发机构，中心杆穿过阀门壳体内腔，阀门壳体在锁外壳内，阀门壳体由后至前包括密封段C和导流段，锁外壳由后至前包括流入段B和流出段B，中心杆与流入段B间有液道D，中心杆外壁与阀门壳体内壁之间有液道E，液道D后端连通液道B，液道E与液道D连通，液道E与前方钻头冷却孔连通，所述流入段B内径大于密封段C外径，密封段C外径大于导流段外径，所述流出段B内径等于密封段C外径，流出段B开有流出孔B，流出孔B出口连通液压马达，停钻前，密封段C前端在流入段B，液道D与流出孔B连通，停钻后，密封段C与流出段B密封配合，液道D与流出孔B隔断。进一步的，所述阀门壳体还包括锁紧段A，锁紧段A与导流段前端连接，所述锁外壳还包括锁紧段B，锁紧段B与流出段B前端相连，所述外筒内壁连有安全齿轮，所述触发机构包括锁紧套、固定环和安全齿轮，锁外壳穿过锁紧套内腔，所述锁紧段A外壁开有锁紧槽A，锁紧段B上有锁紧孔A和锁紧孔B，锁紧孔B在锁紧孔A前方，锁紧孔A和锁紧孔B均为通孔，锁紧孔A和锁紧孔B尺寸相同，锁紧孔A和锁紧孔B内均有锁紧球，锁紧球直径大于锁紧孔A深度，锁紧套由后至前包括冲击段和锁紧段C，锁紧段C内壁有锁紧槽B和锁紧槽C，锁紧槽C在锁紧槽B前方，锁紧槽B与锁紧槽C之间的距离等于锁紧孔A与锁紧孔B之间的距离，所述固定环固定在锁紧段B外壁，固定环在锁紧孔A后方，冲击段内径大于固定环外径，锁紧段C在固定环前方，安全齿轮由后至前包括卡紧部和挤压部，挤压部前端面内径小于冲击段外径，挤压部内径不小于固定环外径，卡紧部前端面内径小于固定环后端面外径，中心杆有限位部，限位部在锁紧段B内，限位部在锁紧段A前方，限位部外壁开有锁紧槽D，锁紧槽D在锁紧槽A前方，限位部内部开有液道F，液道E通过液道F与前方钻头冷却孔连通，卡紧部前端面到挤压部前端面的轴向距离等于停钻前锁紧孔A孔心到锁紧槽B中心的轴向距离，停钻前密封段C后端到流出孔B后端的距离大于停钻后锁紧孔A孔心到锁紧槽A中心的轴向距离，停钻后锁紧孔A孔心到锁紧槽A中心的轴向距离大于停钻前密封段C前端到流出孔B前端的距离。进一步的，所述中心杆与锁销和锁定杆之间有液道C，锁定杆侧壁开有流入孔，液道B和液道C通过流入孔连通，液道C与液道D连通，连接管由后至前包括泄压段和阻流段，锁销与阻流段密封配合，阻流段内径小于泄压段内径，泄压段开有泄压孔，泄压孔为通孔，液道B内有剪切柱塞，剪切柱塞内径大于锁销和锁定杆外径，剪切柱塞通过结束剪销与锁体连接，剪切柱塞由后至前包括剪切段和反冲段，剪切段外壁与锁体内壁密封配合，反冲段外径等于泄压段泄压孔前方部分内径，停钻前，反冲段前端在泄压孔前端前方，反冲段与泄压段泄压孔前方部分密封配合，停钻后，前方液体回流冲击剪切柱塞前端，剪切柱塞后移，反冲段前端在泄压孔前端后方，液道B与泄压孔连通。进一步的，所述锁定杆外壁和锁体内壁有相互配合的限位台阶。进一步的，还包括锁紧螺母，锁紧螺母在锁体后方，锁紧螺母前后贯通，中心杆穿过锁紧螺母内腔，锁紧螺母前端与锁体后端螺纹连接，启动剪销穿过锁体后端螺纹处。进一步的，所述锁紧螺母包括固定段和螺纹段，锁定杆台阶后方外径小于固定段内径，固定段内径小于锁定杆台阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.取芯钻机控制机构，其特征在于：包括中心杆(14)、液道启动模块、外筒(23)、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块,中心杆(14)由后至前穿过液道启动模块、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块内腔，液道启动模块在外筒(23)后方，液道启动模块与外筒解锁模块相连；所述取芯筒连接模块包括芯管连管(62)、芯环轴承(63)和轴承内圈(64)，中心杆(14)穿过芯管连管(62)、芯环轴承(63)和轴承内圈(64)，芯管连管(62)前端连接取芯筒(65)，轴承内圈(64)在芯管连管(62)内，所述芯环轴承(63)与外筒(23)内壁连接，芯环轴承(63)内径大于芯管连管(62)和取芯筒(65)外径，所述芯环轴承(63)内壁有滚珠槽A(631)，芯管连管(62)开有滚珠孔A(621)和滚珠槽B(622)，滚珠槽B(622)在芯管连管(62)内壁，所述轴承内圈(64)开有滚珠孔B(641)和滚珠槽C(642)，滚珠槽C(642)在轴承内圈(64)外壁，滚珠孔A(621)内有滚珠A(6211)，滚珠孔B(641)内有滚珠B(6411)。

【技术特征摘要】
