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海洋鉆探保壓取心方法

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2022-01-14
  • 技術成熟度:正在研發
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

專利推薦

  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201810535062.0 
  • 技術(專利)名稱 海洋鉆探保壓取心方法 
  • 項目單位 廣州海洋地質調查局
  • 發明人 葉建良,陳靚,康冬菊,盧秋平,秦緒文,邱海峻,謝文衛,張志剛,寇貝貝,于彥江,黃芳飛 
  • 行業類別
  • 技術成熟度 正在研發
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 王新嵐
  • 發布時間 2022-01-14  
  • 01

    項目簡介

    本發明涉及一種海洋鉆探保壓取心方法,包括以下步驟:1)通過打撈矛頭將內管總成投放至位于孔底的外管總成內;2)保持鉆井液循環,鉆井液使活塞補償平衡機構推動巖心管前伸,貫入刀頭只下壓不轉動,貫入刀頭貫入地層后,開始轉動外管總成,貫入刀頭隨鉆頭進尺擠壓修整巖心進巖心管,進行孔底隨鉆回轉貫入取心;3)通過打撈矛頭帶動內管總成b沿著內管總成a向上滑動,裝有巖心樣品的巖心管向上滑動進入內管總成a內,巖心管觸發重力管驅動機構的配重管通過自重驅動球閥向下滑動并翻轉90°;4)通過打撈矛頭將內管總成從彈卡室內脫卡并提拉出井口,取出巖心樣品,完成保壓取心過程。本發明實現取心器的保壓取樣,提高取心成功率。
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  • 02

