【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油天然气钻探，具体涉及一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具及其工作方法。
技术介绍
1、破碎地层岩的岩心简称破碎地层岩心，破碎地层岩心有破碎了的破碎地层岩心和非破碎的破碎地层岩心，破碎地层岩心取心后有不成柱状且呈不规则、易破碎的锐利岩块，会容易出现以下问题：
2、①钻进过程中通过钻头对取心工具产生剧烈的波动扭矩，常见的“单动双管”取心工具的内管通常通过上部的轴承悬挂在取心工具内，波动扭矩和破碎地层岩心在取心工具内破碎互卡都可能造成取心工具不稳定进而导致破碎地层岩的岩心变形、损坏和裂碎；
3、②在实际使用过程中常规的卡簧卡取机构和加压割心岩心爪对破碎地层岩心的卡紧力均不足，在割心起钻后易出现破碎地层岩心掉落，降低破碎地层岩心的收获率或取心率，严重时甚至会出现“空管”现象。
4、最终导致取心进尺低、岩心收获率不高、岩心质量低，无法达到施工设计要求。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是取心工具在破碎地层内如何提高破碎地层岩心的收获率，本专利技术的目的在于提供一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具及其工作方法，一旦破碎地层岩心有破碎时，卡簧不能够继续夹持破碎的破碎地层岩心，而卡爪可支撑破碎的破碎地层岩心，减少破碎地层岩心收获率的损失。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，包括：
4、卡爪装置，所述卡爪装置连接在内下管的一端，卡爪装置通过螺钉固
5、卡簧，所述卡簧连接在所述内下管的一端内部；
6、破碎地层岩心在所述防堵取心工具上，破碎地层岩心从工具串朝向内下管轴向移动，当破碎地层岩心取心完成后，割断取心工具上的破碎地层岩心并起出取心工具；
7、若割断后取得的破碎地层岩心为整段岩心，且破碎地层岩心的外径大于所述卡簧径向收紧的内径，破碎地层岩心穿过卡爪，破碎地层岩心通过卡簧抓取；
8、若割断后取得的破碎地层岩心为碎块，且破碎地层岩心的外径小于卡簧径向收缩的内径，破碎地层岩心的碎块未穿过卡爪，破碎地层岩心通过卡爪支撑。
9、防堵取心工具有第一扶正机构，所述第一扶正机构套设在内中管的外周壁上，第一扶正机构设置在外中管的内部，第一扶正机构的外圆周位置处与所述外中管的内周壁通过滚动摩擦接触，内中管通过螺纹连接在内下管的另一端；
10、防堵取心工具有所述第二扶正机构，第二扶正机构套设在内上管和内下管的外周壁上，第二扶正机构的内圆周位置处与所述内上管、所述内下管的外周壁通过滚动摩擦接触；
11、第一扶正机构的个数具有多个，多个第一扶正机构用于外上管和外下管的径向方向上的外扶正，第二扶正机构的个数具有多个，多个第二扶正机构用于内上管、内中管和内下管的径向方向上的内扶正，其中，防堵取心工具的径向方向上的扶正可采用第一扶正机构或第二扶正机构中的任意一种扶正机构，第一扶正机构和第二扶正机构非同时使用，外上管、外中管和外下管组成外管结构。
12、可选的，内管接头靠近于所述内上管的一端内设有固定的球座，所述球座的远离于内上管的一端抵靠有钢球，所述钢球用于封堵球座的左端，所述内上管、内中管和内下管组成内管结构，钢球可防止旋转主轴左端的流体进入到所述内管结构内。
13、可选的，所述内上管的左右两端分别通过螺纹连接于内管接头和所述内中管，所述内管接头内插设有旋转主轴，所述旋转主轴可自转，内管接头与旋转主轴通过螺纹连接，内管接头远离于所述内上管的一端具有制动环，所述制动环设置在背帽螺母和内管接头之间，且制动环套设在旋转主轴的外周壁上，所述背帽螺母与旋转主轴的外周壁通过螺纹连接，旋转主轴通过内管接头带动内上管、所述内中管和所述内下管旋转。
14、可选的，第一扶正机构套设在内中管的外周壁处，多个第一扶正机构能够实现加密扶正，加密扶正能够提高防堵取心工具对弯曲和波动的抗性，第一扶正机构可随所述外中管一起转动，且所述内上管、所述内中管和所述内下管固定不动；第二扶正机构可设置在内中管的左右两端，第二扶正机构可随所述外上管、所述外中管和所述外下管一起转动，且内上管、内中管和内下管固定不动。
15、可选的，一个第二扶正机构抵靠在所述外上管和外中管之间的凹口内，另一个第二扶正机构抵靠在所述外中管和外下管之间的凹口内，两第二扶正机构固定的设置在凹口内。
