专利名称：一种旋转井壁取芯器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井壁取芯器，尤其涉及一种旋转井壁取芯器。
背景技术：
目前的旋转井壁取芯器在装配过程中，不锈钢液压管线走向复杂，器件间隙太小不方便装配。所有结构直接连接，作业过程中若发生灌浆事件，则需要更换整个仪器串。目前的旋转井壁取芯器，在液压节进入高温油槽调试的过程中，如遇到器件如阀、缸、传感器等损坏的情况，则需要将大部分管线或器件拆卸下来才能进行更换，维修麻烦。而且，现有的结构也不利于仪器的维修和保养等，采用液压马达进行取芯作业，效率低下且取出的都是小颗粒岩芯。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服目前旋转井壁取芯器结构复杂取芯效率低以及维修作业麻烦的不足。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种旋转井壁取芯器，包括:马笼头；与马笼头相连，与地面控制系统进行通讯的电子节；与电子节相连，为取芯作业提供动力的液压节；以及与液压节相连，完成推靠、取芯、折芯以及储芯作业的机械节。优选地，该马笼头的内部缆芯与该电子节通过接插件相连接。优选地，该马笼头的底部设有油缸，内部的高压缆芯底部浸没在油缸储存的绝缘介质中，该高压缆芯的其余部分被绝缘材料包裹。优选地，该液压节内部包括液压平衡装置和液压驱动装置，且该液压节内部空间充满耐高温齿轮油。优选地，该液压平衡装置包括:平衡活塞；连接在该平衡活塞上的活塞杆；套在该活塞杆上的弹簧；以及设置在远离该平衡活塞的注油口。优选地,该液压驱动装置包括:第一高温直流电机；与该第一高温直流电机相连的高温齿轮泵；与该高温齿轮泵通过出油管线和回油管线相连的蓄能器；与该蓄能器相连的阀岛；以及设置在远离该液压平衡装置一侧的端部的出油口。优选地，该液压驱动装置包括:[0025]靠近该液压平衡装置一侧的传感器；设置在该传感器以及该出油口之间的限位开关。优选地，该机械节包括:直流电动马达；副推靠臂及主推靠臂；连通该副推靠臂及主推靠臂的出油管线及回油管线；与该直流电动马达相连的导轨机构，该导轨机构上设置有推芯机构；分隔片装置通过芯长检测机构与该导轨机构相连；半开放式储芯筒与该分隔片装置相连；由该直流电动马达驱动的旋转导向机构；该旋转导向机构包括相互配合的第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮。优选地，该分隔片装置包括分隔片储存腔以及过芯腔，其中:该分隔片储存腔的中心线与该过芯腔的中心线平行，多片分隔片按顺序叠在一起成为一叠分隔片存储在分隔片储存腔中；该分隔片储存腔的底部设置有弹簧，头部固定设置有棘轮轴；该弹簧顶住该叠分隔片中的最后一片上；圆柱形扭弹簧安装在该棘轮轴上，该棘轮轴上安装有棘轮；该棘轮的一个棘爪顶在该叠分隔片中的第一片上；该棘轮转动时，该叠分隔片逐片地从该分隔片储存腔中进入到过芯腔中。与现有技术相比，本申请的实施例对动力部分进行了简化，并采用独立的模块化设计，便于作业过程中出现灌浆，即可立即更换，降低损失，提高作业效率。本申请的实施例将动作单元进行模块化设计，配以取常规岩芯的机械节和取大颗粒岩芯的机械节，同时保证互换性。本申请的实施例采用直流电机直接驱动的电动马达，简化动力单元，提高取芯效率。本申请的实施例增加单次作业取芯数量，并将取得的岩芯分隔开，避免破碎岩芯造成的干扰。本申请的实施例配以定向取芯装置，可以取得裸眼井同一深度但不同方向的岩芯，满足对地质沉积相的研究。本申请的实施例简化了仪器的装配、调试、维修和保养的作业过程。本申请的实施例可以提升取芯作业的时效性，减小取芯作业的风险性。
