取心工具介绍

绳索取芯钻具结构原理一、绳索取芯钻具概述绳索取芯钻具是一种特殊的钻井方式，适用于山区、沼泽、大漩涡等艰苦环境下的钻井作业。

它的钻具结构简单，而且不需要大量压力来进行钻探。

绳索取芯钻具由绳索驱动旋转钻头，通过钻头部位上的玻璃管吸取样品。

这种钻具的优点是钻井速度快、设备简单、成本低，适用于无处不在的困难地形。

1、绳索绳索是绳索取芯钻具的关键组成部分，它是驱动钻头旋转的动力来源。

钻井中使用的绳索主要有钢丝绳和聚酯绳两种。

钢丝绳质地硬，寿命较长，但重量大、弹性较小。

聚酯绳轻便、弹性好，但易断、寿命短。

2、旋转系统旋转系统主要由套管、转盘、转杆等组成。

套管是绳索取芯钻具的核心部件，它在钻井过程中起到引导和支撑钻具的作用。

转盘是钻井车上的装置，用来带动钻杆和套管旋转。

转杆则是连接套管和钻头的关键零部件，它通过旋转套管促进钻头的旋转。

3、钻头钻头是绳索取芯钻具的关键组成部分，由钻头本体和钻头位于头部的玻璃管两部分组成。

钻头本体是钻井中的主要工作零部件，它由重钢制成，底部有特殊纹理，可在钻探时带走岩层的样品，同时也起到了掏孔的作用。

钻头顶部的玻璃管可吸取局部的地下水、气体等样品，研究钻孔周边地质构造及水文地质条件。

4、取心工具绳索取芯钻具通过钻头部位的玻璃管吸取样品，因此需要一个取心工具进行样品装填。

常使用的取心工具有拓印装置、取样管、扫描仪等。

拓印装置是常用的工具，它可以对岩芯进行分类和描述。

取样管主要用于采样，样品填充后它被封闭，保障样品不被污染。

扫描仪则是另一种重要的取心工具，它可用于样品图像采集，有助于进行岩芯分析。

绳索取芯钻具的工作原理是利用绳索转动钻头，从而在钻孔壁上切削出岩层样品。

具体的过程为：绳索通过转盘带动转杆旋转，转杆再带动套管旋转，套管下端的钻头在旋转中切削直径略小于套管内径的一定长度的岩层，并通过钻头顶部的玻璃管将样品吸入管内。

随着钻杆的不断垂直下降，岩层样品逐渐填满套管内部，钻探结束时，岩层样品被取出并进行进一步分析。

取芯工具及操作规程川8-4型川7-4型川6-4型川5-4型250P(63/4″)型250P(43/4″)工具型号 CQX180-150 CQX172-101 CQX133-70 CQX127-66 CQX172-101 型CQX121-66 外筒尺寸(mm) 172×136×18 121×93×14 180x144x18 172x136x18 133x101x16127x93x17 外径X内径X壁厚内筒尺寸(mm) 外径X88.9x75.9x6.5 121×108×6.5 85×70×7.5 127x112x7.5 121x108x6.5 80x70x5内径X壁厚(接钻杆) 41/2” 41/2” 31/2” 31/2” 41/2″ API IF 31/2″ API IF 顶端扣型 API IF API IF API IF API IF重量 2t 2t 1.8t 1.8t 2T 1.8T 岩心直径Φ105 Φ101 Φ70 Φ66 φ101 φ66 (mm)81/2″- 71/2″- 57/8″- 钻头尺寸57/8″-61/2″ 71/2″- 95/8″57/8″-61/2″ 95/8″ 95/8″ 61/2″8--3型川6--3型取芯工具操作规程QJ/ZJ8--891 范围本标准规定了川8--3型.