16、可选的，第二扶正机构的内圆周位置处设有可转动的滚轮，所述滚轮沿第二扶正机构的轴线阵列布置，在第二扶正机构旋转的情况下，第二扶正机构相对于内上管、内中管和内下管旋转。
17、可选的，防堵取心工具有第一扶正机构，第一扶正机构的外圆周位置处设有可转动的滚轮，所述滚轮沿第一扶正机构的轴线阵列布置。
18、可选的，第一扶正机构的外圆周位置处连接有紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过第一扶正机构，紧固螺钉可抵紧或松懈于内中管的外周壁上，在紧固螺钉松懈于所述内中管的外周壁时，第一扶正机构相对于内中管旋转，紧固螺钉沿第一扶正机构的轴线阵列布置，紧固螺钉与所述滚轮在第一扶正机构的圆周方向上错开设置。
19、一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具的工作方法，包括如下步骤：
20、步骤1)：整个防堵取心工具的下端通过下工具串连接于取心管柱，所述防堵取心工具入井，入井过程中保持所述取心管柱内外畅通；
21、步骤2)：防堵取心工具到达目标地层的上端，开启钻进并旋转外管结构，地层被树立成一段柱状的破碎地层岩心，且卡簧径向张开，破碎地层岩心随钻进过程进入内管结构，破碎地层岩心进入内管结构的过程中卡簧的径向张开使内管结构的入口处或卡簧的下端内径扩大，破碎地层岩心能够顺利进入内管结构；
22、步骤3)：割断内管结构内的破碎地层岩心并取心，取心完成后，内管结构内的破碎地层岩心掉落，内管结构内的破碎地层岩心通过卡爪支撑或通过卡簧抓取，向上并启出防堵取心工具，起出防堵取心工具内的破碎地层岩心。
23、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24、1.本专利技术的卡爪装置连接在内下管的一端，卡爪装置通过螺钉固定在内下管内，卡爪装置具有卡爪，所述卡爪用于支撑破碎地层岩心，卡爪朝向于第二扶正机构，卡爪可自身发生形变的支撑破碎地层岩心，卡簧连接在内下管的一端内部，破碎地层岩心在防堵取心工具上，破碎地层岩心从工具串朝向内下管轴向移动，当破碎地层岩心取心完成后，割断取心工具上的破碎地层岩心并起出取心工具。当破碎地层岩心取心完成后，割断取心工具上的破碎地层岩心并起出取心工具；若割断后取得的破碎地层岩心为整段岩心，且破碎地层岩心的外径大于卡簧径向收紧的内径，破碎地层岩心穿过卡爪，破碎地层岩心通过卡簧抓取；若割断后取得的破碎地层岩心为碎块，且破碎地层岩心的外径小于卡簧径向收缩的内径，破本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述防堵取心工具有第一扶正机构(14)，所述第一扶正机构(14)套设在内中管(19)的外周壁上，第一扶正机构(14)设置在外中管(13)的内部，第一扶正机构(14)的外圆周位置处与所述外中管(13)的内周壁通过滚动摩擦接触，所述内中管(19)通过螺纹连接在所述内下管(18)的另一端；
3.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，内管接头(9)靠近于所述内上管(20)的一端内设有固定的球座(11)，所述球座(11)的远离于内上管(20)的一端抵靠有钢球(10)，所述钢球(10)用于封堵球座(11)的左端，所述内上管(20)、内中管(19)和内下管(18)组成内管结构，钢球(10)可防止旋转主轴(6)左端的流体进入到所述内管结构内。
4.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述内上管(20)的左右两端分别通过螺纹连接于内管接头(9)和所述内中管
5.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述第一扶正机构(14)套设在所述内中管(19)的外周壁上，多个第一扶正机构(14)能够实现加密扶正，加密扶正能够提高防堵取心工具对弯曲和波动的抗性，第一扶正机构(14)可随所述外中管(13)一起转动，且所述内上管(20)、所述内中管(19)和所述内下管(18)固定不动；所述第二扶正机构(22)可设置在内中管(19)的左右两端，第二扶正机构(22)可随所述外上管(12)、所述外中管(13)和所述外下管(15)一起转动，且内上管(20)、内中管(19)和内下管(18)固定不动。
