专利名称：绳索取心工具上的一种卡心装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻探取心工具，特别是一种能适应各种地层钻探取心的绳索取心工具上的卡心装置。
目前绳索取心工具上的卡心装置，它包括有一个连接在工具内筒下端的缩径套，和一个与缩径套内锥孔相匹配的整体式卡箍岩心爪，取心外筒下端联接有取心钻头，取心时是靠提升取心工具使整体式卡箍岩心爪将岩心抱住不动，缩径套上行收缩卡箍岩心爪卡紧并拔断岩心。这在不易破碎且易形成柱状岩心的地层取心，效果很好，而在易破碎、松散不易形成柱状岩心的地层，取心时效果很差，岩心往往漏掉而形成空筒。
本实用新型的目的是提供一种能适应各种地层钻探取心的绳索取心工具上的卡心装置。
本实用新型的任务是以如下方式完成的，它是对现有绳索取心工具上的卡心装置的改进，它包括有一个连接工具内筒下端的缩径套，和一个与缩径套内锥孔相匹配的整体式卡箍岩心爪，取心外筒下端联接有取心钻头，其特征在于缩径套下端有一个外径与其相同而内径扩大的延长部分，延长部分的下端内径圆周上，均布固定有至少10个上窄下宽上面拱可在其内腔弯曲成棚蔽的弹性卡簧片，使缩径套成为既能适应易形成柱状岩心地层的取心，又能适应不易形成柱状岩心、易破碎、松散地层取心的双作用缩径套，双作用缩径套下面的钻头内腔下部有一个被限位装置限位在钻头内腔中可顶开卡簧片使之张开隐蔽在延长部分内壁上的顶套，对顶套的限位可以用装在钻头内腔中的内径大于缩径套的外径而小于顶套上的外台阶的限位套来完成，也可以采用在钻头下部侧壁上装至少三个限位螺钉来实现，在低于悬挂装置外筒中段安装有一个能使外筒伸缩的伸缩装置。
本实用新型的卡心装置因增设一组可隐蔽的卡簧片，及被限位的顶套，所以能适应各种地层的钻探取心，其结构简单，工作可靠，不会因卡不住岩心而空筒。
以下将结合附图及其实施例，对本实用新型的结构和工作情况作进一步的描述。
图1是本实用新型在卡簧片形成棚蔽时的结构示意图；图2是本实用新型在卡簧片处于隐蔽状态时的结构示意图3是
图1的A-A剖面图；图4是图2的A-A剖面图。
在
图1、图2、图3、图4中，1、整体式卡箍岩心爪，2、双作用缩径套，3、卡簧片，4、限位套，5、顶套，6、单向推力轴承，7、取心钻头。
整体式卡箍岩心爪1装在双作用缩径套2的锥度内腔中，在双作用缩径套2下部的延长部分的内孔壁底部铆或焊上10-30片卡簧片3，卡簧片3下端宽，上端逐渐变窄，下端整齐牢固地固定在双作用缩径套2的延长部分下端内孔壁上，上端均向内呈拱形弯曲紧密相并，形成一个近似半球面的棚蔽。顶套5为一套类零件，其上设置有限位装置。一种是将其下部制造成外台阶形，台阶下面装有单向推力轴承6。顶套5联结单向推力轴承6坐在取心钻头7内腔下部的轴承孔中，用限位套4装在取心钻头7的内腔中，使其下端压在轴承孔的上端面上。限位套4也是套类零件，其内径大于双作用缩径套2的外径，而小于顶套5上的台阶外径，限位套4下端面与顶套5上的台阶上端面有很小的间隙，这样既限定了顶套5所处的位置，又不阻碍顶套5相对于取心钻头7的灵活转动；对顶套5的位置的限定方式也可以采取在取心钻头7下部侧壁上装至少三个限位螺钉的方式，限位螺钉沿着圆周均布，螺钉轴线均处于同一水平面内，其轴线均指向取心钻头7的中轴线，螺钉头部的侧面压在顶套5的台阶上端面，并与台阶上端面有一定间隙。
