一种弹射式井壁取心器的制作方法

1.本实用新型属于石油勘探技术领域，更具体的说是涉及一种弹射式井壁取心器。


背景技术：

2.目前，撞击式井壁取心器均采用火药作为驱动力，现场使用时，火药装在取心器弹道，在火药上面放有专用的取芯筒总成，给火药通电，火药产生气体推动取芯筒击入地层，由于各种原因导致火药气体压力不足以将取芯筒推出，弹道内存有一定压力，这种情况存有安全隐患。同时，因火药是由炸药和钝化剂混合而成，具有保质期，当接近或超过保质期，火药威力急剧下降，将大大降低取心收获率。
3.另外，火药属于火工危险品，国家对此类物品管控非常严格，撞击式井壁取心技术应用已出现了瓶颈，严重阻碍了该技术应用市场。
4.因此，如何提供一种不使用火药的撞击式取心器是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种弹射式井壁取心器，采用电磁弹射取代火药驱动，可解决撞击式井壁取心依赖火药的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种弹射式井壁取心器，包括：采集电路、电磁铁、取心器本体、弹头、基座、连接头和密封筒；其中，所述弹头与所述基座固定连接，所述基座套在所述电磁铁上，所述电磁铁固定在所述取心器本体内部；所述密封筒一端与所述连接头相连，另一端与所述取心器本体相连；所述采集电路安装在所述密封筒内。
8.优选的，所述采集电路包括直流电源、解码器、译码器、取心功放器、单稳整形器和放大电路，所述直流电源分别与所述取心功放器、所述单稳整形器和所述放大电路相连，所述解码器依次与所述译码器、所述取心功放器相连接，所述单稳整形器与所述放大电路相连接。
9.优选的，所述直流电源包括整流桥cr1、二极管cr2、整流桥cr3、二极管cr4、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6和电阻r5，其中，所述整流桥cr1的1脚与2脚分别和变压器t输出端相连，整流桥cr1的3脚通过二极管cr2与电容c1、电容c2正极连接，整流桥cr1的4脚和电容c1、电容c2负极连接并接地，整流桥cr3的1脚和2脚分别和变压器t输出端相连，整流桥cr3的3脚通过二极管cr4与电容c5、电容c6正极以及滑动电阻r5连接，二极管cr4的4脚分别和电容c5、电容c6负极连接。
10.优选的，所述解码器包括集成块ic2、电阻r7、电容c7、电阻r8和电容c8；所述译码器采用集成块ic3；所述集成块ic2的1脚、2脚、3脚、4脚和5脚相互连接后接地，所述集成块ic2的6脚和7脚之间接电阻r7，且所述集成块ic2的7脚通过电容c7接地，电阻r8与电容c8并联后一端接地，另一端与集成块ic2的10脚连接，电阻r6一端与集成块ic2的9脚相连，另一
端与e1连接，集成块ic2的11脚与集成块ic3的1脚连接；集成块ic2的12脚、13脚、14脚、15脚分别和集成块ic3的22脚、21脚、3脚、2脚相连，集成块ic3的23脚接地。
11.优选的，取心功放器包括功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9；集成块ic3的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、17脚和18脚分别与功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9的基极相连，功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9的集电极相互连接在一起，发射极分别和相应电磁铁连接。
12.优选的，所述单稳整形器包括集成块ic1、电容c3、电容c4、电阻r2、电阻r3和电阻r4；集成块ic1的1脚和2脚之间接电容c3，电阻r4一端与集成块ic1的2脚连接，另一端与电源vcc、三极管的集电极相连接，集成块ic1的4脚与e2连接，电阻r3一端与电源vcc连接，另一端和集成块ic1的4脚相连接，集成块ic1的5脚和3脚之间接电容c4和地，电阻r2一端接电源vcc，另一端接集成块ic1的3脚。
13.优选的，所述放大电路包括三极管q1、三极管q2、电阻r1、二极管cr6和二极管cr5，集成块ic1的6脚接三极管q2的基极，电阻r1与二极管cr6并联后一端接三极管q2的发射极与e3，另一端接地，二极管cr5一端接e3与三极管q1的集电极，另一端接三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地。
14.优选的，所述电磁铁包括直流线圈和铁芯，所述铁芯整体呈十字状，其顶部高于平面为第一圆柱体，平面底部为第二圆柱体，所述直流线圈缠绕在第二圆柱体的外侧，平面侧面设有环形凹槽。