川6--3型取芯工具的操作规程本标准适用于川8--3型, 川6--3型取芯工具的操作规程2 工具简介本工具既可以作为长筒取芯使用也可以作为短筒取芯工具使用崐使用短简时送井的工具为组装好的, 如使用长筒时需要井队在井场崐上自己组装. 3 长筒组装3.1 在场地上, 上紧岩心爪组合件和下稳定器,戴好护丝,用提崐升短节将内,外筒同时吊上钻台.外筒上好钻头,按下钻铤的方法下崐入井眼内,并用卡瓦卡牢.3.2 用内筒卡盘卡住内筒, 并坐于内筒端面上,卸掉提升短节,崐继上述方法,将需下井的内,外筒依次连接.3.3 将地面组装好的悬挂总成吊起与内筒母扣连接好后, 卸掉崐内筒卡盘下放内筒,最后将悬挂总成与内筒母扣上紧.3.4 若不需在井下清洗内筒及井底, 可在地面装好钢球和几个崐堵头,相反则将工具下放到井底,开泵循环清洗干净后,卸开方钻杆,崐再将钢球投入钻杆水眼内.3.5 选用的卡箍岩心爪应符合要求,弹性适宜,敷焊的碳化钨颗崐粒均匀,平整,其自由状态下的内径比钻头内径小2--3mm.3.6 岩心爪座底面与钻头内扶正面的纵向间隙为8--13mm,否则,崐必须卸开卡箍座用调节环调整间隙.4 起下钻4.1 起下钻做到操作平稳,不猛刹,猛放,猛顿,防止钻具剧烈摆崐动.4.2 下钻中若遇井斜大及井径缩小的井段,须缓慢下放,严重遇崐阻,应下牙轮钻头划眼,严禁使用金钢石钻头划眼.4.3 下钻中, 若钻头接近沉砂或垮塌物时,应转动钻具,开泵循崐环,清除沉砂及垮塌物,钻头接近井底,应校对好悬重.4.4 取芯工具取出转盘面, 用卡瓦将外筒卡牢,卸开上接头,提崐出内筒,卸掉卡箍座,用岩芯钳在钻台上通岩芯.4.5 每取完最后一次岩芯,卸内,外筒时,可将一节内,外筒用提崐升短节连接好,卸掉下端扣,戴上外筒护丝,斜放在大门前,用水冲洗崐内外筒 ,再移到场地放平. 5 取芯钻进5.1 金钢石钻头接近井底,缓慢转动钻具,小心地将取芯钻头放崐到井底, 钻压由小到大,等井底与钻头胎体完全吻合后,方可逐渐加崐至推荐钻压.5.2 取芯钻井中送钻力均匀, 严防溜钻,无特殊情况,钻头不提崐离井底,尽可能避免中途停钻,钻压,转速,排量等钻井参数应调配适崐当.5.3 推荐取芯钻井参数一般为: 川8--3型钻压50--60KN 转速崐45--55r/min排量 18--22 L/S川6--3型钻压30--40KN 转速40--50 r/min排量9--12 L/S根据地层变化,可适当调整上述参数,直到获得最佳取芯效果6 割心接单根心和钻完进尺割心都要靠拔断岩芯来进行 ,当需要接单崐根时,停止转盘.缓慢上提钻柱,上提拉力(不包括井壁摩擦力)川8--崐3型不超过原悬重100KN,川6--3型不超过原悬重50KN.若达此值岩芯崐未拔断,可开泵循环,直到岩芯断裂恢复原悬重为止,卸方钻杆时,关崐死转盘销子,用大钳和旋绳.卸扣.