出心单元、出心工具及岩心出心工具的制作方法

1.本公开涉及机械技术领域，特别涉及石油钻井机械技术领域，尤其涉及一种出心单元、出心工具及岩心出心工具。


背景技术：

2.钻井密闭取心目前没有专用出心工具，出心时事先将取心机构固定在钻杆支架上，然后由几名钻工抬油管从工具上部插入内筒，合力将岩心分次顶出。但是遇到岩心松散破碎、存在裂缝，或者泥岩膨胀等原因，有时出现出心困难，甚至内筒堵心情况。这种情况现场采用方法：一、增加人手冲击油管，或大锤敲击外筒、工具吊上钻台撞击工具以求松动岩心，效果通常不明显，并且可能加重岩心的破碎，堵心程度加重，甚至最终导致切割内筒，增加取心成本和耗费大量时间。二、利用现场的拖拉机等设备撞击油管推动岩心。不能起到保护岩心的作用，反而破坏了岩心，使完整的岩心破碎了，松散易碎岩心变成粉末状。破坏了地质资料的完整连续性，降低了岩心的收获率和密闭率。给现场取心工程师，地质录井和研究院的取心工作带来很大困难。三、利用手拉葫芦拉动油管，油管与手拉葫芦不好固定，不能节省时间，而且非常笨拙。遇到这种复杂情况大大降低了工作效率。


