【技术实现步骤摘要】
本技术涉及取芯领域，具体涉及一种井壁取芯工具。
技术介绍
1、在油气勘探领域，利用岩芯分析储层的岩性、物理参数便是一项重要的工作。获得岩芯有三种方式：钻井取芯、爆破撞击式井壁取芯和旋转式井壁取芯。旋转式井壁取芯器采用液压传动技术，在旋转式井壁取芯器取芯马达的空心输出轴上连接金刚石空心钻头作为取芯钻头，使取芯钻头垂直钻进井壁获取岩芯，其适用于对全井段的各种地层，特别是硬地层的井壁取芯，是一种兼有钻井取芯和爆炸撞击式取芯优点的取芯方式。该方法取芯方便、成本低、取芯收获率高、获取岩芯体积大且规则，可直观进行岩性含油性观察，是目前应用最广泛的取芯方式。
2、现有技术中，采用液压马达作为取芯钻头的动力源已经较为成熟，由于取芯成本较高，因此工具每次入井不可能只取一段岩芯，所以要将进入取芯钻头的岩芯驱动至取芯筒内暂存；现有技术中的驱动方式，是在液压马达的动力之外，额外采用一动力装置作为将岩芯从取芯钻头推动至取芯筒内的动力源，导致取芯工具结构相对复杂、故障率更高。
技术实现思路
1、本技术提供一种井壁取芯工具，以解决现有技术中取芯工具结构复杂、故障率高等问题，实现减少井壁取芯工具的动力源使用数量，简化结构、降低故障率等目的。
2、本技术通过下述技术方案实现：
3、一种井壁取芯工具，包括壳体、位于壳体内的取芯钻头和取芯筒、用于驱动所述取芯钻头转动的液压马达、位于取芯钻头内的推动件，所述液压马达的输出轴与所述取芯钻头固定连接，还包括与所述推动件固定连接的丝杆套、与所
4、针对现有技术中取芯工具结构复杂、故障率高等问题，本技术作为一种井壁取芯工具，其壳体内部的取芯钻头、取芯筒、液压马达、推动件等均为本领域技术人员能够理解的现有技术；本申请将推动件与丝杆套固定连接，并使得丝杆与丝杆套相配合，而丝杆又与输出轴通过棘轮机构配合。已知的，棘轮机构是一种由棘轮和棘爪相互配合的单向自由运动机构，如定义输出轴能够相对于丝杆自由转动的转动方向为正转，输出轴无法相对于丝杆自由转动、会带动丝杆同步转动的转动方向为反转，那么本申请使用时：当需要使用取芯钻头取芯时，控制液压马达内的液体流向使其输出轴正转，此时丝杆和丝杆套均相对取芯钻头保持固定，不会干扰正常的取芯作业；当需要将取芯钻头内的岩芯推动至取芯筒内时，控制液压马达内的液体流向使其输出轴反转，此时丝杆会随着输出轴共同转动，进而驱动与丝杆螺纹配合的丝杆套向取芯钻头内部方向运动，进而驱动推动件逐渐将取芯钻头内的岩芯朝向取芯筒方向推出。
5、可以看出，本申请相较于现有技术而言，无需再额外配置推动岩芯的动力装置，依靠井壁取芯工具中既有的液压马达即可为两个不同作业步骤提供各自所需动力，减少了井壁取芯工具内的动力源数量，明显简化了结构、降低了井壁取芯工具的整体故障率。
6、进一步的，所述棘轮机构包括设置在所述输出轴上的棘轮、连接在所述丝杆上的棘爪，所述棘轮与所述棘爪相互匹配。本方案对棘轮机构中棘轮与棘爪的具体位置进行了限定，保证了输出轴与丝杆之间的稳定配合。
7、进一步的，所述输出轴、丝杆套和丝杆均同轴；所述丝杆套滑动配合在输出轴内部，所述丝杆局部位于丝杆套内部。本方案中，丝杆的局部通过螺纹旋入丝杆套内部，预留在丝杆套外的部分可便于安装棘轮机构以及为丝杆套预留沿轴向的位移空间。
8、进一步的，所述棘轮位于所述输出轴远离取芯钻头的一端，所述棘爪位于所述丝杆远离取芯钻头的一端；以使得棘轮机构远离取芯钻头，避免相互干扰。
9、进一步的，所述丝杆与所述输出轴之间还通过若干轴承配合，以保证当输出轴转动而丝杆不转动时，两者之间的稳定性。
10、进一步的，所述壳体内还设置有直线驱动装置、导向组件，所述直线驱动装置的输出端与所述液压马达之间通过所述导向组件连接。
11、所述导向组件包括与壳体固定连接的固定板、通过转轴转动连接在所述固定板上的活动板，所述固定板上开设第一弧形滑槽、第一直线滑槽、第二弧形滑槽、第二直线滑槽；所述第一弧形滑槽与所述转轴同轴；所述第二直线滑槽、第二弧形滑槽均与第一直线滑槽连通，且第二直线滑槽位于第一直线滑槽的一端，所述转轴位于第二弧形滑槽的凸向侧；所述活动板上开设第三弧形滑槽，所述转轴位于第三弧形滑槽的凸向侧；
