川式取芯工具
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型 � 3、岩芯爪。
� (1)岩芯爪的作用是割取岩芯和承托已割取的岩芯柱。常用的岩 芯爪有卡箍式、卡板式、卡瓦式等几种结构,如图4-3所示。
� 图 4-3 岩芯爪 � 卡箍式(一把抓);b—卡箍式;c—卡板式;(d)卡瓦式: � 1—挂套;2—卡瓦弹簧;3—卡瓦轴;4—卡瓦套;5—轴销
芯)。一般以10~20毫米间隙为宜。 � (3)岩芯爪的最大内径应稍大于或等于内筒内径,在易膨胀及破
碎地层应稍大些,硬地层要小些。卡箍式岩芯爪,自由状态下内径 比岩芯略小2~3毫米,卡箍张开时的内径比自由状态大5毫米,收 缩后又比其小5毫米。此外,卡箍锥面与爪座内锥面吻合,内齿表 面敷焊碳化钨颗粒以增强其耐磨性,有利于卡芯。这种岩芯爪操作 方便,割芯时只需上提钻具,卡箍收缩卡紧即可拔断岩芯,在硬地 层及超深井中使用取得很高的取芯收获率。 � (4)钻头内台肩与岩芯爪应有5~10毫米间隙
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
� 二、取芯工具各部分的配合 � (1)钻头与外岩芯筒。 � 通常情况下,取芯钻头外径比全面钻进用钻头外径略小,钻头
内径应比内筒的内径要小些,一般比内岩芯筒的内径小5~10毫米。 � (2)内、外筒的间隙, � 保证泥浆顺利流过,避免发生泵压过高的现象(特别是深井取
� 5.检查开发效果
� 在油田开发过程中,通过对取出岩芯的分析,掌握 油田开采动态,注入流体推动情况及驱油效率,以获 取油层的油水饱和度、岩性、物性资料。得出有关 规,提高采收率,并做到合理开发油田。
� 综上所述,在油气田勘探、开发各阶段,为查明储 油、储气层的性质或从大区域的地层对比到检查油气 田开发效果,评价和改进开发方案,任一研究步骤都 离不开对岩芯的观察和研究。
� 二、取芯工具的检查
� 取芯工具入井前,主要检查内容如下: � 1、内、外岩芯筒无变形、裂纹和伤痕,弯曲度不超过1mm/m。 � 2、内筒转动灵活,每次取芯完后要卸开悬挂轴承清洗干净,有密封的轴承还
应按规定加足润滑脂。调整好轴向间隙,保证转动灵活。
� 3、回压凡尔必须排液畅通,密封可靠,无刺漏现象。 � 4、分水接头水跟必须畅通。 � 5、各丝扣连接部分必须完好无损,组装时必须上紧。 � 6、内岩芯筒的内径至少大于取芯钻头内径3~4mm。卡簧或卡箍的自由通径必
取出岩芯长度与本次取芯钻进进尺之比的百分数
� 其计算方法如下:
实际取出岩心长度
岩心收获率 =
×100%
本次取心钻进进尺
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
� 一、取芯工具的组成
� 为了完成钻出岩芯,保护岩芯和取出岩芯三个环节,取芯工具 一般都包括有取芯钻头、岩芯筒、岩芯爪、挟正器和悬挂装置等 部件,
� 1、取芯钻头
� (1)取芯钻头的功用:是环状破碎井底岩石,形成岩芯柱。
� (2)取芯钻头的类型:刮刀取芯钻头;领眼式硬合金取芯钻头; “西瓜皮”取芯钻头;金刚石取芯钻头;PDC取芯钻头等。牙轮取芯 钻头由于其收获率很低已被淘汰。如图4-2所示
� (3)对取芯钻头的要求
�
为了提高岩芯收获率,除在下部钻柱使用扶正器外,要求取
筒,防止泥浆冲刷岩芯;为了有效保护岩芯,一般采用悬挂式滚动