6.根据权利要求5所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，一个所述第二扶正机构(22)抵靠在所述外上管(12)和所述外中管(13)之间的凹口(21)内，另一个第二扶正机构(22)抵靠在所述外中管(13)和所述外下管(15)之间的所述凹口(21)内，两第二扶正机构(22)固定的设置在凹口(21)内。
7.根据权利要求1所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述第二扶正机构(22)的内圆周位置处设有可转动的滚轮(23)，所述滚轮(23)沿第二扶正机构(22)的轴线阵列布置，在第二扶正机构(22)旋转的情况下，第二扶正机构(22)相对于内上管(20)、内中管(19)和内下管(18)旋转。
8.根据权利要求1所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述防堵取心工具有第一扶正机构(14)，所述第一扶正机构(14)的外圆周位置处设有可转动的滚轮(23)，所述滚轮(23)沿第一扶正机构(14)的轴线阵列布置。
9.根据权利要求8所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述第一扶正机构(14)的外圆周位置处连接有紧固螺钉(24)，所述紧固螺钉(24)穿过第一扶正机构(14)，紧固螺钉(24)可抵紧或松懈于内中管(19)的外周壁上，在紧固螺钉(24)松懈于所述内中管(19)的外周壁时，第一扶正机构(14)相对于内中管(19)旋转，紧固螺钉(24)沿第一扶正机构(14)的轴线阵列布置，紧固螺钉(24)与所述滚轮(23)在第一扶正机构(14)的圆周方向上错开设置。
10.一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具的工作方法，采用如权利要求1-9中任意一项所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述防堵取心工具有第一扶正机构(14)，所述第一扶正机构(14)套设在内中管(19)的外周壁上，第一扶正机构(14)设置在外中管(13)的内部，第一扶正机构(14)的外圆周位置处与所述外中管(13)的内周壁通过滚动摩擦接触，所述内中管(19)通过螺纹连接在所述内下管(18)的另一端；
3.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，内管接头(9)靠近于所述内上管(20)的一端内设有固定的球座(11)，所述球座(11)的远离于内上管(20)的一端抵靠有钢球(10)，所述钢球(10)用于封堵球座(11)的左端，所述内上管(20)、内中管(19)和内下管(18)组成内管结构，钢球(10)可防止旋转主轴(6)左端的流体进入到所述内管结构内。
4.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述内上管(20)的左右两端分别通过螺纹连接于内管接头(9)和所述内中管(19)，所述内管接头(9)内插设有旋转主轴(6)，所述旋转主轴(6)可自转，内管接头(9)与旋转主轴(6)通过螺纹连接，内管接头(9)远离于所述内上管(20)的一端具有制动环(8)，所述制动环(8)设置在背帽螺母(7)和内管接头(9)之间，且制动环(8)套设在旋转主轴(6)的外周壁上，所述背帽螺母(7)与旋转主轴(6)的外周壁通过螺纹连接，旋转主轴(6)通过内管接头(9)带动内上管(20)、所述内中管(19)和所述内下管(18)旋转。
5.根据权利要求2所述的一种对破碎地层的多功能高效防堵取心工具，其特征在于，所述第一扶正机构(14)套设在所述内中管(19)的外周壁上，多个第一扶正机构(14)能够实现加密扶正，加密扶正能够提高防堵取心工具对弯曲和波动的抗性，第一扶正机构(14)可随所述外中管(13)一起转动，且所述内上管(20)、所述内中管(19)和所述内下管(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵云刚，刘阳昕，江春华，殷少华，龙小军，陈坤华，陆光文，高磊，张晓，
申请(专利权)人：四川康克石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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