12、所述直线驱动装置的输出端连接第一滑动件，所述第一滑动件滑动穿过第一弧形滑槽，且第一滑动件还穿过活动板；
13、所述液压马达外壁固定连接第二滑动件、第三滑动件；
14、所述第二滑动件滑动穿过第一直线滑槽、第三弧形滑槽；所述第三滑动件滑动穿过第一直线滑槽。
15、导向组件在井壁取芯工具中用于起到改变取芯钻头方向，使其沿井眼径向取芯并换向折断岩芯等功能。本案专利技术人在研究过程中发现，现有井壁取芯工具中的导向组件大多存在结构复杂、导向过程繁琐等缺陷，并且现有的导向组件在导向过程中一般还需配置伸缩连杆等设备来实现折芯；因此本申请还对导向组件的具体结构进行优化：当本申请处于非取芯状态时，第一滑动件位于第一弧形滑槽的底端、第二滑动件位于第二直线滑槽和第三弧形滑槽的顶端、第三滑动件位于第一直线滑槽和第二直线滑槽的交汇处，此时取芯钻头与壳体同轴、收纳在壳体内部；当用本申请取芯时，由外力驱动活动板绕转轴转动，第一滑动件沿第一弧形滑槽滑动、第三滑动件沿第一直线滑槽滑动、第二滑动件沿第二直线滑槽进入第一直线滑槽、并通过第一直线滑槽进入第二弧形滑槽，在此过程中实现液压马达和取芯钻头转动90°且向外逐渐伸出，即可完成取芯过程中取芯钻头所需的动作过程；待取芯完成后，由外力驱动活动板绕转轴反向转动进行复位即可。
16、进一步的，所述第一直线滑槽与第二直线滑槽相互垂直，以保证取芯钻头转动90°。
17、进一步的，所述活动板侧壁还设置与所述第三滑动件相匹配的定位口，所述定位口位于第三弧形滑槽的凹向侧。当本申请处于非取芯状态时，使得第三滑动件正好位于定位口内，便于保证工具在非取芯状态时的结构稳定。
18、进一步的，所述第三滑动件位于第三弧形滑槽的凹向侧。
19、本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
20、1、本技术一种井壁取芯工具，无需再额外配置推动岩芯的动力装置，依靠井壁取芯工具中既有的液压马达即可为两个不同作业步骤提供各自所需动力，减少了井壁取芯工具内的动力源数量，明显简化了结构、降低了井壁取芯工具的整体故障率。
21、2、本技术一种井壁取芯工具，导向组件结构简单，导向过程稳定，对岩芯的折断过程依靠导向组件的结构即可实现，无需额外配置伸缩连杆等设备来实现折芯，更加简化了工具的整体结构、降低了工具的整体成本与故障率。
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1.一种井壁取芯工具，包括壳体(1)、位于壳体(1)内的取芯钻头(2)和取芯筒(3)、用于驱动所述取芯钻头(2)转动的液压马达(4)、位于取芯钻头(2)内的推动件(5)，所述液压马达(4)的输出轴(401)与所述取芯钻头(2)固定连接，其特征在于，还包括与所述推动件(5)固定连接的丝杆套(6)、与所述丝杆套(6)螺纹连接的丝杆(7)，所述丝杆套(6)与所述输出轴(401)滑动配合，所述丝杆(7)与所述输出轴(401)之间通过棘轮机构配合。
2.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述棘轮机构包括设置在所述输出轴(401)上的棘轮(8)、连接在所述丝杆(7)上的棘爪(9)，所述棘轮(8)与所述棘爪(9)相互匹配。
3.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述输出轴(401)、丝杆套(6)和丝杆(7)均同轴；所述丝杆套(6)滑动配合在输出轴(401)内部，所述丝杆(7)局部位于丝杆套(6)内部。
4.根据权利要求2所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述棘轮(8)位于所述输出轴(401)远离取芯钻头(2)的一端，所述棘爪
