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