[发明专利]小井眼钻进式井壁取芯器

说明书

技术领域

本发明涉及的小井眼钻进式井壁取芯器（MSC-92），属于石油勘探开发领域，是用于油田裸眼井对井壁钻取岩芯的一种仪器。通过对取芯层位的岩石样品进行渗透率、孔隙度及含油饱和度等技术指标进行分析，为地质技术人员进行油藏分析提供了直观、可靠的依据。小井眼钻进式井壁取芯器具有：仪器直径小，可进行小井眼（最小可达4-1/2英寸）作业；成本低；作业安全性高；取芯成功率高；结构简单；耐高温高压的特点。

背景技术

随着石油钻井技术和设备的逐步发展，小井眼技术得到广泛应用。发展小井眼技术主要目的是降低钻井成本，与常规井相比小井眼能节约1/4左右的钻井成本，所以石油公司会选用更廉价的勘探方法，从而小井眼井逐步发展成为必然的趋势。目前市场上存在的取芯器，仪器体积庞大，所适应的井眼尺寸为6英寸以上，且电路结构复杂，可靠性低。为了满足小井眼井（6英寸以下）取芯要求，并且提高仪器的作业安全可靠性，简化电路，而发明了本取芯器。本发明采用交流电机驱动液压泵，直流电机通过齿轮传动驱动马达钻头的方式，解决了上述存在的技术难题，并且价格低，易于推广。

发明内容

为了解决目前的大直径取芯器不能下小井眼的难题，本发明的目的在于提供一种小井眼钻进式井壁取芯器（MSC-92），本发明仪器外径92mm,采用交流电机驱动液压泵，直流电机通过齿轮传动驱动马达钻头的方式，液压节外壳和平衡节内注满耐高温液压油，平衡节采用活塞平衡，使液压管路始终处于压力平衡状态，仪器耐温达175℃，耐压达140MPa；仪器一次下井取芯最多可达50颗，芯长1.75英寸（44.5mm），直径1英寸（25.4mm）。作业安全性高；仪器直径小，可进行小井眼作业；对井下任一深度岩层均可进行取芯，取芯成功率高，取出的岩芯利用价值高，可真实反映地层岩层、流体性质，为石油勘探提供重要依据。

本发明采用了以下技术方案：小井眼钻进式井壁取芯器，主要由电子节、探头节组成，其中，探头节主要由液压单元、机械单元、平衡单元、尾翼组成，探头节通过电器接头与电子节相连，电子节通过测井电缆与地面数据采集系统相连。

电子节主要由通讯模块、电磁阀控制模块、采集模块、电机控制模块、CCL和方位模块组成，电磁阀控制模块、采集模块、电机控制模块、CCL和方位模块的信号端通过通讯模块由测井电缆与地面数据采集系统相连；

其中，电磁阀控制模块用于控制电磁阀的工作状态，电机控制模块控制电机的工作状态。

液压单元主要由电磁阀、交流电机、液压泵，储能器、安全阀、压力传感器组成，机械单元主要由钻进缸、主推靠缸、副推靠缸、推芯缸、翻身缸、直流电机、位移传感器、芯长传感器、钻头组件组成，平衡单元主要由活塞外壳、活塞、活塞杆、活塞弹簧组成。

采集模块对压力传感器、芯长传感器的数据进行采集，通过通讯模块上传到地面数据采集系统进行实时显示。

小井眼钻进式井壁取芯器工作过程，其特征在于：

液压单元外壳和平衡单元内注满耐高温液压油,平衡单元采用活塞平衡，使液压管路始终处于压力平衡状态；

探头节中交流电机带动液压泵，使液压系统产生高压油路；

产生的高压油驱动马达翻身缸，主推靠缸，副推靠缸，钻进缸，推芯缸，马达翻身缸使马达翻身至取芯位置；

主推靠缸，副推靠缸使仪器紧贴目的层表面；

钻进缸使马达钻头钻进取芯；

探头节中直流电机带动马达钻头高速旋转进行取芯；

推芯缸将马达中的岩芯推进储芯筒中，完成一次取芯。

本发明的有益效果：

1、本发明仪器外径92 mm，填补了小井眼井（6英寸以下）机械井壁取芯的空白。

2、本发明的取芯器电路结构简单，动力系统采用交流电机驱动液压泵，直流电机驱动马达钻头，优化了地面机柜，增强仪器作业安全性和可靠性。使得仪器耐温达175℃，耐压达140MPa。

3、平衡节采用活塞式,增强仪器适应恶劣环境作业能力。

4、直流电机通过齿轮传动驱动马达钻头高速旋转取芯，减弱马达钻头对泵压力和排量的要求，使仪器稳定性增强。

附图说明

图1是本发明小井眼钻进式井壁取芯器功能框图；

图2是本发明小井眼钻进式井壁取芯器液压原理图。

具体实施方式