用于取芯的改进方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求2013年4月17日提交的美国申请序列号13/864,830的优先权，其内 容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明一般涉及取芯的改进或与取芯相关的改进，更具体地涉及改进芯与容纳芯 的芯筒部分之间的润滑。
【背景技术】
[0004] 在石油勘探领域，使用芯筒总成来容纳采样芯是已知的。在某些情况下，芯筒总成 将包括内部内管以帮助从地层提取芯来进行测试。将提取的芯保持在与芯处于地层时基本 相同的状态下是重要的。已使用各种技术来保持芯的完整性。在一种技术中，在取芯操作 期间，以挤出到芯外表面的凝胶来涂覆芯。然而，虽然凝胶保护了芯，但通常很难将其从芯 上除去以进行测试。除了保持芯的完整性之外，芯不会卡在芯筒总成内也是重要的。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明公开了用于改进芯筒总成与容纳的芯之间的界面的新方法和设备。 在一个实例系统中，芯筒总成将包括表面被构造成有助于润滑容纳的芯的内管。在选择的 实例中，这种内管将包括外表面和内表面，内表面将被构造成包括至少一个被构造成保持 滑润剂以润滑采样芯的结构。这种结构可具有各种构造的一种或多种，本文描述了各种构 造的实例。
【附图说明】
[0006] 图1图不了根据第一实例实施方案的具有浅凹内表面的内管的局部剖视图；
[0007] 图2图示了芯处于适当位置的图1中的内管的剖面图；
[0008] 图3图示了根据第二实例实施方案的内表面形成有径向槽的内管的局部纵向剖 视图；
[0009] 图4图示了根据第三实例实施方案的内表面形成有螺旋槽的内管的局部剖视图；
[0010] 图5与图4相似，但其内表面上形成有两个螺旋槽，根据第四实例实施方案，两个 螺旋槽在相反方向上行进；
[0011] 图6图不了根据第五实例实施方案的具有波状内表面的内管的局部剖视图；
[0012] 图7图示了根据第六实例实施方案的内表面的几何形状可变的内管的局部剖视 图；
[0013] 图8图示了根据第七实例实施方案的具有衬里的内表面上形成有小窝或凹坑的 内管的局部剖视图；
[0014]图9图示了根据第八实例实施方案的其衬里具有突起的内管的局部剖视图；
[0015] 图10图示了根据第九实例实施方案的具有结构化内表面的内管的局部剖视图；
[0016]图11图示了根据第十实例实施方案的其中形成有孔的内管的局部剖视图；
[0017] 图12与图11相似，但是根据第^^一实例实施方案，包括外表层；
[0018]图13图示了内管的内表面或其中形成有多个孔的衬里；
[0019]图14图示了根据第十二实例实施方案的其内表面上设置有凹槽的内管的剖视 图，内管与衬里一起使用；
[0020] 图15图示了根据第十二实例实施方案的带凹槽内管的透视图；
[0021] 图16图示了图15中的线A-A处的剖面；
[0022] 图17至图19分别图示了根据本发明进一步实施方案的在其内纤维或毛附接至内 表面的内管的壁部分的剖视图；
[0023] 图20与图3相似，但是根据另一个实例实施方案，包括设置在径向槽内的滑润 剂；
[0024] 图21图示了根据又一个实例实施方案的具有多孔内表面的内管的壁部分的局部 剖视图；和
[0025] 图22至图24分别图示了根据本发明的内管和/或衬里的可能的表面图案。
[0026] 图25图示了可与描述的任何内管构造一起使用以提供新的取芯装置和方法的实 例取芯装置。
【具体实施方式】
[0027] 将结合特定实施方案并参考某些附图来描述本发明，但本发明并不局限于此。描 述的附图仅仅是示意性的，而非限制性的。在附图中，为了说明，一些元件的尺寸可被放大， 而未必按比例绘制。本文使用的术语"垂直"和"水平"是指附图的特定定向，且这些术语 并不限制本文描述的具体实施方案。