技术实现要素：

3.本公开提出了一种出心单元、出心工具及岩心出心工具的技术方案，以解难以将待出心体所在的机构内取出的问题。
4.根据本公开的一方面，提供了一种出心单元，包括：出心机构；
5.所述出心机构与待出心体所在的机构连接，所述出心机构内的出心杆一端或者外侧具有推进机构，所述出心机构内的出心杆一端可以与所述待出心体接触；
6.所述推进机构，用于带动所述出心机构内的出心杆运动，完成所述待出心体的出心操作。
7.优选地，所述推进机构，包括：推进器及卡瓦机构；
8.所述推进器与所述出心机构之间具有所述卡瓦机构。
9.优选地，所述推进器在所述出心杆一端或者外侧，所述推进器与所述出心杆之间具有所述卡瓦机构。
10.优选地，所述出心机构的外侧沟槽；
11.所述沟槽上套接有所述推进器，所述推进器的筒内壁为带有抬肩的锥面，在所述锥面内套有带开槽的所述卡瓦机构。
12.优选地，所述推进机构，还包括：轴承以及/或滑动机构；
13.所述推进器的一侧具有套接在所述出心机构外侧的轴承，所述推进器的另一侧为套接在所述出心机构外侧的滑动机构；
14.所述滑动机构按照所述轴承或所述推进器作用力方向运动，以带动所述出心机构内的出心杆运动，完成所述待出心体的出心操作；
15.以及/或，
16.所述卡瓦机构为单向卡瓦。
17.优选地，所述推进机构，还包括：保护连接件；
18.所述连接件的一端与所述推进机构连接，所述连接件的另一端与所述出心机构的一端连接，所述出心机构的另一端与所述待出心体连接。
19.优选地，所述保护连接件的一端具有凹槽，所述凹槽与所述推进机构连接，所述保护连接件的另一端外侧与所述出心机构连接。
20.优选地，所述保护连接件为保护连接环。
21.根据本公开的一方面，提供了一种出心工具，包括：如上述的出心单元，所述推进机构的一端与所述出心机构连接，所述推进机构的另一端与驱动机构连接；
22.所述驱动机构，用于向所述推进机构提供推进力。
23.优选地，所述驱动机构的一侧为所述推进机构，所述驱动机构的另一侧具有固定机构；
24.所述固定机构，用于固定所述驱动机构。
25.优选地，所述固定机构，包括：螺帽；
26.所述螺帽固定在所述出心杆的外侧，与所述驱动机构的另一侧顶接。
27.优选地，所述固定机构，还包括：固定套；
28.所述螺帽的一侧为所述驱动机构，所述螺帽的另一侧为所述固定套。
29.根据本公开的一方面，提供了一种岩心出心工具，包括：如上述的出心单元，或如上述的出心工具；
30.所述待出心体为岩心，待出心体所在的机构为内筒，所述岩心位于所述内筒内，所述出心杆为油管。
31.在本公开实施例中，提出的一种出心单元、出心工具及岩心出心工具的技术方案，以解难以将待出心体所在的机构内取出的问题，特别是为了解决钻井密闭取心出心困难的问题。
32.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
33.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
35.图1示出根据本公开实施例的出心单元、出心工具及岩心出心工具全剖结构示意图。
36.图2示出根据本公开实施例图1的驱动机构的示意图。
具体实施方式
37.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同
的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
38.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
39.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
40.另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
41.图1示出根据本公开实施例的出心单元、出心工具及岩心出心工具全剖结构示意图。一种出心单元，包括：出心机构10；所述出心机构10与待出心体所在的机构连接，所述出心机构10内的出心杆一端或者外侧具有推进机构，所述出心机构10内的出心杆一端可以与所述待出心体接触；所述推进机构，用于带动所述出心机构内的出心杆运动，完成所述待出心体的出心操作。
42.具体地说，由于所述出心机构10与待出心体所在的机构连接在一起，其连接方式可以是螺纹连接，或者夹持；由于待出心体所在的机构相对于所述出心机构10不动，当推进机构带动所述出心机构10内的出心杆向所述待出心体的方向运动时，可将所述待出心体从待出心体所在的机构内取出，完成所述待出心体的出心操作。
43.在本公开中，所述出心机构10内具有出心杆通道，所述出心杆穿过所述出心杆通道可与所述待出心体接触，所述出心机构10的一端具有夹持机构，所述夹持机构用于与待出心体所在的机构连接，所述出心机构10的另一端具有推进连接机构，所述推进连接机构与所述推进机构连接。
44.在本公开中，所述推进机构，包括：推进器7及卡瓦机构；所述推进器7在所述出心杆一端或者外侧，所述推进器7与所述出心杆之间具有所述卡瓦机构。
45.在本公开的实施例中，推进器7可以筒状结构，套接在所述出心杆的外侧。
46.在本公开中，所述卡瓦机构套接在所述出心机构10外侧，所述卡瓦机构外侧为所述推进器7。