图1为本申请实施例的旋转井壁取芯器的构造示意图。图2为本申请实施例的旋转井壁取芯器中液压节的构造示意图。图3为本申请实施例的旋转井壁取芯器中机械节的构造示意图。图4为本申请实施例的旋转井壁取芯器中旋转导向机构的构造示意图图5为本申请实施例的旋转井壁取芯器中分隔片装置的构造示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下的相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。如图1所示，本申请实施例的旋转井壁取芯器主要包括顺序连接的马笼头(EOCH) 1、电子节(EA) 2、液压节(PC) 3以及机械节4。马笼头I是井下仪器与电缆末端进行连接的关键仪器，本申请的实施例中连接电子节与电缆末端鱼雷，其内部缆芯与EA通过接插件相连接，达到传递电信号的目的。本申请的实施例中，马笼头I底部设有油缸，高压缆芯底部浸没在油缸储存的绝缘介质(比如硅油)当中，高压缆芯的其余部分则被绝缘材料(比如耐高温高压硅脂)包裹，满足地面控制系统施加到旋转井壁取芯器的高压(比如450伏)交流电的绝缘要求。电子节2与地面控制系统进行通讯，接收地面控制系统发生的指令，并按照地面传输的指令要求，指挥井下仪器完成一系列取芯动作。向地面控制系统发送井下仪器的各种工作状态信息，包括GR信号、电缆头电压、动力泵压力信号、直流电马达信号、钻进位移信号、芯长位移信号、电子节温度以及液压节温度等等。液压节3为取芯作业提供动力。机械节4完成旋转井壁取芯器的推靠、取芯、折芯以及储芯等一系列作业。本申请的实施例中，机械节包括取常规岩芯的机械节和取大颗粒岩芯的机械节。本申请的实施例中，液压节3内部包括上下两个部分，上部为液压平衡装置，下部为液压驱动装置，且PC内部空间充满耐高温齿轮油。如图2所示，液压节3中的液压平衡装置主要包括平衡活塞12、连接在平衡活塞12上的活塞杆19以及套在活塞杆19上的弹簧11。液压平衡装置在远离平衡活塞12的一端上设置有注油口 18。如图2所示，液压节3中的液压驱动装置主要包括有第一高温直流电机20，与第一高温直流电机20相连的高温齿轮泵21，与高温齿轮泵21通过出油管线15和回油管线24等相连的蓄能器22，与蓄能器22相连的阀岛16。液压驱动装置中还设置有传感器13、限位开关14以及第二高温直流电机23等。传感器13设置在液压驱动装置靠近液压平衡装置一侧，液压驱动装置远离液压平衡装置一侧的端部设置有出油口 17，限位开关14设置在传感器13以及出油口 17之间。本申请的实施例在应用时，先将注油嘴连接到注油口 18处，然后用循环泵将齿轮油注入PC内部直至出油口 17处出油，关闭循环泵，并用油堵堵住出油口 17。打开真空泵抽真空，直至泵内油液面不再发生变化为止。关闭真空泵，打开注油口 18与油缸连接的管线(预先充满齿轮油)，此时，大气压力自动将部分齿轮油压入PC内部原先被空气占据的空间,这样就完成了抽真空注油的目的,完成之后用油堵堵住注油口 18。如图3所示，本申请实施例的机械节主要包括副推靠臂33和主推靠臂34，连通副推靠臂33和主推靠臂34的出油管线31以及回油管线32，还包括直流电动马达35，与直流电动马达35相连的导轨机构37，导轨机构37上设置有推芯机构40，分隔片装置38通过芯长检测机构39与导轨机构37相连，加长型半开放式储芯筒36与分隔片装置38相连。图4所示旋转导向机构，主要包括相互配合的第一圆锥齿轮41和第二圆锥齿轮42，其中直流电动马达35与第一圆锥齿轮41相连。如图5所示，本申请实施例中的分隔片装置主要包括分隔片储存腔51以及过芯腔52。