以保持下部钻具不动.6.1 接好单根, 开泵将工具下放至井底,先不旋转,加比正常钻崐压大50%的压力静压, 项松岩芯爪,然后稍是提钻柱,恢复到悬重,缓崐慢起动转盘,逐渐加压恢复取饼钻进.川8--4型取心工具操作标准QJ/ZJ4--1995代替:QJ/ZJ4--891 范围本标准规定了川8-4,7-4, 川6-4 型取心工具的操作规程本标准准适用于川8-4,川7-4,6-4型取心要具的操作规程.2 工具简介2.1 本工具既可以作为长筒取心使用,•也可以作为短筒取心工崐具使用,如使用长筒时需要井队在井场上自己组装.2.2 本工具可以根据不同岩性的地层,•配备各种不同结构的岩崐心爪3 工具组装3.1 在井场上上紧岩心爪组合件和下稳定器,戴好护丝,用提升崐短节将内,•外筒同时吊上钻台,外筒上好钻头,按下钻挺的方法下入崐井眼内,并用卡瓦卡牢.3.2 用内筒卡盘卡住内筒,•并坐于外筒端面上,卸掉提升短节,崐断上述方法,将需下井的内外筒依次连接.3.3 将地面组装好的悬挂总成与外筒母扣上紧.3.4 工具组装时,•不装钢球,待下完后充分清洗井底后,从钻杆崐内投入一个所规定尺寸的钢球,,钢球落底后开始取心钻进.3.5 选用的岩爪应符合设计要求,弹性适宜,敷焊的碳化钨颗粒崐均匀,平整,其自由状态下的内径比钻头内径小2--3mm.3.6 岩心爪的底面与钻头内扶正面纵向间隙为8--13mm,•否则,崐必须卸开旋转总成,调整间隙.3.7 检查"0"型密封圈是否良好,必要时更换.4 起下钻4.1 起下钻时操作平整,不猛刹,猛放,猛顿.防止钻具剧烈摆动.4.2 下钻中若遇键槽,狗腿.井径缩小井段,应缓慢下放,严重遇崐阻,下牙轮钻头划眼.4.3 下钻中,•若钻头接近沉砂或垮塌物时,应转动钻具,开泵循崐环,清除沉砂及垮塌物,钻头接近井底,应较对好悬重.4.4 在转动钻具时,严禁钻具猛烈反转,以防倒开安全接头.4.5 取心工具起出转盘面,•用瓦将外筒卡牢,卸开上接头,提出崐内筒,卸掉卡箍座,,用岩心钳在钻台上通台心.4.6 每取完最后一次岩心,卸开内筒时,可将一节内外筒用提升崐短节连接好,卸掉下端扣,戴上外筒护丝,移到场地放平.5 取心钻进5.1 金刚石钻头接近井底,缓慢转动钻具,小心将取心钻头放到崐井底,•钻压由小到大,等井底与胎体形状完全吻合后,方可逐渐加至崐推荐钻压.5.2 取心钻进中送钻要均匀,•严防溜钻,无特殊情况,钻头不提崐离井底,尽可能避免中途停钻.钻压,转速,排量等钻井参数调配适当.5.3 推荐取心钻井参数一般为:川8-4 钻压50-80kN转速50-80r/min排量16-22L/s若地层变化,可适当调整参数,直到获得最佳效果.6 割心6.1 接单根割心和钻完进尺割心都要靠拔断岩心来进行,•若接崐单根时,•停止转盘,缓慢上提钻柱,上提拉力不超过原悬重100kN,若崐达此值岩心来拔断,•可开泵循环,直到岩心断裂恢复悬重为止,卸下崐钻杆时,关死转盘销子,用大钳或旋绳卸扣,保持下部钻具不转动.6.2 接好单根,•开泵将工具下放到井底,先不旋转,加比正常钻崐压大50%的压力静压,•顶松岩心爪,然后稍上提钻柱,恢复到悬重,缓崐慢起动转盘.逐渐加压恢复取心钻进.。

