一种水平井原位监测保真连续取心工具制造技术

本发明专利技术涉及的是一种水平井原位监测保真连续取心工具，它包括安全总成、六方差动反抬升机构、悬挂旋转总成、原位保真智能控制总成、存储内筒总成、外筒、取心钻头，安全总成、上外扶正器、外筒、下外扶正器、取心钻头依次固定连接组成外筒总成，六方差动反抬升机构、悬挂旋转总成、原位智能控制总成、存储内筒总成依次固定连接组成内筒总成，内筒总成置于外筒总成内部，且内筒总成通过悬挂旋转机构连接在外筒总成上。取心结束后投入可溶球，使六方差动机构憋压反抬升完成割心作业；通过气压缸活塞杆带动滑块阀杆移动实现球阀开启关闭，可溶球反应溶解，完成多点连续取心作业；通过原位保真智能控制总成记录并反馈调节内筒环境与原位环境的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井原位监测保真连续取心工具一、
：本专利技术涉及的是石油与天然气勘探开发工具领域，具体涉及的是一种水平井原位监测保真连续取心工具。二、
技术介绍
：随着浅部油气资源的日益枯竭,我国的油气资源开发全面向深层油气藏进军，深部开采将成为油气资源开发中的常态，目前已经成为实现产量接替的重要领域。岩心是油气勘探开发过程中最真实的依据，钻井取心技术是获取岩心的最直接方式，岩心在取心起钻过程中由于赋存条件的改变间接影响了测量岩心含油气量、力学参数、孔隙参数等结果的准确性，测量数据失真影响了油气资源的储层评价和开发设计。目前的取心工具大多仅能钻取单段岩心，不适用于同一井眼多井段连续取心。因此，迫切需求研究新的取心工具解决以上的技术瓶颈和难题。三、
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种水平井原位监测保真连续取心工具，这种水平井原位监测保真连续取心工具用于解决目前的取心工具大多仅能钻取单段岩心，不适用于同一井眼多井段连续取心。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水平井原位监测保真连续取心工具包括安全总成、六方差动反抬升机构、悬挂旋转总成、原位保真智能控制总成、存储内筒总成、外筒、取心钻头，安全总成、上外扶正器、外筒、下外扶正器、取心钻头依次固定连接组成外筒总成，外筒为柔性外筒，所述六方差动反抬升机构、悬挂旋转总成、原位智能控制总成、存储内筒总成依次固定连接组成内筒总成，安全总成上部设有与钻杆连接的安全公接头，内筒总成置于外筒总成内部，且内筒总成通过悬挂旋转机构连接在外筒总成上，内筒扶正器安装于内筒总成与外筒总成环隙；所述六方差动反抬升机构包括差动活塞轴、差动活塞套、差动弹簧、缓冲机构，差动活塞轴上端外壁螺纹连接安全公接头，差动活塞轴底端内壁设有球座，差动活塞套套装在活塞轴外侧，差动活塞套与安全公接头之间的差动活塞轴外设置差动弹簧，差动活塞轴底端外台阶为正六方体，与差动活塞套正六方内壁轴向滑动密封配合，差动活塞轴与差动活塞套之间形成环空，差动活塞套能够沿差动活塞轴上下移动，差动活塞轴具有中心流道，差动活塞轴下端侧壁开有能够与差动活塞轴和差动活塞套之间环空相连通的泄压孔，差动活塞套侧壁开有分流通道，差动活塞套下端螺纹连接转换接头，转换接头下端螺纹连接缓冲机构；所述缓冲机构由缓冲连接轴、缓冲紧帽、缓冲下接头和缓冲弹簧组成，缓冲连接轴上端外壁螺纹连接转换接头，缓冲紧帽与缓冲下接头螺纹连接，缓冲连接轴置于缓冲紧帽、缓冲下接头内，缓冲弹簧套装在缓冲连接轴下端，缓冲下接头底端周向开设缓冲下接头钻井液流道和销孔，缓冲下接头钻井液流道经悬挂旋转总成与外筒总成、内筒总成之间的环隙相通；所述原位保真智能控制总成包括气、液储存腔室、测量反馈仪器舱、温度压力测量系统、温度压力反馈系统、气压缸控制系统，所述气、液储存腔室包括高压氮气室、反应基础液腔室和反应触发液腔室，气、液储存腔室上部通过差值短节螺纹连接悬挂心轴，高压氮气腔室分别通过传输管道连接反应基础液腔室、反应触发液腔室、气压缸控制系统、存储内筒总成，所述传输管道上安装有多组电磁阀串并联配合，温度压力测量系统、温度压力反