轴承装置将内筒挂在外筒的顶部,取芯钻进时内筒不转。
� (2)外筒的作用是承受钻压、传递扭矩带动钻头旋转及保护内岩 芯筒。
� (3)内、外岩芯筒的技术规范
� 强度大,无弯曲变形,常用14~25mm的优质厚壁刚材(如 35CrMo、30CrMnSi)加工制成。长度一般为5~13m左右。在较硬的 致密岩层中取芯,若钻头进尺较多时,内;外筒可长一些。在松软 地层取芯,内、外岩芯筒长度宜短一些,一般为5~8米。破碎地层 取芯,内、外筒的长度也应短些在钻头进尺较多又能有效保护岩芯 时,内、外筒长度可尽量长一些。一次可取芯145、42米。
式岩芯爪;硬及较破碎地层,可选用卡箍式及卡板式的复合式岩
芯爪;坚硬及胶结致密的地层可选用卡箍式岩芯爪。
� 4、岩芯筒的选用
� 地层松软,岩芯胶结性差或岩性破碎的地层,为了提高收获率 取芯工具宜短一些;岩性较硬而所选钻头又能取得较高的进尺 时,可选用中、长筒取芯工具。
第四章 取 芯 第三节 常规取芯工艺
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
� 2、长筒取芯工具 � (1) 取芯时允许上提方钻杆接单根,一次取芯长度在两根单根
钻杆以上,称为长筒取芯。接单根时借助于滑动接头。滑动接头结 构如图4-8 滑动接头
� 1—上接头;2—六方滑动套;3—调节螺母;4—螺帽;5—垫片; 9—下接头
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
� 4、扶正器及回压凡尔 � (1)外筒扶正器的作用: � 可保持外岩芯筒和钻头工作稳定,防止井斜。外筒扶正器,致
使岩芯收获率很低。实践证明:外筒扶正器是增加钻头寿命及提 高取芯收获率的有效措施。扶正器外径一般比钻头外径小1/16〞 为宜。 � (2)内筒扶正器的作用 � 可保持内筒稳定。使钻头与内筒对中,岩芯易于进入内岩芯筒。 � (3)回压凡尔是装在内岩芯筒上端的一个单流凡尔,其作用防止 钻井液刺坏岩芯。目前对回压凡尔结构有所改进。下钻时只装上 回压凡尔球座,下完钻后可通过大排量循环泥浆,这样既清洗内 筒又可将井底冲洗干净。循环后开始取芯钻进前才将凡尔钢球投 入,使用效果良好。 � 5、悬挂装置 � 6、分水接头
芯钻头工作稳定,钻头的切削元件要对称分布,耐磨性一致,钻
头底面〈井底〉与岩芯爪的距离尽可能短,岩芯直径大。
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
图 4-1 取芯工具组成示意图
1—取芯钻头; 2—岩芯爪; 3—内岩芯筒; 4—外岩芯筒; 5—扶正器; 6—回压凡尔; 7—悬挂轴承; 8—悬挂装置
油田储量、制定增产措施提供依据。
� 1.研究地层
�
利用岩芯的岩性、物性、电性、矿物成分及化石等资料对地
层进行对比分析。通过对岩芯的机械力学性能测定,了解其强度、
可钻性、研磨性等,以指导钻井作业。
� 2.研究生油层
�
在一个沉积盆地内寻找油气,需要从目的层的岩芯取样化验
分析各项生油指标。根据化验所得结果可以从生油角度选择勘探
须小于钻头内径1~1.5mm。卡板式岩芯爪的通径要大于钻头内径3~4mm。 � 7、检查岩芯爪的底端与钻头内台肩的间隙是否合乎要求,川式取芯工具7 3/4
油气藏的目的层和有利地区。
� 3.研究油气层性质
�
通过对取出岩芯的分析,进一步了解储集层中油、气、水的
分布情况,油层的空隙度、渗透率、含油气饱和度以及油气层的
有效厚度,以确定油气层的工业开采价值。
�
第四章 取 芯
第一节 取芯技术概述
� 4.指导油、气田开发
� 通过对取出岩芯的分析,掌握水驱油的原理和在 不同条件下的油水运移规律,为油田开发二次采油提 供理论依据和实践经验。同时对岩芯的研究还可为低 渗油气田的酸化压裂提供可靠依据。
� 钻进取芯时,以上三个环节都应做好,任一环节处理不当,轻则 会得不到应有数量(长度)的岩芯,严重时会导致取芯失败,取 不出岩芯。
� 三、取芯钻进的评价指标
�
取芯钻进,其目的是获得岩芯,应将与取芯钻进进尺同样长
度的岩芯全部取出。但常常由于种种原因(如冲蚀、磨损等)不
能将应有长度的岩芯取出。一般以“岩芯收获率”来评价。即实际
第四章
取芯
第一节 取芯技术 概述 第二节 取芯工具组成及类型 第三节 常规取芯工艺 第四节 密闭取芯 第五节 保压密闭取芯 第六节 定向取芯
本章需要6学时
第四章 取 芯
第一节 取芯技术 概述
� -、取芯的目的
�
岩芯是石油勘探、开发过程中取得完整的第一性资料,通过
大量对岩芯的分析与研究才能为制定合理的开发方案、准确计算
岩芯爪的类型以及工具的长度等。
� 2、取芯钻头的选择
�
软地层取芯,一般选用刮刀式取芯钻头或内出刃较大的硬质
合金取芯钻头;硬及研磨性较高的地层可选用领眼式硬合金取芯
钻头、金刚石取芯PDC钻头。超深井取芯为了减少趣下钻行程时间
多选用金刚石PDC取芯钻头。
� 3、岩芯爪的选用,
�
一般地层较软可选用一把爪式岩芯 第二节 取芯工具组成及类型
� 三、取芯工具的类型
� 1、短筒取芯工具 � 在钻进中不接单艮的取芯钻
进,叫做短筒取芯。常用的 工具有川式工具 ,在中硬 及硬地层中取芯,普遍使用 双筒悬挂式川式取芯工具, 常用取芯钻头有领眼式硬合 金取芯钻头、西瓜皮取芯钻 头或金刚石取芯钻头,如 81/2川式取芯工具结构〞 (图4-4)。
(2)长筒取芯工作过程 滑动接头是长筒取芯工具的重要部件之-,它的上接头与钻
铤连接,下接头与机械加压接头相连接。取芯钻进时,靠六方滑 动管和六方滑动套传递扭矩和钻压。接单根时提起六方滑动套 (六方滑动管可在六方滑动套内上下滑动),保证钻头不离开井 底。 � 接单根操作过程 � 如图4-9所示 � 图4-9a为钻进取芯时, � 六方滑动套一直顶住 � 下接头施加钻压。图4-9b � 是当方钻杆打完(方入不超过9米) 如图4-9所示 � 时,需接单根的情况。此时上提方钻杆,六方滑动套与下接头拉 开,拉开的距离不许超过滑动管的有效滑动长度(一般为11m)否 则上提钻具接单根时钻头就要离开井底。配好合适长度的单根, 接完单根后下至预定方入,继续钻进。
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
� (1)卡箍式岩芯爪:它的形状如圆箍,一圈开有数道缺口,把它 分为许多瓣,每瓣内车有数圈卡牙,卡箍的外壁呈截锥状,与缩 径套配合使用。缩径套有同样锥面。岩芯爪沿爪座移动时,其爪 牙收缩卡紧岩芯它用于软及中硬地层。
� (2)卡瓦式岩芯爪:适用于中硬及硬地层。它由挂套、销轴、扭 簧及卡瓦片组成。卡瓦片可依赖扭簧力量使其张开。钻进时紧贴 钻头内壁。割芯时,在外力作用下使岩芯爪沿钻头内壁向下移 动,卡瓦片收缩包紧岩芯