钻井取心技术

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 a卡箍式（一把抓）；b—卡箍式； c—卡瓦式； d－卡板式： e－卡簧式 5—挂套；6—卡瓦弹簧；7—卡瓦轴；8—卡瓦套；9—轴销
（3）卡板式岩芯爪：适用于中硬地层及硬地层取芯，一般 和其他岩芯爪复合使用。其结构由外座、扭簧及片状卡板 组成。
（4）卡簧式岩芯爪：适用于硬地层，地质钻探使用，石油 钻探取芯使用较少。
岩芯爪的类型可根据不同地层来选用，其内、外径间隙要 合适，才能有效的提高岩芯收获率。
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
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
（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
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
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
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，油层的孔隙度、渗透率、含油气饱和度以及油气层的
（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。
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
2、岩芯筒
石油钻井常用的岩芯筒由内筒和外筒〈双筒〉组成。
（1）内岩芯筒的作用
内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，
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。
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
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、
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。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〞（1.6mm）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、分水接头和悬挂轴承 6、悬挂装置
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
图4-2 常用的取芯钻头 （a）刮刀取芯钻头； （b）领眼式硬质合金取芯钻头 （c）西瓜皮取芯钻头 （d）金刚石取芯钻头 （e） PDC取芯钻头
岩心收获率
实际取出岩心长度 本次取心钻进进尺
100 %
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。
3、取出岩芯。在钻进取芯到一定长度后（通常为一个 单根长度，也可以进行长筒取芯达几十米甚至百米），要 从所形成岩芯的底部割断并夹紧）在起钻时随钻具一同提 升到地面。
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Байду номын сангаас标
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。
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 律，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。
第四章 取 芯
第一节 取芯技术概述
二、钻进取芯的几个环节
1、环状破碎井底岩石，形成岩芯（圆柱体）。
2、保护岩芯。钻进取芯时，已形成的岩芯要加以保护， 避免循环的钻井液冲蚀岩芯及钻柱转动的机械碰撞损坏岩 芯。