[0064]分隔片储存腔51的中心线与过芯腔52的中心线平行，多片分隔片50按顺序叠在一起成为一叠分隔片，存储在分隔片储存腔51中。分隔片储存腔51的底部设置有弹簧61，头部固定设置有棘轮轴62。该弹簧顶住该叠分隔片中的最后一片上。圆柱形扭弹簧63通过卡簧槽安装在棘轮轴62上，扭弹簧63预先给予反向扭力，棘轮轴62通过键64与棘轮65定位组合。棘轮65的一个棘爪顶在该叠分隔片中的第一片上。在棘轮65转动作用下，该叠分隔片逐片地从分隔片储存腔51中进入到过芯腔52，参与岩芯70的分割。在岩芯70在推芯机构40中推芯杆71的推动作用下，岩芯70的底部顶着位于过芯腔52中的分隔片50与岩芯70 —起前行，进入到半开放式储芯筒36内。与此同时，在扭弹簧的复位作用下，棘轮旋转，其上的棘爪顶住该叠分隔片上的第一片从分隔片储存腔51中进入到过芯腔52中。在该叠分隔片上的分隔片从分隔片储存腔51中进入到过芯腔52中后，分隔片储存腔51底部设置的弹簧61顶着该叠分隔片朝向棘轮65运动并使得该叠分隔片中新的第一片顶住棘轮65的棘爪上。通过分隔片50的隔离，可以有效地对岩芯进行分隔。本申请的实施例在应用时，推芯机构40中的推芯杆将直流电动马达35上安装的取芯钻具取得的岩芯推向半开放式储芯筒36。但岩芯在被推向半开放式储芯筒36的同时，必须经过分隔片装置38。分隔片装置38的底部由弹簧机构驱动，随时都保证有一枚圆环状隔片放置在分隔片装置38的底部。岩芯经过推芯杆通过分隔片装置38并滑向半开放式储芯筒36时，底部必定将一枚圆环状隔片一并顶入半开放式储芯筒36，这样就达到了分隔岩芯的作用，避免了由于没有隔片造成的破碎岩芯造成了取芯资料混淆。本申请的实施例中，岩芯通过隔片被单独隔开放置在半开放式储芯筒36中，半开放式储芯筒36在取芯作业后被单独取出，通过特殊半开放式结构可以方便的取出岩芯。本申请的实施例中，在同一深度的不同方向取得岩芯时，在成功取芯并储芯后，旋转导向机构得到液压节传递下来的压力，并结合角度传感器的作用，使得第一圆锥齿轮41围绕第二圆锥齿轮42顺时针转动第一角度后停止，同时带动直流电动马达35也转动到位，此时可以实现第二次取芯并储芯。第二次成功后，旋转导向机构再次得到液压节传递下来的压力，并结合角度传感器使得第一圆锥齿轮41再围绕第二圆锥齿轮42逆时针时针转动第二角度后停止，同时带动直流电动马达35也转动到位，此时可以实现第三次取芯并储芯，这样就完成了同一深度地理层位上的以某一角度为分隔的三次不同取芯作业，为研究地质沉积相提供了有力的帮助。本申请的实施例中，该第二角度可以是该第一角度的两倍，该第一角度比如可以是20度。本申请的实施例中，当取芯作业之后发生系统突然断电的时候，液压节内部的蓄能器将发挥作用，将本身存储的弹性势能迅速释放，将弹性势能转变为液压节内部的瞬时液压，使得所有的动力系统得到反向的液压，副推靠臂33与主推靠臂34迅速收拢，同时直流电动马达35迅速回到钻退位置，使得仪器串在井里的状态由偏心变为居中，这样避免了由于系统断电造成的取芯作业失败且无法将仪器串提出井外的问题。本申请的实施例采用直流电机直接驱动的电动马达，简化了动力单元，提高了取芯效率，增加了单次作业取芯数量，并将所取得的岩芯分隔开，避免破碎岩芯造成的干扰。本申请的实施例配以定向取芯装置，可以取得裸眼井同一深度但不同方向的岩芯，满足对地质沉积相的研究。本申请的实施例采用深孔钻加工油路通道，将普通液压阀更换为方便拆装的插装阀并使用阀岛进行集成，使得装配、维修和保养更加方便。本申请的实施例采用直流电驱动的齿轮马达直接驱动取芯钻具进行取芯，能耗减小，效率提高。相比现有的取芯器，掉取芯软和硬管，避免由于保养不当造成的该处灌浆事件。