馈系统集成安装于测量反馈仪器舱内部，测量反馈仪器舱上部连接气、液储存腔室，测量反馈仪器舱下部连接存储内筒总成；气压缸控制系统由三个气压缸及相应刚性连接杆组成；所述存储内筒总成包括三个取心内筒、三个球阀总成、岩心爪组件、岩石限位器、保温筒、内筒扶正器，三个取心内筒外壁分别开设注气孔，注气孔通过传输管道连接高压氮气室，三个取心内筒外壁表面覆着石墨烯涂层及绝缘层，三个取心筒依次通过球阀总成连接，第一取心内筒上部螺纹连接测量反馈短节；第三取心内筒外壁另外开设有反应基础液、反应触发液注液口，底部存在夹层，并在内壁周向开设多个注液口；所述岩心爪组件包括卡箍座和卡箍，所述卡箍座螺纹连接在第三取内心筒与第三球阀之间，卡箍座外壁开设有高压氮气注入口，卡箍外壁斜面与卡箍座内壁斜面形成接触副；所述球阀总成的滑块阀杆通过刚性连杆连接一个气压缸，滑块阀杆安装在阀体滑道槽内部，气压缸活塞杆带动滑块阀杆在阀体滑道槽内上下移动，滑块阀杆通过钢丝绳连接阀体表面连接轴，阀体通过其上的螺栓轴旋转。上述方案中悬挂旋转总成包括悬挂接头、悬挂心轴、轴承紧帽、轴承组、轴承座、堵头，所述悬挂接头上端周向开设的悬挂接头钻井液流道与缓冲下接头钻井液流道连通，悬挂接头上端周向开设销子孔和键槽，通过悬挂销子配合悬挂在缓冲下接头上，通过滑动螺钉连接安全母接头，悬挂销子一端由销堵锁紧固定，另一端顶在销子挡套外壁，所述销子挡套上部周向开设有钻井液孔连通悬挂接头钻井液流道和悬挂心轴中心空腔，所述悬挂心轴底部周向开设分流孔，分流孔与其下方的外筒总成、内筒总成之间的环隙连通，堵头封堵于悬挂心轴下端；所述悬挂接头、轴承紧帽、悬挂心轴、、轴承座组成的密闭空间称为轴承盒，所述轴承组安装在轴承盒内部，悬挂心轴与悬挂接头之间设置有推力轴承，推力轴承下端顶在悬挂心轴台阶面上，推力轴承与轴承座构成轴向限位配合；所述悬挂心轴与悬挂接头之间还设置有向心轴承，向心轴承与推力轴承之间设置有间隔部件，向心轴承与轴承紧帽之间设置有用于定位向心轴承的轴向钢丝挡圈。上述方案中安全总成包括安全公接头和安全母接头，安全公接头下端外壁螺纹连接安全母接头，安全公接头下端内壁螺纹连接差动活塞轴，安全母接头下端外壁连接外扶正器。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用柔性外筒实现小曲率半径水平井的通过性；采用气压缸系统刚性连接球阀滑块阀杆完成球阀反复开启和关闭，实现多点连续取心目的；原位保真智能控制总成实时监测内筒环境与外界赋存环境的温度、压力变化情况进行反馈控制，独立调节所有岩心的存储环境完成保真目的，采用多组电磁阀串并联配合，实现智能自动控制；钻井液通过预留通道进行循环达到隔离钻井液的目的；采用六方差动反抬升机构，取心钻进结束后通过钻井液憋压反抬升割心，使该工具适用于大斜度井或水平井，对井斜要求低；具有内、外扶正器，保证内、外筒的同轴度和扶正，有利于岩心的钻取。2、本专利技术允许通过水平井小曲率半径钻取岩心，取心过程中原位监测赋存环境，通过封固成型和智能反馈控制系统实现岩心保真，同时可以实现多点连续取心，以更加准确、高效地进行残余油储量计算和指导油气田勘探开采方案。3、本专利技术取心工具下入垂直段后，通过柔性外筒通过小曲率半径进入水平段，循环钻井液清洗井底。取心钻进至目标位置后，投入可溶憋压球使得六方差动反抬升机构内憋压，推动差动活塞套上行带动内筒总成反抬升，岩心被卡箍式岩心爪割心，岩心进入第三取心内筒过程中同步涂抹反应液体封固成型，气压缸系统控制第三球阀关闭，注入气体推动岩心进入第一取心内筒并关闭第一球阀完成密闭，温度压力测量系统测量相应外界赋存环境和内筒环境，记录压力、温度数据传输至反馈系统智能控制进行压力和温度的调节，保持环境的一致性。通过气压缸系统控制第三球阀反复开启关闭取多段岩心，重复以上步骤完成多点连续取心，取心完成后通过原位保真智能控制总成包含的多组电磁阀串并联配合实现所有岩心的独立实时调节。