鉆井取心

取心鉆進(jìn)有以下3個(gè)環(huán)節(jié)，一是環(huán)狀破碎井底巖石，形成巖心(圓柱體);二是保護(hù)巖心:鉆進(jìn)取心時(shí)，對(duì)已形成的巖心要加以保護(hù)，避免循環(huán)的鉆井液沖蝕巖心及鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械碰撞、損壞巖心:三是取出巖心:在鉆進(jìn)取心到一定長(zhǎng)度后(通常為一個(gè)單根長(zhǎng)度，也可以進(jìn)行長(zhǎng)筒取心達(dá)幾十米甚至百米)，要從所形成巖心的底部割斷并夾緊，在起鉆時(shí)隨鉆具一同提升到地面。

取心鉆進(jìn)時(shí)，以上3個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)做好，任一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，輕則會(huì)得不到應(yīng)有數(shù)量(長(zhǎng)度)的巖心，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致取心失敗，取不出巖心。為了完成以上3個(gè)環(huán)節(jié)，取心工具一般由取心鉆頭、內(nèi)、外巖心筒、巖心爪、扶正器和懸掛裝置等部件組成。

為了提高巖心收獲率，各生產(chǎn)企業(yè)合理確定各部件結(jié)構(gòu)，把它們制造成與鉆進(jìn)地層相適應(yīng)的各種成套取心工具。下面介紹幾種現(xiàn)場(chǎng)常用的取心工具。

自鎖式取心工具是指利用巖心爪與巖心之間的摩擦力使巖心爪收縮卡心而實(shí)現(xiàn)割心的取心工具。

自鎖式取心工具是中硬至硬地層取心的基本工具，對(duì)巖心成柱性較好的軟地層也適應(yīng)。自鎖式取心工具一般由取心鉆頭、巖心爪、巖心筒組合和安全接頭組成。巖心筒組合分為外筒組合與內(nèi)筒組合，外簡(jiǎn)組合包括外巖心筒、短節(jié)和穩(wěn)定器，內(nèi)筒組合包括縮徑套、短節(jié)、內(nèi)巖心筒和懸掛總成。懸掛總成與安全接頭的外螺紋接頭相連，外筒組合與安全接頭的內(nèi)螈紋接頭相連。巖心爪置于縮徑套之中。

由于自鎖式巖心爪具有較好的彈性和耐磨性，它的收縮與張開(kāi)都屬于彈性變形，故可多次使用。因此，當(dāng)長(zhǎng)筒取心鉆井中途需要接單根時(shí)，便可通過(guò)"割心一接單根一頂開(kāi)巖心爪一再取心鉆進(jìn)"的辦法，實(shí)現(xiàn)連續(xù)取心。顯然，這就比松軟地層長(zhǎng)筒取心工具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單多了。當(dāng)取心工具遇卡時(shí)可從安全接頭處倒扣，將內(nèi)筒組合和巖心一起提出地面，而后專(zhuān)門(mén)處理外筒組合。

長(zhǎng)筒取心時(shí)，只需在短筒的基礎(chǔ)上，增加等長(zhǎng)的內(nèi)、外巖心筒，而不需任何其他的特殊裝置，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

長(zhǎng)筒連續(xù)取心的操作要點(diǎn)是"一提，二鎖，三沖，四壓。"一提是指"停轉(zhuǎn)、停泵后，緩慢上提鉆具割心'二鎖是指"卸方鉆桿時(shí)要鎖住轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)子，用旋繩卸扣，保證井下鉆具不轉(zhuǎn)動(dòng)"三沖是指"接完開(kāi)泵循環(huán)，緩慢下放鉆具，沖洗井底3~5min"四壓是指"用不低于15倍鉆壓的力靜壓井底，以頂松巖心爪，然后再微提起鉆具，輕壓起動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，恢復(fù)取心鉆進(jìn)"。

加壓式取心工具是指通過(guò)投球加壓迫使巖心爪收縮卡心而實(shí)現(xiàn)割心的取心工具，通常適用于松軟或破碎性地層取心。

巖心爪內(nèi)徑比巖心直徑大10mm左右，只有在專(zhuān)門(mén)的加壓機(jī)構(gòu)作用下才能變形，且為-次性收縮。加壓式取心工具也是雙筒懸掛式取心工具，可分為外筒組和內(nèi)筒組兩大部分，主要的輔助工具為機(jī)械加壓接頭。