47.在本公开中，所述出心机构10的外侧沟槽；所述沟槽上套接有所述推进器7，所述推进器7的筒内壁为带有抬肩的锥面，在所述锥面内套有带开槽的所述卡瓦机构。其中，所述卡瓦机构为单向卡瓦8。
48.在本公开中，所述推进机构，还包括：轴承以及/或滑动机构；所述推进器7的一侧具有套接在所述出心机构10外侧的轴承，所述推进器7的另一侧为套接在所述出心机构10外侧的滑动机构；所述滑动机构按照所述轴承或所述推进器7作用力方向运动，以带动所述出心机构10内的出心杆运动，完成所述待出心体的出心操作。
49.在本公开的实施例中，轴承可选用转向助力轴承9，滑动机构可以采用丝杠筒3。具体地说，所述丝杠筒3与所述出心杆的外侧采用丝杠的方式连接，所述丝杠筒3的外侧具有所述推进器7以及所述轴承（转向助力轴承9）。
50.在本公开中，所述10推进机构，还包括：保护连接件；所述连接件的一端与所述推进机构连接，所述连接件的另一端与所述出心机构10的一端连接，所述出心机构10的另一端与所述待出心体连接。其中，所述保护连接件可为保护连接环2，所述保护连接环2套接在所述出心杆的外侧。
51.在本公开中，所述保护连接件的一端具有凹槽，所述凹槽与所述推进机构连接，所述保护连接件的另一端外侧与所述出心机构10连接。
52.在本公开的实施例中，所述保护连接环2一端的凹槽与所述丝杠筒3的一端螺纹连接，所述保护连接环2另一端的外侧与所述取心机构10的内侧连接，所述出心机构10的一端具有夹持机构，所述夹持机构用于与待出心体所在的机构连接，所述出心机构10的另一端具有推进连接机构，所述推进连接机构通过所述保护连接环2另一端的外侧与所述推进机构连接。同时，所述丝杠筒3（丝杠）的另一端安装有单向卡瓦8，所述单向卡瓦的外侧为推进器7。
53.本公开还提出了一种出心工具，包括：如上述的出心单元，所述推进机构的一端与所述出心机构10连接，所述推进机构的另一端与驱动机构连接；
54.所述驱动机构，用于向所述推进机构提供推进力。
55.在本公开中，所述驱动机构的一侧为所述推进机构，所述驱动机构的另一侧具有固定机构；所述固定机构，用于固定所述驱动机构。其中，所述驱动机构可为舵轮4，具体结构可详见图2。
56.在本公开的实施例中，所述固定机构及所述驱动机构均安装在所述丝杠筒3（丝杠）的外侧。
57.在本公开的实施例中，所述固定机构，包括：螺帽6；所述螺帽6固定在所述出心杆的外侧，与所述驱动机构的另一侧顶接。
58.在本公开的实施例中，所述固定机构，还包括：固定套5；所述螺帽6的一侧为所述驱动机构，所述螺帽6的另一侧为所述固定套5。
59.本公开还提出了一种岩心出心工具，包括：如上述的出心单元，或如上述的出心工具，所述待出心体为岩心11，待出心体所在的为内筒，所述岩心11位于所述内筒内，所述出心杆为油管1。
60.图2示出根据本公开实施例图1的驱动机构的示意图。上述驱动机构可为舵轮4，所述舵轮4的中心孔套接在所述出心杆外侧，所述舵轮4在丝杠筒3上旋转，产生轴向推力推动与之连接的转向助力轴承9和推进器7沿着丝杠筒3上的沟槽滑动。推进器7通过其内部装有的单向卡瓦8卡套在油管1上，通过推进器7内部锥面挤压单向卡瓦8，使其与油管1过盈配合推动油管1沿轴向运动，穿过出心机构10（取心机构）中心，顶在取心机构的岩心11上，从而推动岩心11滑移出出心机构10。
61.在本公开的实施例中，舵轮4（驱动机构）可用加长杆增加力臂，加大油管1推动岩心11的推力。若岩心11在取心机构10内很难顶出时，舵轮4采用加长杆，则上下往返压动加长杆，带动推进器7前行卡紧油管1，通过油管1向岩心11传递更大的轴向推力，或者带动推进器7后退，自动与油管1松开，上下反复运动，可以带动推进器7间歇式推动油管1顶出岩心11。
62.具体地说，油管1外部套有轴向带有两道沟槽的丝杆筒3，丝杆筒3外体为螺纹，丝
杠筒3一端开槽到顶，在丝杠筒3的沟槽上套有推进器7的筒，推进器7的筒内壁为带有抬肩的锥面，在锥面内套有带开槽的单向卡瓦8，单向卡瓦8卡套在油管1上，推进器筒7一侧与套在丝杆筒3沟槽上的转向助推轴承套9焊接，转向助推轴承套9另一侧与套在丝杆筒3沟槽上的舵轮4焊接，在丝杠筒3端部，套有与其沟槽配合的固定套5，固定套5外部套有与其螺纹连接的螺帽6，丝杆筒3另一侧与保护连接环2螺纹连接，保护连接环2与出心机构10（取心机构）螺纹连接，油管1端部顶在岩心11端部。
63.具体地说，油管1贯穿工具中心，顶在密闭头上，固定套5扣在丝杠筒3尾端，螺帽6与丝杠筒3及与其沟槽配合的尾端固定套5螺纹连接，舵轮4与丝杠筒3螺纹连接。舵轮4、助推轴承套9、推进器7焊接在一起。单向卡瓦8安装在推进器7的圆锥面里，保护连接环2与取心机构10端部螺纹连接。
64.本公开通过丝扣与出心机构10（取心机构）外筒相连接，正常情况时钻工推动油管出心。出心困难时，利用舵轮旋转，在丝杠筒上产生向前的推力，带动油管，驱动岩心，将岩心均匀的顶出内筒。省时省力，保护岩心。
65.综上，本公开结构简单合理，方便组装好用，省时省力，快速连续出心。因此较好地解决了密闭取心遇到复杂，出心困难所带来的不必要的经济损失，提高了工作效率，提高了岩心的密闭率和收获率，降低了钻井成本，有效的缩短了建井周期。
66.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。