一种起钻式保压取心工具的制作方法

本技术属于石油机械，尤其涉及一种起钻式保压取心工具。

背景技术：

1、保压取心技术是目前最先进的取心技术，能够有效解决常规取心随着压力降低油气逸散的问题，从而更加准确和全面的了解和确定储层信息。目前采用的保压取心装置的差动机构在下钻或钻进过程中，存在剪切销钉提前剪切造成取心失败等风险。因此，有必要对目前的保压取心装置进行改进。

技术实现思路

1、本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种可防止下钻或钻进过程中剪切销钉被提前剪切而影响取心成功率的起钻式保压取心工具。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种起钻式保压取心工具，所述保压取心工具包括：外筒总成和设于所述外筒总成内部的内筒管柱总成，所述外筒总成由上至下设有依次螺纹连接的顶部接头、外筒和钻头，所述内筒管柱总成包括：

3、液力提升机构，其设有：球座接头，其上端螺接且连通于所述顶部接头下端；钢球，其直径小于所述球座接头内径；上行套，其可固定的滑动安装于所述球座接头外表面，所述球座接头设有用于提升所述上行套的提升装置；

4、连接机构，其上端设于所述上行套下端；

5、密封机构，其上端设于所述连接机构下端，所述密封机构中设有球阀密封机构，所述球阀密封机构被提升时，能够将所述密封机构与外部空间由连通状态调整为封闭状态；

6、所述钢球落入所述球座接头时，所述提升装置能够憋压带动所述上行套及其下方的所述连接机构和所述密封机构上行，进而带动所述球阀密封机构由连通状态调整为封闭状态。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述球座接头采用阶梯管结构，包括从上至下直径依次增大的第一段、第二段和第三段，所述第二段设有进液孔，所述第三段设有沿其直径方向相对设置的一对球孔和剪切销钉孔，所述球孔中放置悬挂球；所述球座接头下端螺接球座套，所述球座套底端设有连通所述球座接头和所述上行套的端孔；

8、所述上行套的上端面设有直径与所述第二段外径相适应的中孔且滑动安装于所述第二段，所述上行套内径与所述第三段外径相适应，所述上行套内表面与所述第二段外壁围合成能够通过所述进液孔连通所述球座接头内部的活塞腔，所述上行套外壁设有对应于一对所述球孔的一对定位螺母孔，所述定位螺母孔中均螺接一定位螺母，所述定位螺母下端面设为与所述悬挂球外表面相适应的弧面，所述上行套下端侧设有泄压孔；

9、所述提升装置包括：

10、悬挂套筒，其螺接于所述球座接头第一段外表面，所述悬挂套筒上、下两端分别抵接所述顶部接头下端和所述第二段上端，所述悬挂套筒包括管部和位于所述管部下端向外凸出的第一钩部；

11、弹性爪，其设有：连接环部，螺接于所述上行套上端；数个爪部，数个所述爪部沿所述连接环部圆周方向设置，所述爪部包括支杆和第一爪钩，所述支杆下端设于所述连接环部上端，所述第一爪钩设于所述支杆上端；

12、剪切球座，其外径与所述球座接头内径相适应，所述剪切球座滑动安装于所述球座接头内部，所述剪切球座侧壁由上至下设有凹槽和对应于所述剪切销钉孔的剪切销钉槽，所述悬挂球能够在所述剪切球座下行后由所述球孔挤入所述凹槽，所述剪切销钉孔和所述剪切销钉槽中安装用于固定所述剪切球座和所述球座接头的剪切销钉。

13、作为本实用新型的进一步改进，所述悬挂套筒的所述管部的外径、所述球座接头第二段的外径和所述弹性爪的第一爪钩的内径相等，所述悬挂套筒的第一钩部的外径与所述弹性爪的支杆的内径相等。

14、作为本实用新型的进一步改进，所述第一爪钩上端斜面和所述第一钩部下端斜面角度相同且与竖直方向夹角均为钝角，所述第一爪钩下端斜面和所述第一钩部上端斜面角度相同且均为钝角。

15、作为本实用新型的进一步改进，所述剪切球座外表面设有第一o圈槽和第二o圈槽，所述第一o圈槽和第二o圈槽中均放置密封圈，所述剪切销钉安装于所述剪切销钉孔和所述剪切销钉槽中时，所述第一o圈槽和第二o圈槽分别位于进液孔的上侧和下侧。