该卡心装置的工作原理是，当需要取心时，将带有此装置的绳索取心工具下入井底。在取心钻头7未接触井底以前，绳索取心工具处于悬吊状态，工具外筒上的伸缩装置在其下部外筒的重力作用下处于伸长状态，外筒也随着处于伸长状态，而取心钻头7连接在外筒下端，于是钻头7内的顶套5低于双作用缩径套2的下端，使双作用卡心装置处于图2所示的卡簧片3暴露状态。当钻头7接触井底后，继续下放钻具，取心工具外筒上的伸缩装置在其以上部分外筒及取心工具上部钻具的重力作用下，被压回到收缩状态，外筒长度恢复到原始长度，由于工具内筒长度固定不变，所以内筒下端连接的双作用缩径套2下行并套在顶套5上，卡簧片3被顶开并隐蔽在顶套5的外圆与双作用缩径套2下部延长部分的内孔壁之间。双作用卡心装置则处于如图3所示的卡簧片3隐蔽状态。此时则可以进行取心钻进，岩心不受卡簧片3的阻碍进入内筒。当岩心进入内筒一定长度，需要卡心时，则向上提升绳索取心工具。工具则逐渐过渡到悬吊状态，双作用隐蔽式卡心装置也将从图2所示的卡簧隐蔽状态过渡到图3所示的卡簧暴露状态，双作用缩径套2逐渐脱离顶套5。若遇到机械强度低，易破碎地层的岩心，卡簧片3则逐渐露出并插入岩心最终将岩心卡断并封住，确保破碎岩心的卡取。若遇到机械强度高，不易破碎的地层的岩心，双作用缩径套2则将整体式卡箍岩心爪1收缩，卡箍岩心爪1则勒紧岩心并将岩心拔断。岩心卡断后，用绳索将内筒提出井眼，即完成取心。
双作用隐蔽式卡心装置在取心钻进时，也改善了钻井液的分流情况。取心钻进时此装置处于图3所示的状态。钻进液通过限位套4与双作用缩径套2之间的间隙，大部分经限位套4下端侧壁上的许多通孔流入钻头7的底喷孔。只有很少量的钻井液经单向推力轴承6流入钻头7与岩心之间的间隙，对轴承有清洗润滑作用，使轴承转动灵活，确保取心工具的单动性能可靠。这部分钻井液也具有润滑岩心的作用，使岩心利于进入内筒，而且不会冲蚀岩心，有利于保护易破碎地层的岩心。
权利要求1.绳索取心工具上的一种卡心装置，它包括有一个连接在取心内筒下端的缩径套，和一个与缩径套内锥孔相匹配的整体式卡箍岩心爪，取心外筒下端联接有取心钻头，其特征在于缩径套下端有一个外径与其相同而内径扩大的延长部分，延长部分的下端内径圆周上均布固定有至少10个上窄下宽上面拱可在其内腔弯曲成棚蔽的弹性卡簧片，缩径套下面的钻头内腔下部有一个被限位装置限位在钻头内腔中可顶开卡簧片使之张开隐蔽在延长部分内壁上的顶套，在低于悬挂装置的外筒中段安装有一个能使外筒伸缩的伸缩装置。
专利摘要本实用新型绳索取心工具上的一种卡心装置,包 括有连接在取心内筒下端的缩径套和整体式卡箍岩心爪,取心 外筒下端联接有取心钻头,其特征在于:缩径套下端有一外径与 其相同而内径扩大的延长部分,下端内径圆周上固定有至少10 个弯曲成棚蔽的弹性卡簧片,下面的钻头内腔里有被限位装置 限位在钻头内腔中可顶开卡簧片使之张开隐蔽在延长部分内 壁上的顶套,在低于悬挂装置的外筒中段设一伸缩装置。它能适 应各种地层钻探取心,结构简单工作可靠。
文档编号E21B25/00GK2274688SQ9624536
公开日1998年2月18日 申请日期1996年11月3日 优先权日1996年11月3日
发明者钟承松, 王晓君, 张发安, 李福祥, 郑峰辉, 祃树攀, 郭建峰 申请人:地质矿产部华北石油地质局第五普查勘探大队