15.优选的，所述取心器本体内部设置有空心槽，底部的两侧钻有两个内通孔，且所述取心器本体两侧设置有对称稍梁，稍梁上设有开口的固定穴和闭环绳槽通孔。
16.优选的，还包括承压密封总成，所述承压密封总成设置在所述密封筒内，且所述承压密封总成包括承压密封盘和接线柱，所述承压密封盘和所述接线柱相连，所述承压密封盘上设置有若干个通孔群，承压盘上设置有与所述密封筒内键槽相对应的舌键。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型可解决撞击式井壁取心依赖火药的问题，采用电磁铁与弹头和基座配合，通过给电磁铁供电，电磁铁瞬间产生强磁场，强磁场在基座内产生感应电流，强磁场对感应电流又有力的作用，将基座抛出，弹头随机击入地层获得岩心，电磁弹射取代火药驱动，可彻底解决火药带来诸多不利的问题，扩大市场占有率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1附图为弹射式井壁取心器装配示意图；
21.图2附图为弹射式井壁取心器装配截面示意图；
22.图3附图为弹射式井壁取心器钢丝绳固定示意图；
23.图4附图为弹射式井壁取心器采集模块电路图。
24.其中，图中：
[0025]1‑
固定衬；2
‑
插件；3
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第七密封圈；4
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第二分解环；5
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第二圆形卡簧；6
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第二固定环；7
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第二快速螺套；8
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第八密封圈；9
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第六密封圈；10
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连接头；11
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导线；12
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第三密封圈；13
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第五密封圈；14
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第一快速螺套；15
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第一固定环；16
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第一圆形卡簧；17
‑
第一分解环；18
‑
第四密封圈；19
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密封筒；20
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第二密封圈；21
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承压密封盘；22
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接线柱；23
‑
螺丝；24
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第一密封圈；25
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取心器本体；26
‑
弹头；27
‑
钢丝绳；28
‑
固定端头；29
‑
基座；30
‑
固定圈；31
‑
隔绝环；32
‑
铁芯；34
‑
绝缘套；35
‑
电磁铁线圈；36
‑
绝缘垫片；37
‑
固定穴。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]
请参阅附图1
‑