四、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平井原位监测保真连续取心工具，其特征在于：这种水平井原位监测保真连续取心工具包括安全总成（1）、六方差动反抬升机构（2）、悬挂旋转总成（3）、原位保真智能控制总成（4）、存储内筒总成（5）、外筒（8）、取心钻头（9），安全总成（1）、上外扶正器、外筒（8）、下外扶正器（6）、取心钻头（9）依次固定连接组成外筒总成，外筒（8）为柔性外筒，所述六方差动反抬升机构（2）、悬挂旋转总成（3）、原位智能控制总成（4）、存储内筒总成（5）依次固定连接组成内筒总成，安全总成（1）上部设有与钻杆连接的安全公接头，内筒总成置于外筒总成内部，且内筒总成通过悬挂旋转机构连接在外筒总成上，内筒扶正器（7）安装于内筒总成与外筒总成环隙；/n所述六方差动反抬升机构（2）包括差动活塞轴（2-1）、差动活塞套（2-2）、差动弹簧（2-3）、缓冲机构（2-4），差动活塞轴（2-1）上端外壁螺纹连接安全公接头，差动活塞轴（2-1）底端内壁设有球座（2-5），差动活塞套（2-2）套装在活塞轴外侧，差动活塞套（2-2）与安全公接头之间的差动活塞轴外设置差动弹簧（2-3），差动活塞轴（2-1）底端外台阶为正六方体，与差动活塞套正六方内壁轴向滑动密封配合，差动活塞轴（2-1）与差动活塞套（2-2）之间形成环空（2-7），差动活塞套（2-2）能够沿差动活塞轴（2-1）上下移动，差动活塞轴（2-1）具有中心流道，差动活塞轴（2-1）下端侧壁开有能够与差动活塞轴（2-1）和差动活塞套（2-2）之间环空相连通的泄压孔（2-8），差动活塞套（2-2）侧壁开有分流通道（2-9），差动活塞套（2-2）下端螺纹连接转换接头（2-10），转换接头（2-10）下端螺纹连接缓冲机构（2-4）；所述缓冲机构（2-4）由缓冲连接轴（2-11）、缓冲紧帽（2-12）、缓冲下接头（2-13）和缓冲弹簧组成，缓冲连接轴（2-11）上端外壁螺纹连接转换接头（2-10），缓冲紧帽（2-12）与缓冲下接头（2-13）螺纹连接，缓冲连接轴（2-11）置于缓冲紧帽（2-12）、缓冲下接头（2-13）内，缓冲弹簧套装在缓冲连接轴（2-11）下端，缓冲下接头（2-13）底端周向开设缓冲下接头钻井液流道（2-14）和销孔（2-15），缓冲下接头钻井液流道（2-14）经悬挂旋转总成（3）与外筒总成、内筒总成之间的环隙相通；/n所述原位保真智能控制总成（4）包括气、液储存腔室（4-1）、测量反馈仪器舱（4-2）、温度压力测量系统（4-3）、温度压力反馈系统（4-4）、气压缸控制系统（4-5），所述气、液储存腔室（4-1）包括高压氮气室（4--12）、反应基础液室（4-13）和反应触发液室（4-14），气、液储存腔室（4-1）上部通过差值短节螺纹连接悬挂心轴（3-2），高压氮气腔室（4-12）分别通过传输管道（4-6）连接反应基础液室（4-13）、反应触发液室（4-14）、气压缸控制系统（4-5）、存储内筒总成（5），所述传输管道（4-6）上安装有多组电磁阀（4-16）串并联配合，温度压力测量系统（4-3）、温度压力反馈系统（4-4）集成安装于测量反馈仪器舱（4-2）内部，测量反馈仪器舱（4-2）上部连接气、液储存腔室（4-1），测量反馈仪器舱（4-2）下部连接存储内筒总成（5）；气压缸控制系统（4-5）由三个气压缸（4-10）及相应刚性连接杆（4-11）组成；/n所述存储内筒总成（5）包括三个取心内筒（5-1）、三个球阀总成（5-2）、岩心爪组件（5-3）、岩石限位器（5-4）、保温筒（5-5）、内筒扶正器（7），三个取心内筒（5-1）外壁分别开设注气孔（5-6），注气孔（5-6）通过传输管道（4-6）连接高压氮气室（4-12），三个取心内筒（5-1）外壁表面覆着石墨烯涂层（4-7）及绝缘层，三个取心内筒（5-1）依次通过球阀总成（5-2）连接，第一取心内筒上部螺纹连接测量反馈短节；第三取心内筒外壁另外开设有反应基础液、反应触发液注液口（5-7），底部存在夹层，并在内壁周向开设多个注液口（5-7）；所述岩心爪组件（5-3）包括卡箍座（5-8）和卡箍（5-9），所述卡箍座（5-8）螺纹连接在第三取内心筒与第三球阀之间，卡箍座（5-8）外壁开设有高压氮气注入口（5-10），卡箍外壁斜面与卡箍座内壁斜面形成接触副；所述球阀总成（5-2）的滑块阀杆（5-24）通过刚性连杆连接一个气压缸，滑块阀杆（5-24）安装在阀体（5-23）滑道槽内部，气压缸活塞杆带动滑块阀杆（5-24）在阀体滑道槽内上下移动，滑块阀杆（5-24）通过钢丝绳（5-26）连接阀体表面连接轴，阀体通过其上的螺栓轴（5-25）旋转。