(1)外筒組。從下到上的連接次序是取心鉆頭+外筒總成+定位接頭(定位接頭本身有定位銷(xiāo)孔，用以穿定位銷(xiāo)，擰緊銷(xiāo)套)。

(2)內(nèi)筒組。從下到上的連接次序是巖心爪(反扣)+內(nèi)巖心筒+懸掛總成+分水接頭(上部有穿定位銷(xiāo)的銷(xiāo)孔)。

內(nèi)、外筒的連接靠外筒組上端分水接頭銷(xiāo)孔里的兩個(gè)定位銷(xiāo)釘，懸掛在外筒組的定位接頭上，由于滾動(dòng)軸承的作用，當(dāng)外筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)筒不旋轉(zhuǎn)。

(3)-把抓式巖心爪與內(nèi)筒連接用反扣，保證巖心爪在取心鉆進(jìn)時(shí)不脫扣。

(4)機(jī)械加壓接頭。機(jī)械加壓接頭連接在定位接頭上，機(jī)械加壓接頭由加壓上接頭、加壓下接頭、加壓中心管、加壓外管(六方套)、加壓內(nèi)管(六方桿)等組成。鉆進(jìn)時(shí)它能傳遞扭矩和鉆壓，保證正常取心。割心時(shí)，先拉開(kāi)加壓接頭，然后將鋼球投入，鋼球就位后，下放加壓接頭，將鉆具重量通過(guò)鋼球和加壓中心管加于內(nèi)筒上，切斷銷(xiāo)釘，繼續(xù)下壓內(nèi)筒，迫使巖心爪牙板插入巖心，然后上提鈷柱，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，即可將巖心割斷。

當(dāng)需要進(jìn)行長(zhǎng)筒取心時(shí)，鉆進(jìn)中途必須接單根。由于松軟地層取心鉆進(jìn)過(guò)程中絕對(duì)不允許鉆頭提離井底，因此取心工具上部還需增加接單根的專(zhuān)用裝置--滑動(dòng)接頭，如圖5-7所示。它也是內(nèi)、外滑動(dòng)六方組成的滑動(dòng)裝置，其有效滑動(dòng)距約有11m長(zhǎng)，足以保證接單根時(shí)取心鉆頭不被提離井底，從而確保松軟地層長(zhǎng)筒取心鉆進(jìn)的連續(xù)有效。

滑動(dòng)接頭的上接頭與鉆鋌連接，下接頭與機(jī)械加壓接頭相連接。取心鉆進(jìn)時(shí)，靠六方滑動(dòng)管和六方滑動(dòng)套傳遞扭矩和鉆壓。接單根時(shí)提起六方滑動(dòng)套(六方滑動(dòng)管可在六方滑動(dòng)套內(nèi)上下滑動(dòng))，保證鉆頭不離開(kāi)井底。

長(zhǎng)筒取心接單根操作過(guò)程如下。取心鉆進(jìn)時(shí)，六方滑動(dòng)套一直頂住下接頭施加鉆壓。當(dāng)方鉆桿打完(方入不超過(guò)9m)時(shí)需接單根的情況，此時(shí)上提方鉆桿，六方滑動(dòng)套與加壓下接頭拉開(kāi)，拉開(kāi)的距離不許超過(guò)六方滑動(dòng)管的有效滑動(dòng)長(zhǎng)度(一般為11m)，否則上提鉆具接單根時(shí)鉆頭就要離開(kāi)井底，接完單根后下至預(yù)定方入，繼續(xù)鉆進(jìn)。

注意事項(xiàng):

(1)取心時(shí)，滑動(dòng)接頭和加壓接頭連接好，在井口要檢驗(yàn)滑動(dòng)接頭上下滑動(dòng)靈活性及密封性。

(2)取心鉆進(jìn)前要將開(kāi)泵時(shí)的鉆具懸重和開(kāi)泵后的正常懸重記錄下來(lái)，作為接單根時(shí)觀察懸重的參考。

(3)接單根或鉆完進(jìn)尺上提時(shí)，必須觀察懸重正常后，方可上起鉆具，拉開(kāi)滑動(dòng)距離,才能接單根或投球加壓割心。

取心工具拉上或拉下鉆臺(tái)時(shí)，必須使六方滑動(dòng)管進(jìn)入六方滑動(dòng)套，合攏后用繩索捆牢，方可上下鉆臺(tái)，以免六方滑動(dòng)管彎曲。