    說明書

    1.一種海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:包括以下步驟:1)通過打撈矛頭將內管總成投放至位于孔底的外管總成內;2)保持鉆井液循環,鉆井液使活塞補償平衡機構推動巖心管前伸,貫入刀頭只下壓不轉動,貫入刀頭貫入地層后,開始轉動外管總成,鉆頭進尺切削貫入刀頭及巖心管周邊地層,貫入刀頭隨鉆頭進尺擠壓修整巖心進巖心管,進行孔底隨鉆回轉貫入取心;3)通過打撈矛頭帶動內管總成b沿著內管總成a向上滑動,內管總成a不脫卡保持原位,裝有巖心樣品的巖心管向上滑動進入內管總成a內,當巖心管向上滑動提拉至球閥的通孔以上部位后,巖心管觸發重力管驅動機構的配重管通過自重驅動球閥向下滑動并實現翻轉90°,球閥封住上球閥座的下端,巖心管達到上行極限位置時,密封接頭臺階接觸密封擋頭;密封接頭臺階接觸密封擋頭至球閥封住上球閥座的下端之間的區域為保壓區域,裝有巖心樣品的巖心管位于保壓區域內;4)通過打撈矛頭將內管總成從彈卡室內脫卡并提拉出井口,取出巖心樣品,完成保壓取心過程;所述外管總成的內壁上設有座環和彈卡室,外管總成的底端設有鉆頭;所述內管總成包括內管總成a和內管總成b,內管總成b安裝于內管總成a的內部且可沿著內管總成a軸向移動,內管總成a包括由上到下依次連接的打撈矛頭、彈卡裝置、懸掛堵頭、液壓活塞筒、活塞下限位短接、限位銅銷、密封擋頭、中管、重力管驅動機構和保壓球閥翻轉密封機構;內管總成b包括由上到下依次連接活塞補償平衡機構、單動機構、蓄能器機構、密封機構和巖心管;所述活塞補償平衡機構包括活塞滑動管、活塞體和液壓活塞桿;所述懸掛堵頭包括設置在懸掛堵頭徑向兩側的懸掛堵頭進水口和懸掛堵頭出水口,懸掛堵頭進水口和懸掛堵頭出水口之間連通;所述活塞滑動管的上部設置在彈卡裝置的內部且可沿著彈卡裝置軸向移動,下部設置在液壓活塞筒的內部;所述活塞體設置于液壓活塞筒內部且可相對于液壓活塞筒沿軸向移動,活塞體包括活塞體進水通道和活塞體分水通道;活塞體的下端與位于液壓活塞筒內部的液壓活塞桿的上端連接,活塞體的上端與活塞滑動管的下端連接;液壓活塞筒的底端與活塞下限位短接的上端連接,液壓活塞筒的下部設有液壓活塞筒出水口,液壓活塞筒出水口與活塞體分水通道之間連通;液壓活塞筒與彈卡裝置的連接處設有懸掛環,懸掛環坐落在座環上;活塞下限位短接上設有限位銅銷,限位銅銷貫穿液壓活塞桿上的液壓活塞桿長銷孔和活塞下限位短接后固定設置在活塞下限位短接上;所述單動機構位于活塞下限位短接的內部,且與下方的連接管連接,活塞下限位短接的下端與密封擋頭的上端連接,密封擋頭的下端與位于外管內部的中管的上端連接;所述密封機構位于中管的內部且可以沿著中管軸向移動;所述巖心管位于中管內部,巖心管上設有巖心管凸肩;所述重力管驅動機構包括剪切短接、剪切銷、配重管上限位臺肩、配重管下限位臺肩、配重管和推力薄壁管,剪切短接位于中管與巖心管之間,剪切短接坐落在中管內壁上的配重管上限位臺肩,剪切短接與中管及剪切短接與巖心管間隙配合,且處于垂直狀態;剪切銷貫穿剪切短接和配重管,使得剪切短接與配重管連接,配重管上端接觸剪切短接,配重管下端固定連接有推力薄壁管,配重管接觸中管上的配重管下限位臺肩,且配重管被配重管下限位臺肩頂住而不能越過;所述保壓球閥翻轉密封機構包括球閥管、球閥管上壓蓋上球閥座、球閥、下球閥座和球閥管下壓蓋;球閥管上從上至下依次設有球閥翻轉驅動插銷和球閥管長圓孔和設置在球閥管中空內部的球閥管窗口;球閥上設有球閥軸和球閥翻轉滑動槽,球閥上設有用于巖心管穿過的通孔;球閥管上端與中管的下端連接,球閥管中部設有球閥管長圓孔,位于球閥管長圓孔內的球閥翻轉驅動插銷固定在球閥管的內壁上,球閥翻轉驅動插銷伸入至球閥上的球閥翻轉滑動槽內;球閥通過球閥軸固定設置在球閥管上的球閥管窗口內,球閥軸一端連接球閥,另一端伸入至球閥管長圓孔內,且可在球閥管長圓孔內沿軸向方向自由滑動;球閥管的內部設有上球閥座和下球閥座,上球閥座與球閥管上壓蓋連接,球閥管上壓蓋的上端與推力薄壁管的下端連接,上球閥座的下端與球閥接觸,下球閥座與球閥管下壓蓋連接,下球閥座的上端與球閥接觸;保壓球閥翻轉密封機構的下端連接設有對巖心管進行沖洗的沖洗機構;保壓球閥翻轉密封機構與重力管驅動機構及中管連接,且重力管驅動機構可推動保壓球閥翻轉密封機構的球閥翻轉90°。2.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述步驟2)中,巖心管及貫入刀頭貫入地層時受到的阻力與活塞補償平衡機構的活塞體向下的推力形成動態平衡;鉆頭進尺切削貫入刀頭及巖心管周邊地層后,推力平衡被打破。3.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述步驟2)中,貫入刀頭碰到硬質地層時,巖心樣品頂著內管總成b向上移動,導致鉆井液循環通道先被堵住,隨后在活塞補償平衡機構的活塞體上方形成高壓,一方面限制住內管總成b上行的行程范圍,避免由于行程過大而對內管總成b的彈卡造成變形失效,另一方面推動活塞體下移,使得鉆井液循環通道被重新連通,形成鉆井液循環通道堵住-鉆井液循環通道連通的循環,從而對地面泥漿泵泵壓形成脈沖式沖擊,提醒鉆探取心操作人員,當前取心地層為硬質地層,需改變鉆井參數。4.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述單動機構包括推力軸承、芯軸、銅套、軸承套、推力軸承和鎖緊螺母,芯軸的上端與液壓活塞桿的底端螺紋連接,軸承套套設在芯軸上,軸承套與芯軸之間設有銅套,銅套上下兩端分別設有上推力軸承和下推力軸承,芯軸的底端設有鎖緊螺母,下推力軸承位于鎖緊螺母上方。5.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述活塞體上還設有彈簧腔室,彈簧腔室上下兩端分別設有滑閥和彈簧底座,彈簧底座固定設置在活塞體下部,彈簧腔室內部設有彈簧,彈簧安裝在彈簧底座上,彈簧的上端與滑閥的下端連接。6.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述內管總成上設有蓄能器機構,蓄能器機構位于單動機構與密封機構之間,且分別與單動機構和密封機構連接;所述蓄能器機構包括從上至下依次設置的蓄能器閥蓋、蓄能室、活塞、蓄能器下端蓋、蓄能器壓力接頭、高壓軟管和高壓腔室測壓接頭,活塞位于蓄能室內部且可沿著蓄能室軸向移動,活塞與蓄能室結合處設有密封圈,活塞與蓄能器下端蓋接觸,蓄能器下端蓋中部設有軸向通孔,蓄能器壓力接頭通過高壓軟管與高壓腔室測壓接頭連接,軸向通孔、蓄能器壓力接頭、高壓軟管與高壓腔室測壓接頭連通形成氣通路,蓄能器機構位于連接管內部。7.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述密封機構包括密封接頭、壓力通道、密封接頭密封圈和密封接頭臺階,密封接頭的上端與連接管的下端連接,且與蓄能器機構連接,密封接頭中部設有軸向的壓力通道,高壓腔室測壓接頭的下端伸入壓力通道,且與壓力通道連通,密封接頭上套設有密封接頭密封圈,密封接頭兩側設有密封接頭臺階。8.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述球閥管與上球閥座的貼合處設有上球閥座密封圈,球閥管與下球閥座的貼合處設有下球閥座密封圈;上球閥座上設有緩沖彈簧,緩沖彈簧上下兩端分別與球閥管上壓蓋和上球閥座連接,球閥管上壓蓋的上端與推力薄壁管的下端連接,上球閥座的下端與球閥接觸;下球閥座上設有承重彈簧,承重彈簧上下兩端分別與下球閥座和球閥管下壓蓋連接,下球閥座的上端與球閥接觸。9.根據權利要求1所述的海洋鉆探保壓取心方法,其特征在于:所述配重管下限位臺肩位于配重管上限位臺肩的下方,配重管位于中管與巖心管之間,配重管的外壁與中管的內壁間隙配合,配重管與巖心管之間設有間隙,推力薄壁管與中管及推力薄壁管與巖心管之間均設有間隙;巖心管凸肩位于配重管與巖心管之間且處于剪切短接的下方,剪切短接通過配重管上限位臺肩懸掛在中管與巖心管之間,從而使得與剪切短接連接的配重管和推力薄壁管也懸掛在中管與巖心管之間。
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專利技術附圖

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