川-取心工具岩心爪改造后在庙K井的应用摘要：玉门油田老君庙地区M层主要为棕红色细砂岩、泥质砂岩，下部为棕红色砂质泥岩与泥岩互层，取心作业难度大，取心收获率低，提高取心收获率，取心工具的选择是重中之重。

本文介绍了川7-4取心工具改造岩心爪后在庙K101井具体的使用情况，对疏松砂岩取心作业中易出现的一些问题进行了探讨，一些经验教训可供类似作业参考。

关键词：疏松底层;岩心爪1 取心工具介绍1.1 疏松砂岩取心工具的选用合理地选择取心工具，是确保疏松砂岩取心成功的关键措施。

对于松散砂泥岩地层，取心工具除具备强度高、稳定性好的特点外，还应具有低摩阻、低侵蚀的特点，要确保疏松的砂岩顺利进筒和割心后岩心不漏不掉。

针对本地区地层岩性较疏松和玉门油田现有工具，选择了川7-4型取心工具。

1.2 取心工具的结构及使用规范川7-4型常规取心工具主要由安全接头、旋转总成、差值短节（或稳定器）、外筒、内筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。

1.2.1 取心参数1.2.2 推荐取心参数1.3 取心钻进操作要求①送钻均匀，增加钻压要缓慢，防止溜钻;②严禁加足钻压启动转盘;③取心钻进中，无特殊情况，一般不停泵，不停转，钻头不提离井底。

1.4 割心和接单根①割心时，缓慢上提钻具，注意观察指重表显示，一般增加悬重50～150kN又立即消除，证明岩心被拔断。

如果加悬重50～150kN稳住不降，则应停止上提钻具，保持岩心受拉状态，增加钻井液排量循环，直至岩心拔断;②若上提钻具（超过钻具压缩距）不增加悬重，应立即起钻;③若需接单根，拨断岩心后，关转盘锁销，保持井下钻具不转动，接好单根后，缓慢下放钻具到底，加比取心钻压大10%～50%的钻压，利用余心顶松岩心爪，上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增至推荐钻压;④岩心出筒可采用在钻台上或场地上两种方式。

在钻台上出心，利用岩心自重，采用岩心钳控制岩心落出段长;在场地上出心，采用活塞加堵头，用试压泵推出岩心，按岩心出筒顺序标出方向、序号，依序排列在岩心盒内。

第五章取芯工具一、概述取芯工具主要用于石油、地质勘探钻井中获取岩样。

取心工具的类型较多，按工具结构可分为：单筒式和双筒式取心工具；按割心方式可分为：自锁式、加压式、差动式和砂卡式取心工具；按取心长度可分为：短筒取心工具和中长筒取心工具；按取心方式与取心目的又可分为：常规取心工具和特殊取心的工具。

二、型号表示方法1、型号表示方法XXX XXX—XXX工具可取岩心的名义直径，mm取心工具外岩心筒外径，mm工具分类代号：QXZ表示自锁式常规取心工具QXJ表示加压式常规取心工具示例：①(Z180—105表示为105m自锁式常规取心工具，外岩心筒外径为180mm，可取岩心名义直径2、现有型号自锁式常规取芯工具250P6 3/4″250P4 3/4″川7-4 川5-4三、结构、工作原理。

1、结构（1）川-4型常规取芯工具由安全接头、旋转总成、稳定器、外筒、内筒、岩芯爪、取芯钻头和辅助工具等部件组成，如图10-10所示。

（2）250P 取芯工具由安全接头、悬挂轴承、外筒内筒、稳定器、岩心卡簧和取心钻头等组成，如图10-132、工具特点(1) 外筒采用高强度厚壁无缝钢管制作，并带多个稳定器，稳定性好， 有利于提高岩心收获率，延长取心钻头使用寿命。