5.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述丝杆(7)与所述输出轴(401)之间还通过若干轴承(10)配合。
6.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述壳体(1)内还设置有直线驱动装置(11)、导向组件，所述直线驱动装置(11)的输出端与所述液压马达(4)之间通过所述导向组件连接。
7.根据权利要求6所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述导向组件包括与壳体(1)固定连接的固定板(12)、通过转轴(14)转动连接在所述固定板(12)上的活动板(13)，所述固定板(12)上开设第一弧形滑槽(15)、第一直线滑槽(16)、第二弧形滑槽(17)、第二直线滑槽(18)；所述第一弧形滑槽(15)与所述转轴(14)同轴；所述第二直线滑槽(18)、第二弧形滑槽(17)均与第一直线滑槽(16)连通，且第二直线滑槽(18)位于第一直线滑槽(16)的一端，所述转轴(14)位于第二弧形滑槽(17)的凸向侧；所述活动板(13)上开设第三弧形滑槽(22)，所述转轴(14)位于第三弧形滑槽(22)的凸向侧；
8.根据权利要求7所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述第一直线滑槽(16)与第二直线滑槽(18)相互垂直。
9.根据权利要求7所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述活动板(13)侧壁还设置与所述第三滑动件(21)相匹配的定位口(23)，所述定位口(23)位于第三弧形滑槽(22)的凹向侧。
10.根据权利要求7所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述第三滑动件(21)位于第三弧形滑槽(22)的凹向侧。
...【技术特征摘要】
1.一种井壁取芯工具，包括壳体(1)、位于壳体(1)内的取芯钻头(2)和取芯筒(3)、用于驱动所述取芯钻头(2)转动的液压马达(4)、位于取芯钻头(2)内的推动件(5)，所述液压马达(4)的输出轴(401)与所述取芯钻头(2)固定连接，其特征在于，还包括与所述推动件(5)固定连接的丝杆套(6)、与所述丝杆套(6)螺纹连接的丝杆(7)，所述丝杆套(6)与所述输出轴(401)滑动配合，所述丝杆(7)与所述输出轴(401)之间通过棘轮机构配合。
2.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述棘轮机构包括设置在所述输出轴(401)上的棘轮(8)、连接在所述丝杆(7)上的棘爪(9)，所述棘轮(8)与所述棘爪(9)相互匹配。
3.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述输出轴(401)、丝杆套(6)和丝杆(7)均同轴；所述丝杆套(6)滑动配合在输出轴(401)内部，所述丝杆(7)局部位于丝杆套(6)内部。
4.根据权利要求2所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述棘轮(8)位于所述输出轴(401)远离取芯钻头(2)的一端，所述棘爪(9)位于所述丝杆(7)远离取芯钻头(2)的一端。
5.根据权利要求1所述的一种井壁取芯工具，其特征在于，所述丝杆(7)与所述输出轴(401)之间还通过若干轴承(10)配合。
6.根据权利要求1所述的一种井壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐豪，闫真，林李洋，李永瑞，丁宇航，汪庆，彭建炜，张聪伟，靳昕锐，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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