[实用新型]一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具

说明书

本实用新型公开了一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具，包括定位机构、提动机构、保压机构和钻头，定位机构定位后，通过投球触发提动机构带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管密闭，并通过提升钻头随钻杆一同做回转运动获取岩矿心。本实用新型针对大直径提钻取心导致岩心中气体的逸散，从而无法准确评价目标地层的储气量难题，取心直径可以达到85～150mm。同时井底原位保压取心可以确保岩心性质与地层深度相匹配的准确度。采用球阀密封保证良好的密封性和保压效果，进一步实现岩心的井底原位保真开采，特别满足在某些气体矿藏勘探时，对钻具保压密封性能要求。本实用新型可应用于煤层气、页岩气、天然气水合物和常规的油气勘探取心等领域。

技术领域

本实用新型涉及保压取心钻具技术领域，尤其涉及一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具。

背景技术

在资源勘探过程中，解决储量评价的参数精准性，为生产提供计算依据，快速有效地获取地层岩心至关重要。目前页岩气勘探和煤层气勘探取样常采用普通的绳索打捞取心钻具获取样品，并通过获取的样品解析结果来评价目标层的储气量。在取样过程和岩心转移过程中，随着外界压力的降低，加快了岩心中气的逸散，从而无法准确评价目标地层的储气量。为获得更加准确的地层信息，通常要求原位、精准地获取地层的岩心。

目前，已有的机械保压取心和冷冻保压取心基本可以满足常规的取样要求，但是保压取心钻具因其内部结构复杂，通常为三层管结构，这样在设计、加工和使用各环节均严格受空间限制，导致获取的岩心直径一般较小。特别是页岩气、天然气水合物和煤层气等地质调查领域使用的绳索取心保压钻具取得的岩心直径一般都小于48mm。此外，现有石油、煤层气、页岩气及天然气等用钻杆内通径不满足较大直径保压取样钻具通过，因此绳索取心方式的保压取心钻具不适合这些大直径钻井领域。

随着社会的快速发展，常规化石能源供给越发紧张，对非常规的页岩气、煤层气和天然气水合物的勘探开发需求与日俱增，因此研制一种可精准获得大直径井底储量参数的原位保压取心钻具迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具，包括定位机构、提动机构、保压机构和钻头，所述定位机构定位后，通过投球触发提动机构带动保压机构中的球阀翻转，实现岩心管的密闭，并通过提升钻头随钻杆一同做回转运动获取岩矿心。

进一步地，所述定位机构包括外管、座管、弹簧心轴、连接轴、连接管、上扩孔器和下扩孔器；所述外管向上连接上部钻杆，向下通过螺纹连接连接管，在连接处装有弹簧座，其上坐有起拔弹簧，正常下放取心状态下，起拔弹簧处于压缩状态，通过限位销限制座管和弹簧心轴上行，进而限制起拔弹簧伸长；座管和弹簧心轴通过焊接相连，弹簧心轴向下通过螺纹连接连接轴，上扩孔器通过螺纹向上连接连接管。

进一步地，所述座管上开有溢流孔。

进一步地，所述弹簧心轴上开有泥浆出水孔。

进一步地，所述提动机构包括上推力球轴承、铜套、下推力球轴承以及悬挂套和单动铜套，所述推力球轴承、铜套、下推力球轴承和悬挂套从上到下依次套在连接轴上，并通过第一垫片和第一锁紧螺母实现限制和固定。

进一步地，所述保压机构包括测压管、保压管和球阀，连接轴的轴承段外部装有轴承套，轴承套向下通过螺纹连接测压管，测压管穿过变径接头，变径接头向下通过螺纹连接中管，向外通过悬挂套、单动铜套和第一悬挂环坐于上扩孔器之上，上扩孔器通过螺纹向下连接保压管，测压管向下通过螺纹连接上密封接头，连接处装有测压接头，上密封接头向下通过下端内螺纹连接岩心管接头，连接处装有调整螺母，岩心管接头通过外螺纹连接岩心管，接头内有由第二垫片和第二锁紧螺母固定的第一缓冲弹簧。