本申请的实施例采用缺油报警的活塞平衡方式获得仪器内外压力平衡。本申请的实施例采用抽真空循环注油方式，相比现有的手动注油(手压泵)，提高了注油效果。虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种旋转井壁取芯器，其特征在于，包括: 马笼头； 与马笼头相连，与地面控制系统进行通讯的电子节； 与电子节相连，为取芯作业提供动力的液压节；以及 与液压节相连，完成推靠、取芯、折芯以及储芯作业的机械节。
2.根据权利要求1所述的旋转井壁取芯器，其特征在于: 该马笼头的内部缆芯与该电子节通过接插件相连接。
3.根据权利要求1所述的旋转井壁取芯器，其特征在于: 该马笼头的底部设有油缸，内部的高压缆芯底部浸没在油缸储存的绝缘介质中，该高压缆芯的其余部分被绝缘材料包裹。
4.根据权利要求1所述的旋转井壁取芯器，其特征在于: 该液压节内部包括液压平衡装置和液压驱动装置，且该液压节内部空间充满耐高温齿轮油。
5.根据权利要求4所述的旋转井壁取芯器，其特征在于，该液压平衡装置包括: 平衡活塞； 连接在该平衡活塞上的活塞杆； 套在该活塞杆上的弹簧；以及 设置在远离该平衡活塞的注油口。
6.根据权利要求4所述的旋转井壁取芯器，其特征在于，该液压驱动装置包括: 第一高温直流电机； 与该第一高温直流电机相连的高温齿轮泵； 与该高温齿轮泵通过出油管线和回油管线相连的蓄能器； 与该蓄能器相连的阀岛；以及 设置在远离该液压平衡装置一侧的端部的出油口。
7.根据权利要求6所述的旋转井壁取芯器，其特征在于，该液压驱动装置包括: 靠近该液压平衡装置一侧的传感器； 设置在该传感器以及该出油口之间的限位开关。
8.根据权利要求1所述的旋转井壁取芯器，其特征在于，该机械节包括: 直流电动马达； 副推靠臂及主推靠臂； 连通该副推靠臂及主推靠臂的出油管线及回油管线； 与该直流电动马达相连的导轨机构，该导轨机构上设置有推芯机构； 分隔片装置通过芯长检测机构与该导轨机构相连； 半开放式储芯筒与该分隔片装置相连； 由该直流电动马达驱动的旋转导向机构；该旋转导向机构包括相互配合的第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮。
9.根据权利要求8所述的旋转井壁取芯器，其特征在于，该分隔片装置包括分隔片储存腔以及过芯腔，其中: 该分隔片储存腔的中心线与该过芯腔的中心线平行， 多片分隔片按顺序叠在一起成为一叠分隔片存储在分隔片储存腔中； 该分隔片储存腔的底部设置有弹簧，头部固定设置有棘轮轴； 该弹簧顶住该叠分隔片中的最后一片上； 圆柱形扭弹簧安装在该棘轮轴上，该棘轮轴上安装有棘轮； 该棘轮的一个棘爪顶在该叠分隔片中的第一片上； 该棘轮转动时， 该叠分隔片逐片地从该分隔片储存腔中进入到过芯腔中。
专利摘要本实用新型公开了一种旋转井壁取芯器，克服目前旋转井壁取芯器结构复杂取芯效率低以及维修作业麻烦的不足，该旋转井壁取芯器包括马笼头；与马笼头相连，与地面控制系统进行通讯的电子节；与电子节相连，为取芯作业提供动力的液压节；以及与液压节相连，完成推靠、取芯、折芯以及储芯作业的机械节。本申请的实施例对动力部分进行了简化，并采用独立的模块化设计，便于作业过程中出现灌浆，即可立即更换，降低损失，提高作业效率。
文档编号E21B25/00GK203008834SQ201220716590
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者王野梁, 刘力平 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司