1.取芯钻机控制机构，其特征在于：包括中心杆(14)、液道启动模块、外筒(23)、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块,中心杆(14)由后至前穿过液道启动模块、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块内腔，液道启动模块在外筒(23)后方，液道启动模块与外筒解锁模块相连；所述取芯筒连接模块包括芯管连管(62)、芯环轴承(63)和轴承内圈(64)，中心杆(14)穿过芯管连管(62)、芯环轴承(63)和轴承内圈(64)，芯管连管(62)前端连接取芯筒(65)，轴承内圈(64)在芯管连管(62)内，所述芯环轴承(63)与外筒(23)内壁连接，芯环轴承(63)内径大于芯管连管(62)和取芯筒(65)外径，所述芯环轴承(63)内壁有滚珠槽A(631)，芯管连管(62)开有滚珠孔A(621)和滚珠槽B(622)，滚珠槽B(622)在芯管连管(62)内壁，所述轴承内圈(64)开有滚珠孔B(641)和滚珠槽C(642)，滚珠槽C(642)在轴承内圈(64)外壁，滚珠孔A(621)内有滚珠A(6211)，滚珠孔B(641)内有滚珠B(6411)。2.根据权利要求1所述的取芯钻机控制机构，其特征在于：所述液道启动模块包括锁体(11)、锁定杆(12)、启动剪销(13)，锁定杆(12)在锁体(11)内，锁定杆(12)和锁体(11)通过启动剪销(13)连接，所述中心杆(14)在锁定杆(12)内，锁体(11)的密封段A(112)与锁定杆(12)的密封段B(123)密封配合，所述密封段B(123)与中心杆(14)密封配合，中心杆(14)与锁定杆(12)之间有液道A(41)，锁定杆(12)上有连通液道A(41)和外壁的流出孔A(1221)，流出孔A(1221)在密封段B(123)后方，锁体(11)与锁定杆(12)间有液道B(42)，液道B(42)在密封段A(112)前方，流出孔A(1221)出口在密封段A(112)处，液道A(41)前端密封。3.根据权利要求2所述的取芯钻机控制机构，其特征在于：所述外筒解锁模块包括连接管(21)和锁销(22)，连接管(21)后端与锁体(11)连接，锁销(22)后端与锁定杆(12)连接，中心杆(14)穿过锁销(22)内腔，锁销(22)在连接管(21)内，连接管(21)前段连接在外筒(23)内，连接管(21)前段侧壁有解锁孔，所述锁销(22)外壁有凹槽A(221)，所述外筒(23)内壁有凹槽B(231)，销钉(24)设置在解锁孔内，销钉(24)长度大于解锁孔深度，所述销钉(24)外端倒角处理和/或凹槽B(231)侧面为斜面，凹槽A(221)的宽度不小于销钉(24)内端宽度，凹槽B(231)的宽度不小于销钉(24)外端宽度，连接管(21)前端在外筒(23)内，销钉(24)在凹槽A(221)前方，销钉(24)内端面与锁销(22)外壁滑动配合，销钉(24)外端嵌入凹槽B(231)内。4.根据权利要求2所述的取芯钻机控制机构，其特征在于：所述分流模块包括阀门壳体(31)、锁外壳(32)和触发机构，中心杆(14)穿过阀门壳体(31)内腔，阀门壳体(31)在锁外壳(32)内，阀门壳体(31)由后至前包括密封段C(311)和导流段(312)，锁外壳(32)由后至前包括流入段B(321)和流出段B(322)，中心杆(14)与流入段B(321)间有液道D(44)，中心杆(14)外壁与阀门壳体(31)内壁之间有液道E(45)，液道D(44)后端连通液道B(42)，液道E(45)与液道D(44)连通，液道E(45)与前方钻头冷却孔连通，所述流入段B(322)内径大于密封段C(311)外径，密封段C(311)外径大于导流段(312)外径，所述流出段B(322)内径等于密封段C(311)外径，流出段B(322)开有流出孔B(3221)，流出孔B(3221)连通液压马达，密封段C(311)前端在流入段B(321)，液道D(44)与流出孔B(3221)连通。5.根据权利要求4所述的取芯钻机控制机构，其特征在于：所述阀门壳体(31)还包括锁紧段A(313)，锁紧段A(313)与导流段(312)前端连接，所述锁外壳(32)还包括锁紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明忠，谢和平，陈领，郭峻，张志龙，张泽天，张茹，鲁义强，李聪，何志强，
申请(专利权)人：深圳大学，四川大学，
类型：发明
国别省市：广东,44