16、作为本实用新型的进一步改进，所述连接机构由上至下包括：

17、分水接头，其上端螺接于所述上行套下端，所述分水接头上端侧设有出水孔；

18、仪器仓，其上端螺接于所述分水接头下端且所述仪器仓上端为盲端；

19、试压头，其上端螺接于所述仪器仓下端；

20、内筒，其上端螺接于所述试压头下端；

21、连接套，其上端螺接于所述内筒下端；

22、上内筒，其上端螺接于所述连接套下端。

23、作为本实用新型的进一步改进，所述外筒和钻头连接位置内表面形成沿其圆周方向的安装槽；

24、所述密封机构包括：

25、下内筒，采用阶梯管结构，从上至下包括第四段和直径小于所述第四段直径的第五段，所述第四段螺接于所述上内筒下端；

26、岩心爪座，设于所述第四段外表面；

27、所述球阀密封机构，其设有：

28、球室，包括：阶段管结构，其从上至下包括第六段和直径大于所述第六段直径的第七段，所述第六段上端螺接于所述岩心爪座下端；一对相同的肋板，其上端设于所述第七段下端，一对所述肋板沿所述外筒轴向中截面对称设置，所述肋板中部均设有第一限位销孔；端板，设于一对所述肋板下端；所述阶段管结构、一对相同的所述肋板和所述端板围合成环形结构；

29、球体，其设于所述第七段下端、所述环形结构中，所述球体设有贯穿其中的通孔，所述球体两侧对应于一对所述肋板设有两个相同的第一平面，所述第一平面上均设有凸出的限位部，所述限位部包括方形部和位于所述第一平面中心的圆环部，所述方形部一端设于所述圆环部，所述方形部另一端为设于所述圆环部外侧的自由端，所述圆环部中部设有贯穿球体的第二限位销孔，所述第一限位销孔和所述第二限位销孔用于安装限位销，所述第二限位销孔的横截面对应的圆心角为270°，所述第一限位销孔和所述限位销的横截面均为半圆形；

30、半环，采用圆心角为180°的环形结构，其环设于所述球体外侧，所述半环外表面安装于所述安装槽中，所述半环两侧端面配合于所述肋板侧壁；

31、所述密封机构被提升前，所述方形部的自由端上端接触所述半环下表面，所述第二限位销孔的上侧的径向侧面接触所述限位销的径向侧面上半侧；所述密封机构被提升后，能够使所述方形部的自由端抵接所述半环的侧端面，所述第二限位销孔的下侧的径向侧面抵接所述限位销的径向侧面下半侧。

32、作为本实用新型的进一步改进，所述下内筒的第五段外表面从上至下依次设有弹簧上盖、弹簧和密封盖，所述弹簧上盖和所述密封盖均采用环形结构，所述弹簧两端分别设于所述弹簧上盖和所述密封盖，所述密封盖下端采用配合于所述球体的弧面结构；所述球室的所述第六段套设于所述弹簧上盖、弹簧和密封盖外表面。

33、作为本实用新型的进一步改进，所述肋板内壁对应所述第一平面设有相对的一对第二平面，所述第二平面设有让位槽，用于防止所述限位部旋转时发生干涉。

34、与目前使用的保压取心装置相比，本实用新型的实施例提供的一种起钻式保压取心工具通过球悬挂方式，可防止下钻过程中的激动压力，或者取心钻进过程中的岩心和内筒摩擦力等原因造成内管柱向上运动，提前将剪切销钉剪断，本起钻式保压取心工具至少具有以下有益效果：

35、(1)顶部接头和悬挂套筒依次与球座接头螺纹连接，便于出心时拆卸弹性爪和悬挂套筒；剪切销钉可将剪切球座固定在球座接头内部；定位螺母和悬挂球配合可将上行套固定于球座接头外表面。

36、(2)悬挂套筒的管部的外径、球座接头第二段的外径和弹性爪的第一爪钩的内径相等，悬挂套筒的第一钩部的外径与弹性爪的支杆的内径相等，第一爪钩上端斜面和第一钩部下端斜面角度相同且与竖直方向夹角均为钝角，第一爪钩下端斜面和第一钩部上端斜面角度相同且均为钝角，可保证弹性爪在悬挂于悬挂套前不发生变形，并使弹性爪发生弹性变形悬挂于悬挂套的过程更稳定。

37、(3)球体的第二限位销孔的横截面对应的圆心角为270°，肋板中部的第一限位销孔及其中安装的限位销的横截面均为半圆形，密封机构被提升后，能够使方形部的自由端抵接半环的侧端面，第二限位销孔的下侧的径向侧面抵接限位销的径向侧面下半侧，限制球体逆时针旋；球体的第二限位销孔的下侧的径向侧面和限位销的径向侧面下半侧接触，使球体无法顺时针旋转，确保球体旋转90°，此时球体完全关闭。该方式不限制轴向自由度但限制旋转自由度，可避免球阀密封机构关闭后再旋转造成泄压，同时保证内筒管柱有轴向移动余量，即使发生弹性爪没有悬挂成功的情况，内筒管柱下行，球体也不会旋转，可继续保持保压密封的状态。