3，本实用新型提供了一种弹射式井壁取心器，包括：采集电路、电磁铁、取心器本体25、弹头26、基座29、连接头10和密封筒19；其中，弹头26与基座29固定连接，基座29套在电磁铁上，电磁铁固定在取心器本体25内部；密封筒19一端与连接头10相连，另一端与取心器本体25相连，钢丝绳27穿过基座29与取心器本体25连接，取心器本体25另一端安装有固定端头；采集电路安装在密封筒19内。
[0028]
本实用新型可解决撞击式井壁取心依赖火药的问题，采用电磁铁与弹头26和基座29配合，通过给电磁铁供电，电磁铁瞬间产生强磁场，强磁场在基座29内产生感应电流，强磁场对感应电流又有力的作用，将基座29抛出，弹头26随机击入地层获得岩心，电磁弹射取代火药驱动，可消除使用火药带来诸多问题，从而彻底解决火药带来诸多不利的问题，扩大市场占有率。
[0029]
参考附图4，采集电路包括直流电源、解码器、译码器、取心功放器、单稳整形器和放大电路，直流电源分别与取心功放器、单稳整形器和放大电路相连，解码器依次与译码器、取心功放器相连接，单稳整形器与放大电路相连接。
[0030]
直流电源包括整流桥cr1、二极管cr2、整流桥cr3、二极管cr4、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6和电阻r5，其中，整流桥cr1的1脚与2脚分别和变压器t输出端相连，整流桥cr1的3脚通过二极管cr2与电容c1、电容c2正极连接，整流桥cr1的4脚和电容c1、电容c2负极连接并接地，整流桥cr3的1脚和2脚分别和变压器t输出端相连，整流桥cr3的3脚通过二极管cr4与电容c5、电容c6正极以及滑动电阻r5连接，二极管cr4的4脚分别和电容c5、电容c6负极连接。电容c1、电容c2正极为输出端，为各集成电路提供电压，整流桥cr3的3脚、二极管cr4、电容c5、电容c6、电阻r5为取心功放器提供电压，电阻r5与取心功放器的集电极相连接。
[0031]
解码器包括集成块ic2、电阻r7、电容c7、电阻r8和电容c8；译码器采用集成块ic3；集成块ic2的1脚、2脚、3脚、4脚和5脚相互连接后接地，集成块ic2的6脚和7脚之间接电阻r7，且集成块ic2的7脚通过电容c7接地，电阻r8与电容c8并联后一端接地，另一端与集成块ic2的10脚连接，电阻r6一端与集成块ic2的9脚相连，另一端与e1连接，集成块ic2的11脚与
集成块ic3的1脚连接；集成块ic2的12脚、13脚、14脚、15脚分别和集成块ic3的22脚、21脚、3脚、2脚相连，集成块ic3的23脚接地。
[0032]
取心功放器包括功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9；集成块ic3的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、17脚和18脚分别与功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9的基极相连，功放器g1、功放器g2、功放器g3、功放器g4、功放器g5、功放器g6、功放器g7、功放器g8和功放器g9的集电极相互连接在一起，发射极分别和相应电磁铁连接。
[0033]
单稳整形器包括集成块ic1、电容c3、电容c4、电阻r2、电阻r3和电阻r4；集成块ic1的1脚和2脚之间接电容c3，电阻r4一端与集成块ic1的2脚连接，另一端与电源vcc、三极管的集电极相连接，集成块ic1的4脚与e2连接，电阻r3一端与电源vcc连接，另一端和集成块ic1的4脚相连接，集成块ic1的5脚和3脚之间接电容c4和地，电阻r2一端接电源vcc，另一端接集成块ic1的3脚。
[0034]
放大电路包括三极管q1、三极管q2、电阻r1、二极管cr6和二极管cr5，集成块ic1的6脚接三极管q2的基极，电阻r1与二极管cr6并联后一端接三极管q2的发射极与e3，另一端接地，二极管cr5一端接e3与三极管q1的集电极，另一端接三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地。
[0035]
电磁铁包括电磁铁线圈35和铁芯32，铁芯32整体呈十字状，其顶部高于平面为第一圆柱体，平面底部为第二圆柱体，电磁铁线圈35缠绕在第二圆柱体的外侧，平面侧面设有环形凹槽。
[0036]
本实施例中，取心器本体25内部设置有空心槽，内设有密封面和螺纹，底部的两侧钻有两个内通孔，且取心器本体25两侧设置有对称稍梁，稍梁上设有开口的固定穴37和闭环绳槽通孔。
[0037]
本实施例中，弹头26内部掏空呈圆柱形状，外形上部呈子弹状，下部为环形外平面键，环形平面键上设置有缺口一。
[0038]
