38mm大顆粒測壓取芯器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種38mm大顆粒測壓取芯器，包括地面儀器和井下儀器，井下儀器上設(shè)有主推靠，地面儀器由地面控制箱、地面調(diào)壓器箱和地面變壓器箱組成，井下儀器由電子模塊、液壓模塊、機械模塊和平衡模塊組成；地面儀器通過集流環(huán)、電纜及馬龍頭與井下儀器連接，液壓模塊為采用直流電機作為動力源。本實用新型采用直流電機作為動力源驅(qū)動帶有內(nèi)徑為38mm鉆桿的馬達高速旋轉(zhuǎn)，獲得直徑為38mm的層巖心。直流電機可以實現(xiàn)平滑而經(jīng)濟地調(diào)速，轉(zhuǎn)矩較大，較節(jié)能環(huán)保且維修較便宜；將測壓與取芯有機組合到一起，在鉆取大顆粒巖芯的同時獲取目的層地層壓力，可提高測井效率，降低測井成本；石英壓力傳感器利于適應不同滲透率地層的測壓需求和確認獲取所測地層壓力的可靠性。
【專利說明】38mm大顆粒測壓取芯器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油測井儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種大顆粒測壓取芯器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前石油測井領(lǐng)域使用的鉆進式井壁取芯器獲取的巖芯直徑只有25_，最大長度只有50_，測量目的地層的地層壓力需要地層測試器的測井。要實現(xiàn)地層巖性、物性、電性、含油性的分析化驗，目前采集的巖芯顆粒小，無法滿足求取目的地層孔隙度、滲透率的等儲層參數(shù)的需求。鉆取更大直徑，收獲更大體積的巖芯顆粒并能兼顧到測量目的地層的壓力是目前實物提取測井儀器的發(fā)展方向。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了獲取直徑更大、長度更長大顆粒巖芯，提供一種38mm大顆粒測壓取芯器。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:一種38mm大顆粒取芯器，包括地面儀器和井下儀器，井下儀器上設(shè)有主推靠，地面儀器由地面控制箱、地面調(diào)壓器箱和地面變壓器箱組成，井下儀器由電子模塊、液壓模塊、機械模塊和平衡模塊組成；地面儀器通過集流環(huán)、電纜及馬龍頭與井下儀器連接，液壓模塊采用直流電機作為動力源。
[0005]所述電子模塊的外殼主要由上接頭、下接頭、殼體組成，電子模塊的內(nèi)部裝有骨架，骨架上安裝電源控 制板、伽馬信號控制板、測壓裝置控制板；其中，伽馬信號控制板安裝在保溫瓶中。
[0006]所述電子模塊和地面控制箱通過曼碼編碼方式進行通訊。
[0007]所述液壓模塊的殼體由接頭和外殼組成，殼體內(nèi)安裝有骨架，骨架上裝有測壓裝置、電機和雙聯(lián)泵、蓄能器、換向閥、電控溢流閥和管道。
[0008]所述液壓模塊的內(nèi)部充滿液壓油、并由密封圈進行密封，作為液壓系統(tǒng)的油槽。
[0009]所述機械模塊由外殼、增壓缸、主推靠缸、鉆進控制缸、鉆進電位計、主推靠、馬達、儲芯筒、芯長電位計、導板組成；外殼作為各個零部件的固定支架，主推靠缸控制主推靠的張開，增壓缸增加緊貼力。
[0010]所述平衡模塊采用活塞式平衡，活塞式平衡由接頭、活塞、彈簧、殼組成，活塞在殼體內(nèi)浮動，使儀器內(nèi)部液壓油壓力與外部泥漿壓力平衡。
[0011]本實用新型采用直流電機作為動力源驅(qū)動帶有內(nèi)徑為38mm鉆桿的馬達高速旋轉(zhuǎn)，獲得直徑為38mm的層巖心。直流電機可以實現(xiàn)平滑而經(jīng)濟地調(diào)速，轉(zhuǎn)矩較大，較節(jié)能環(huán)保且維修較便宜；采用兩半分離式儲芯筒，利于儲芯筒整體打開，確定每個巖芯具體的采集深度；將測壓與取芯有機地組合到一起，在鉆取大顆粒巖芯的同時獲取目的層的地層壓力，可提高測井效率，降低測井成本；石英壓力傳感器利于適應不同滲透率地層的測壓需求和確認獲取所測地層壓力的可靠性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型電子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實用新型液壓模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實用新型機械模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本實用新型平衡模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為本實用新型地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)電纜分配示意圖。