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水平井原位监测保真连续取心工具，其特征在于：这种水平井原位监测保真连续取心工具包括安全总成（1）、六方差动反抬升机构（2）、悬挂旋转总成（3）、原位保真智能控制总成（4）、存储内筒总成（5）、外筒（8）、取心钻头（9），安全总成（1）、上外扶正器、外筒（8）、下外扶正器（6）、取心钻头（9）依次固定连接组成外筒总成，外筒（8）为柔性外筒，所述六方差动反抬升机构（2）、悬挂旋转总成（3）、原位智能控制总成（4）、存储内筒总成（5）依次固定连接组成内筒总成，安全总成（1）上部设有与钻杆连接的安全公接头，内筒总成置于外筒总成内部，且内筒总成通过悬挂旋转机构连接在外筒总成上，内筒扶正器（7）安装于内筒总成与外筒总成环隙；
所述六方差动反抬升机构（2）包括差动活塞轴（2-1）、差动活塞套（2-2）、差动弹簧（2-3）、缓冲机构（2-4），差动活塞轴（2-1）上端外壁螺纹连接安全公接头，差动活塞轴（2-1）底端内壁设有球座（2-5），差动活塞套（2-2）套装在活塞轴外侧，差动活塞套（2-2）与安全公接头之间的差动活塞轴外设置差动弹簧（2-3），差动活塞轴（2-1）底端外台阶为正六方体，与差动活塞套正六方内壁轴向滑动密封配合，差动活塞轴（2-1）与差动活塞套（2-2）之间形成环空（2-7），差动活塞套（2-2）能够沿差动活塞轴（2-1）上下移动，差动活塞轴（2-1）具有中心流道，差动活塞轴（2-1）下端侧壁开有能够与差动活塞轴（2-1）和差动活塞套（2-2）之间环空相连通的泄压孔（2-8），差动活塞套（2-2）侧壁开有分流通道（2-9），差动活塞套（2-2）下端螺纹连接转换接头（2-10），转换接头（2-10）下端螺纹连接缓冲机构（2-4）；所述缓冲机构（2-4）由缓冲连接轴（2-11）、缓冲紧帽（2-12）、缓冲下接头（2-13）和缓冲弹簧组成，缓冲连接轴（2-11）上端外壁螺纹连接转换接头（2-10），缓冲紧帽（2-12）与缓冲下接头（2-13）螺纹连接，缓冲连接轴（2-11）置于缓冲紧帽（2-12）、缓冲下接头（2-13）内，缓冲弹簧套装在缓冲连接轴（2-11）下端，缓冲下接头（2-13）底端周向开设缓冲下接头钻井液流道（2-14）和销孔（2-15），缓冲下接头钻井液流道（2-14）经悬挂旋转总成（3）与外筒总成、内筒总成之间的环隙相通；
所述原位保真智能控制总成（4）包括气、液储存腔室（4-1）、测量反馈仪器舱（4-2）、温度压力测量系统（4-3）、温度压力反馈系统（4-4）、气压缸控制系统（4-5），所述气、液储存腔室（4-1）包括高压氮气室（4--12）、反应基础液室（4-13）和反应触发液室（4-14），气、液储存腔室（4-1）上部通过差值短节螺纹连接悬挂心轴（3-2），高压氮气腔室（4-12）分别通过传输管道（4-6）连接反应基础液室（4-13）、反应触发液室（4-14）、气压缸控制系统（4-5）、存储内筒总成（5），所述传输管道（4-6）上安装有多组电磁阀（4-16）串并联配合，温度压力测量系统（4-3）、温度压力反馈系统（4-4）集成安装于测量反馈仪器舱（4-2）内部，测量反馈仪器舱（4-2）上部连接气、液储存腔室（4-1），测量反馈仪器舱（4-2）下部连接存储内筒总成（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素玲，李金波，姜民政，董康兴，温鹏云，包振山，张善仁，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23