本实施例中，基座29内部掏空呈圆柱形状，中上部设有两个对称通孔，其上部为环形内平面键，环形内平面键上设置有缺口二。
[0039]
本实用新型还包括承压密封总成，承压密封总成设置在密封筒19内，且承压密封总成包括承压密封盘21和接线柱22，承压密封盘21和接线柱22相连，承压密封盘21上设置有若干个通孔群，承压密封盘21为圆柱形，在圆柱形侧面设有两个环形闭合凹槽，承压密封盘21上设置有与密封筒19内键槽相对应的舌键。
[0040]
本实用新型的工作原理：
[0041]
首先进行设备的组装，先加工铁芯32，铁芯32加工完毕后，再将漆包线整齐缠绕在铁芯32大平面下部自做成电磁铁线圈35；
[0042]
检查导线11绝缘，应为无穷大，把导线11截成一定长度，把剪好的导线11套上热缩管，并加热，热缩管紧贴于导线11外皮，将导线11在盲孔处进入导线孔，从取心器本体25的上一端穿出，并留有一定长度；
[0043]
把绝缘垫片36放入盲孔底部，压实；
[0044]
将绝缘套34套在电磁铁铁芯32平面侧环面，电磁铁线圈35引线与导线11连接好，并在连接处套牢保护套；
[0045]
将电磁铁装入空心槽压实后，把密封胶圈装入铁芯32平面凹槽内；
[0046]
密封筒19带上第一密封圈24，润滑密封脂均匀涂抹在螺纹处和第一密封圈24；
[0047]
将所有导线11穿过密封筒19后，把密封筒19螺纹旋入取心器本体25端头螺纹到位并紧固，安装防转螺丝23；
[0048]
安装承压接线总成：先将润滑密封脂均匀涂抹在接线柱22密封圈和螺纹处，接线柱22螺纹、密封面处进入承压盘21通孔内与其内螺纹咬合并拧紧；
[0049]
导线11与接线柱22连接；
[0050]
将第二密封圈20安装在承压盘21的密封槽中，并涂抹润滑脂密封脂；
[0051]
承压盘21带有接线柱22的一端进入密封筒19，承压盘21上的舌键正对密封筒19内键槽后，用专用工具把承压盘21挤入到位；
[0052]
连接头10的一端先后安装第三密封圈12、第一快速螺套14、第一固定环15、第一分解环17和第四密封圈18，将第一圆形卡簧16装在第一分解环17的凹槽中，在第一快速螺套14凹槽中安装第五密封圈13，连接头10的一端先后安装第六密封圈9、第二快速螺套7、第二固定环6、第二分解环4和第七密封圈3，第二圆形卡簧5装在第二分解环4的凹槽中，在第二快速螺套7凹槽中安装第八密封圈8；
[0053]
把采集电路的pcb和变压器t装在连接头10内部，pcb输出端分别与对应的导线11相连接；
[0054]
将连接头10键槽与密封筒19内的承压盘21正对，转动第一快速螺套14，并紧固；
[0055]
把采集电路pcd、变压器t的输入线，接在插件2相应的插孔中；
[0056]
固定衬1中的键槽与插件2上的凸键对正后，装入连接头10内，同时固定衬1的螺丝孔与连接头10端面的螺丝孔均对正，用螺丝定位，并紧固；
[0057]
将隔绝环31放在铁芯32平面上；
[0058]
把固定圈30放在基座29的凹槽以及基座29的下方中，基座29套在铁芯32平面凸起的圆柱上，同时在隔绝环31内；
[0059]
将弹头26外平环键与基座29的内平环键槽相对应插入，并旋转角度，即可完成；
[0060]
将钢丝绳27穿过基座29对称两孔，钢丝绳27的绳头通过取心器25两侧面的稍梁的开口进入到固定穴37，多余长度的钢丝绳27安装到稍梁的闭环绳槽通孔中。
[0061]
取心时，采集电路中的直流电路，通过整流桥、滤波电路，输出恒定的直流电源；采集电路中的解码器通过e1端点和电阻r6，接收到来自地面发送的档位信号，进行识别响应，触发译码器对解码器接收到的数据进行译码，在译码器输出端输出一个与地面显示相同数字的端口为取心功放器提供导通的基极电压，取心功放器的集电极接直流电源，发射极输出大电流，该电流经导线11进入与之相应的电磁铁线圈35，在铁芯32上瞬间产生强磁场，强磁场进入基座29产生感应电流，将基座29、弹头26击入地层，上提取心器本体25，通过与取心器本体25连接的钢丝绳27、基座29把弹头26从地层中拽出来，通过控制集电极电源，可在铁芯32处得到不同强度磁场，以获取不同深度的地层岩心；采集电路中的单稳整形放大电路，当基座29被弹射出去过程中，取心器本体25产生震动，端点e2与监测器连接，端点e2瞬间接地，此下降沿触发单稳整形器的集成块ic1的6脚输出一个约1秒的高电平，此电平进入三极管q2的基极，进行驱动放大，送到e3端点传至地面设备，可监测到井下发射情况。
[0062]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0063]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。