[0028] 本发明涉及改进采样芯与芯筒内管之间的润滑以降低采样芯卡在内管内的风险。 可通过以下将更详细地描述的许多结构的任何一种来改进润滑，这些结构可直接在内管内 实现，或替代地在设置在内管内的衬里内实现。替代地，在一些实施方案中，描述的结构可 能直接在芯筒的内表面内形成。因此，在以下对图1-24的讨论中，在一种优选的构造中，对 所述结构进行的描述是参考其是在将适配在芯筒内的内管内形成的，但是这种描述应理解 为还代表结构在内管衬里或芯筒内形成。为了便于说明，在以下描述的每个实施方案中，在 适当情况下，采样芯以相关附图的从右向左的方向进入内管。
[0029] 首先参考图1，示出了内管10的局部纵向剖视图，内管10位于芯筒（如图25中以 220所示的）内以进行取芯操作。内管10包括外表面12和内表面14,内表面14上形成有 多个浅的小窝或凹坑16。内管10的一端形成有孔（凹）连接器18,内管10的另一端形成 有针（凸）连接器20,内管10通过孔连接器18和针连接器20连接至芯筒内的其它元件。 应理解，在其它实施方案中，内管10的每一端可包括同样的连接器。内管10优选由刚性材 料制成，例如钢、铝、合金、玻璃增强塑料（GRP)、碳增强材料（CRP)或任何其它合适的材料。
[0030] 可认为小窝或凹坑12与高尔夫球外表面上形成的凹坑相似，且紧密排布。每个小 窝或凹坑16充当微型润滑剂储存器，其截留通过钻柱循环的泥浆，当芯经过每个小窝或凹 坑进入内管10时，该泥浆不断地利用一层泥浆来润滑采样芯（未示出）。通过设置小窝或 凹坑16,当采样芯进入内管10时，其便无法充当刮泥器，将泥浆推离内表面14,如果内表 面14平滑且不具有小窝或凹坑16,则泥浆将被推离内表面14。这种小窝或凹坑16并不局 限于用于以泥浆作为滑润剂的情况，可使用其它合适的不影响采样芯完整性的滑润剂。例 如，具有高均匀性和高粘度的油、油脂和糊剂可用作这些材料，且可很容易保持在小窝或凹 坑16内。在某些情况下，可为保持结构提供滑润剂，然而在其它实例中（例如，以上图1中 的实例），滑润剂可存在，如在钻泥实例中那样，且可被结构截留，从而被保持在容纳的芯附 近。在其它情况下，如本文稍后将更详细地论述的那样，可在结构内沉积固体低摩擦材料， 从而将其保持在容纳的芯表面附近。
[0031] 图2图示了图1中的内管10的剖视图，其中采样芯22位于内管10内。如图所示， 小窝或凹坑16内的滑润剂（未示出）在内壁14与采样芯22之间提供了润滑层24。
[0032] 尽管在参考图1和图2描述的内管10的实施方案中，小窝或凹坑16是在内表面 14上形成，但是将很容易理解的是，可为其上形成有小窝或凹坑16的内管10提供衬里（如 以下将参考图8更详细地描述的那样），且衬里将提供相同的润滑效果。
[0033] 在以下描述的实施方案中，连接器18、20(图1)并未示出，这是因为在每种情况 下，仅示出了内管的一部分。应理解，根据与芯筒接合所需，内管的每一端可承载孔连接器 和针连接器，或此类其它连接机构。
[0034] 在图3中，示出了根据第二实例实施方案的内管30的壁的局部纵向剖视图。内管 30包括外表面32和其上形成有多个径向槽36的内表面34。径向槽36的尺寸被设置成以 与图1中的小窝或凹坑12相似的方式保持滑润剂。然而，应理解，槽36可截留的滑润剂的 量与小窝或凹坑16 (图1)不同。
[0035] 槽36之间的间隔设置成使得内表面34上形成基本均匀的滑润剂层，以便采样芯 (未不出）以与以上参考图2描述的方式相似的方式与内表面34分离。在一个实施方案 中，径向槽36沿内管30的长度彼此等距隔开。在另一个实施方案中，径向槽36可沿内管 30的长度以不同间隔分布。例如，径向槽36在内管30的入口处的间隔可更加紧密，以便当 采样芯进入内管30时能够为其提供更多滑润剂，而进一步进入内管的间隔较宽。
[0036] 将很容易理解的是，径向槽36也可以在插入内管30的衬里（未示出）的内表面 上形成，衬里的内表面被构造成具有径向槽，径向槽以与如上所述的内管30的内表面34相 同的方式保持滑润剂。
[0037] 在图4中，不出了内管40的壁的局部纵向剖视图。内管4