[0019]圖7為本實用新型的工作原理圖。
[0020]圖中:1、地面儀器，2、井下儀器，3、地面控制箱，4、地面調(diào)壓器箱，5、地面變壓器箱，6、馬龍頭，7、電子模塊，8、液壓模塊，9、機械模塊，10、平衡模塊，11、集流環(huán)，12、電纜，13、上接頭，14、下接頭，71、電源控制板，72、伽馬信號控制板，73、保溫瓶，74測壓裝置控制板，81、測壓裝置，82、電機和雙聯(lián)泵，821，電機、822，雙聯(lián)泵，83、殼體，841-845、換向閥，85、電控溢流閥，86、蓄能器，90、增壓缸，91、主推靠缸，92、鉆進控制缸，93、鉆進電位計，94、殼體，95、導板，96、馬達，97、封隔器，98、芯長電位計，99、儲芯筒，910、主推靠，100、油腔，101、活塞，102、殼體，103、彈簧，15、壓力傳感器，17、推芯缸，18、石英壓力計，19、電子節(jié)。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，一種38mm大顆粒測壓取芯器，包括地面儀器I和井下儀器2，井下儀器2上設(shè)有主推靠910。地面儀器2由地面控制箱3、地面調(diào)壓器箱4和地面變壓器箱5組成，井下儀器2由電子模塊7、液壓模塊8、機械模塊9和平衡模塊10組成；地面儀器2通過集流環(huán)11、電纜12及馬龍頭6與井下儀器2連接。
[0022]如圖2所示，電子模塊7的外殼主要由上接頭13、下接頭14、殼體組成，電子模塊7的內(nèi)部裝有骨架，骨架上安裝電源控制板71、伽馬信號控制板72、測壓裝置控制板73 ;其中，伽馬信號控制板72安裝在保溫瓶73中。電子模塊7用于與地面儀器2建立通訊、接收地面命令、控制液壓機械模塊9和平衡模塊10動作；接收液壓機械模塊9的各種參數(shù)，把這些參數(shù)和測量的自然伽馬信號通過電纜12上傳到地面儀器I ;電子模塊和地面控制箱通過曼碼編碼方式進行通訊。
[0023]如圖3所示，液壓模塊8的殼體由接頭和殼體83組成，殼體內(nèi)安裝有骨架，骨架上裝有測壓裝置81、電機和雙聯(lián)泵82、蓄能器86、換向閥841-845、電控溢流閥85和管道。液壓模塊8的內(nèi)部充滿液壓油、并由密封圈進行密封，作為液壓系統(tǒng)的油槽。液壓模塊8為鉆取巖芯和測量地層壓力準備動力源，采用直流電機821作為動力源，縮短鉆取大顆粒巖芯的時間。根據(jù)地面儀器I命令完成鉆取38_巖芯和測量地層壓力的整個過程，并將獲取的巖芯放入儲芯筒99，儲芯筒99采用兩半分離式，利于儲芯筒99整體打開，以確定每個巖芯具體的采集深度，避免了巖芯一下倒出時，巖芯深度的無法確認；測壓封隔吸口采用大面積吸口，最大限度地防止封隔橡膠口的堵塞，利于地層流體進入預測試室；測量地層壓力的傳感器為石英壓力傳感器，精度為2%。，保證了所測地層壓力的精度；預測室容積0-10毫升可調(diào)，速率0-3ml/s可調(diào)，利于適應不同滲透率地層的測壓需求和確認獲取所測地層壓力的可靠性。[0024]如圖4所示，機械模塊9由殼體94、增壓缸90、主推靠缸91、鉆進控制缸92、鉆進電位計93、主推靠910、馬達96、儲芯筒99、芯長電位計98、導板95組成；殼體94作為各個零部件的固定支架。工作時主推靠缸91控制主推靠910張開，使儀器緊貼井壁，增壓缸90增加緊貼力，封隔器97密封地層，測壓裝置81抽出一定體積空間，地層流體流進并充滿該空間，石英壓力計18檢測該過程的壓力變化過程，得到壓力測量曲線，完成壓力測量工作。取芯時，鉆進控制缸92帶動導板95向上移動，導板95帶動帶有內(nèi)徑為38mm鉆桿的馬達伸出儀器外殼，鉆頭裝在馬達上，大泵液壓油帶動馬達高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆取巖芯，完成后導板折斷巖心，先存儲在馬達內(nèi)部，鉆進控制缸92帶動導板95向下移動，導板95帶動38馬達收回儀器外殼，推芯缸17推動巖心入儲芯筒99，主推靠缸91控制主推靠910收回，完成一個工作點。
[0025]如圖5所示，平衡模塊10采用活塞式平衡，活塞式平衡由接頭、活塞101、彈簧103、殼體102組成，活塞101在殼體102內(nèi)浮動，使儀器內(nèi)部液壓油壓力與外部泥漿壓力平衡，保持井下儀器2中液壓油的基準壓力與外界壓力相平衡。