(2) 除钢内简外，还配备了具有轻质、耐温、耐腐蚀、强度高、管壁光滑等优点的玻璃钢内筒，岩心进入阻力小。

取满岩心的玻璃钢内筒，可切割成数节，两端密封，便于运输和储存。

(3) 每节内、外筒长度相等，操作者可随意选择组合成不同长度的岩心筒。

内筒套在外筒里一起吊升，可以节约装配时间。

(4) 稳定器螺旋筋表面镶焊硬质合金，并磨削成镜面，耐磨性好，转矩较小。

(5) 当岩心筒被卡时，可从安全接头处倒开，起出内筒和岩心。

(6) 配有5种结构型式的岩心爪，可根据不同地层选择使用。

(7) 齐全的辅助工具，使取心操作更简便和节省时间。

3、工作原理。

取心工具下钻到井底以后，可以开泵循环清洗内筒和清除井底沉砂。

中国石油川-4型常规取心工具使用说明书四川石油钻采科技有限公司目录1、用途2、主要规范3、结构概述4、使用方法5、检查、维修、保养6、验收内容1 用途川-4型常规取心工具是石油、地质勘探钻井中常规取心作业最理想的取心工具。

该型常规取心工具配套完善、规格齐全、技术先进，适用于软、中、硬及破碎地层取心。

2 主要规范3结构概述川-4型常规取心工具主要由安全接头、旋转总成、差值短节（或稳定器）、外筒、内筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。

3.1 采用高强度厚壁无缝钢管作外筒，强度高、稳定性好，有利于提高岩心收获率、单筒进尺和延长取心钻头使用寿命。

3.2 内筒：除钢质内筒外，还设计了可供用户选购的具有轻质、耐温、耐腐蚀、内壁光洁等优点的玻璃钢管、不锈钢管和铝合金管作内筒。

对于这些特殊内筒，岩心进入阻力小，有利于提高单筒进尺和取心收获率，还可将装有岩心的这些特殊内筒分段切割，两端加盖帽封堵，便于运输，简化岩心处理工序，更好地保护岩心。

3.3差值短节表面堆焊有耐磨层（硬质合金），耐磨性好，扭矩较小，减少了对外筒的表面磨损。

3.4选用稳定器能增加取心工具的稳定性。

稳定器采用三螺旋，螺旋筋表面有贴焊硬质合金块或耐磨面，并磨削成光洁面，表面无气孔，耐磨性好，耗损扭矩较小。

3.5在旋转总成上调整间隙:利用调节螺帽的正反旋,实现增长或减短内筒组件长度,以满足间隙值。

可调范围为0-60mm,可微调值为1.5mm,调整间隙操作方便、可靠。

3.6 若取心工具在井下被卡住时，很容易地从安全接头螺纹处倒开，起出内筒和岩心，再根据井下情况处理外筒。

3.7 轴承无弹夹，两端无密封，允许少量泥浆流过起冷却和润滑轴承的作用，结构简单、转动灵活、寿命长。

3.8该工具只需更换不同结构型式的岩心爪来适应软、中、硬及破碎地层。

3.8.1卡箍岩心爪适用于岩心完整、成柱性较好的地层。

3.8.2弹簧片+卡箍组合岩心爪适用于较松软、破碎地层。

使用说明书中国地质调查局勘探技术研究所 河北省廊坊市金光道77号 065000 联系电话：0316‐2096212Email ：wangwenshi05@KT 型系列取心钻具KT型系列取心钻具使用说明书1 钻具简介KT型系列取心钻具是中国地质调查局勘探技术研究所针对我国科学钻探连续取心作业研制的，初型KT-140钻具首先在中国大陆科学钻探工程科钻一井（CCSD-1）应用并逐渐完善，采用了螺杆钻+液动锤井底动力复合回转冲击钻进，在变质岩地层完成了4638m；之后，KT-140钻具又在“973”计划项目“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”的松辽盆地科钻1井（SK-1）沉积岩地层中取心1630m，地层为极松散砂层，酥软泥岩，软硬互层泥岩、砂岩，致密泥页岩等；2008年汶川大地震后，我国迅速启动汶川地震断裂带科学钻探工程（WFSD），对此，勘探所针对地震断裂带极破碎、松散地层完善了KT-140钻具结构，并研制出衍生产品KT-114钻具，在该项目中运用了半合管技术，两种型号钻具累计在WFSD工程累计进尺超过2000m。