[0026]如圖6所示，地面系統(tǒng)與井下系統(tǒng)電纜分配圖，所述馬龍頭6的一端經(jīng)7芯鎧裝電纜12與集流環(huán)11的一端相連，馬龍頭6的另一端與井下儀器2的電子節(jié)19相連，所述集流環(huán)11的另一端與地面控制系統(tǒng)連接，所述地面控制系統(tǒng)包括地面程控箱3、地面調(diào)壓器箱4和地面變壓器箱5，所述7芯電纜的纜芯a I JfSb 2、纜芯d 4和纜芯e 5傳輸電能，纜芯c 3和纜芯f 6進行曼碼通訊。
[0027]如圖7所示，本實用新型的工作原理圖，一臺直流電機821帶動一個雙聯(lián)泵822，形成大泵液壓系統(tǒng)和小泵液壓系統(tǒng)。大泵液壓系統(tǒng)由馬達和換向閥組成。作用是直流電機帶動大泵旋轉(zhuǎn)，輸出高壓液壓油，驅(qū)動馬達高速旋轉(zhuǎn)，馬達鉆桿內(nèi)徑為38_，可以取到直徑為38mm的巖芯。小泵液壓系統(tǒng)有換向閥和鉆進控制缸92、主推靠缸91、推芯缸17組成。換向閥控制各液壓缸動作，鉆進控制缸92帶動馬達鉆桿進入地層或退出地層，主推靠缸91使整個儀器緊貼井壁，便于鉆取巖芯，推芯缸17把取到的巖芯推入儲芯筒99中儲存。電控溢流閥85是一個可以調(diào)節(jié)壓力的控制閥，通過調(diào)節(jié)壓力，可以調(diào)節(jié)鉆進速度的快慢，以適應不同地層的要求。蓄能器86可以存儲能量，儀器在工作中突然斷電時，存儲的能量可以使鉆進控制缸92退回，帶動馬達退回到儀器內(nèi)部，是儀器的一種保護裝置。鉆進電位計93是一種直線拉桿位移傳感器，用于測量鉆進控制缸92的行程，使地面操作員了解馬達鉆頭的位置。芯長電位計98也是一種直線拉桿位移傳感器，用于檢測是否取到巖心和巖心長度。測壓裝置81是用來測量地層壓力的，封隔地層的封隔器97安裝在主推靠910上，主推靠910張開使封隔器97緊貼井壁，封隔器97上橡膠受到擠壓，阻斷了泥漿和地層的連通，封住地層。增壓缸90可以增加液壓泵輸出壓力，使主推靠910以較大力量貼近井壁，保證測量的地層壓力準確可靠。測壓裝置81包括電機821、絲杠螺母、液壓缸和石英壓力計，電機旋轉(zhuǎn)帶動絲杠螺母直線運動，螺母帶動液壓缸運動，抽出測量地層壓力的空間，石英壓力計檢測出地層壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種38mm大顆粒測壓取芯器，包括地面儀器和井下儀器，井下儀器上設(shè)有主推靠，地面儀器由地面控制箱、地面調(diào)壓器箱和地面變壓器箱組成，井下儀器由電子模塊、液壓模塊、機械模塊和平衡模塊組成；地面儀器通過集流環(huán)、電纜及馬龍頭與井下儀器連接，其特征是:液壓模塊為采用直流電機作為動力源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的38_大顆粒測壓取芯器，其特征是:電子模塊的外殼主要由上接頭、下接頭、殼體組成，電子模塊的內(nèi)部裝有骨架，骨架上安裝電源控制板、伽馬信號控制板、測壓裝置控制板；其中，伽馬信號控制板安裝在保溫瓶中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的38_大顆粒測壓取芯器，其特征是:電子模塊和地面控制箱通過曼碼編碼方式進行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的38_大顆粒測壓取芯器，其特征是:液壓模塊的殼體由接頭和外殼組成，殼體內(nèi)安裝有骨架，骨架上裝有測壓裝置、電機和雙聯(lián)泵、蓄能器、換向閥、電控溢流閥和管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的38_大顆粒測壓取芯器，其特征是:液壓模塊的內(nèi)部充滿液壓油、并由密封圈進行密封，作為液壓系統(tǒng)的油槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的38mm大顆粒測壓取芯器，其特征是:機械模塊由殼體、增壓缸、主推靠缸、鉆進控制缸、鉆進電位計、主推靠、馬達、儲芯筒、芯長電位計、導板組成；外殼作為各個零部件的固定支架，主推靠缸控制主推靠的張開，增壓缸增加緊貼力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的38_大顆粒測壓取芯器，其特征是:平衡模塊采用活塞式平衡，活塞式平衡由接頭、活塞、彈簧、殼體組成，活塞在殼體內(nèi)浮動，使儀器內(nèi)部液壓油壓力與外部泥漿壓力平衡。
【文檔編號】E21B25/00GK203702049SQ201420046773
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】劉中敏, 盧曉麗, 謝頌青, 于礦偉 申請人:鄭州宜源翔石油科技有限公司, 南陽市天達同興石油技術(shù)有限公司