2014年4月，松辽盆地资源与环境深部钻探工程（SK-2）开钻，取心井段为2865~6400m的松辽盆地深层，勘探所又将钻具系列化，设计研制完成KT-194、KT-273及KT-198钻具，均已在SK-2井取得良好的效果。

通过几大不同类型科学钻探工程的运用，KT型取心钻具已成为一种可用于科学钻探、地质勘探、石油天然气钻井、页岩气钻井、干热岩钻井等取心钻进，适应坚硬、破碎、松散等复杂多变地层。

其优势主要结合了传统石油钻井大口径钻具及岩心钻探金刚石钻进技术，结构简单可靠的高强度钻具，兼顾薄壁取心技术的特点，钻具适应性强，尤其在钻穿多套地层的连续取心作业中具有巨大的技术优势。

2 规格型号型号外筒规格内筒规格最大岩心直径推荐钻头外径顶端扣型KT-114 114 mm 89 mm 77 mm 122 mm NC31KT-140 140 mm 108 mm 95 mm 152 mm NC38KT-194 194 mm 194 mm 128 mm 216 mm NC50KT-273 273 mm 219 mm 198 mm 311 mm NC56KT-298 298 mm 245 mm 214 mm 311 mm 7-5/8REG3 结构特点KT型钻具由上接头、单动机构、调节结构、外管、内管、卡簧组件、取心钻头及其他配套工具组成。

五、取芯工具取芯工具1．概述取芯工具主要用于石油、地质勘探钻井中获取岩样。

一次可下一至三节。

内、外筒适用于中硬、硬及一般破碎地层。

2．结构特点(以庆84—1型为例，下同。

)庆84型取芯工具结构见示意图，主要由悬挂总成、内外筒、上下稳定器、岩芯爪、取芯钻头等部分组成，并配备了内筒卡盘，岩芯钳等辅助工具。

2．1采用厚壁无缝钢管加稳定器作外筒提高了取芯工具的稳定性，有利于提高岩芯收获率，行程进尺和延长金钢石取芯钻头使用寿命。

2．2内、外筒都采用台肩的锥度扣、强度高，上卸扣方便。

2．3每节内外筒(外筒包括稳定器)是一个长度单元，为等效长9．20米，每次可下一至三节(或更多节)内外筒。

悬挂总成的差值，用稳定器来补尝。

组合、维修更换方便。

2．4轴承无弹性保持架，两端无密封，允许少量泥浆流过，起冷却和润滑轴承作用。

结构简单，转动灵活，寿命长。

2．5配有整体卡箍，扶正卡箍岩芯爪以供选用。

2．6用岩芯钳等辅助工具在钻台上通岩芯。

通心时，外筒不离开井口，内筒不下钻台。

3．规格型号和尺寸参数见下表。

取芯工具结构示意图取芯工具规格型号和尺寸参数表4使用方法4.1组装，上紧岩芯爪组合件和下稳定器，戴上护丝，用提升短节将内外筒同时吊上钻台，外筒上好钻头，按下钻铤的方法下入井眼内，并用卡瓦卡牢。

，并座于外筒端面上，卸掉提升短节，继上述方法。

将下井的内外筒依次连接。

外筒上扣扭矩M：M=1200kgm，然后卸内筒卡盘下放内筒，最后将悬挂总成与外筒母扣上紧。

4.2起下钻，不猛刹猛放、猛顿，防止钻具摆动。

，卸内外筒时可将一节内外用提升短节连接好，卸掉下端扣戴上护丝斜放大门前，用水冲洗内外筒再移到场地放平。

4.3钻讲，缓慢转动转具，小心地将取心钻头放到井底，钻压(O．5至1吨)由小到大，待井底与钻头胎体形状完全吻合后，方可逐渐加至推荐钻压(见推荐取芯钻进参数表)。

，严防溜钻。

无特殊情况，钻头不提离井底尽可能避免中途停钻。

取芯钻进时，应把钻压、转速、排量等钻井参数调配适当。