井下岩样取心工具维护保养规程

井下岩样取心工具维护保养规程

一、概述

取心工具主要用于石油、地质勘探钻井中获取井下岩样。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。

本章介绍的是常规自锁式取心工具。

二、型号表示方法

QXZ（J）xxx—xx

工具可取岩心的名义直径，mm

I_______________________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

1、型号表示方法（SY/T6167-1996）

示例：QXZ180—105表示为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105mm。

1、取心工具技术规格（见表5—1）

现有自锁式常规取心工具250P63/4〃、250P43/4"、川7-4、川5-4。

三、结构、工作原理

1、结构

（1）川-4型常规取心工具由安全接头、旋转总成、稳定器、外筒、内筒.、岩

心爪、取心钻头和辅助工具等部件组成，如图5—1所示。

（2）250P取心工具由安全接头、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5—2所示。

表5—1取心工具技术规格

型号川5-4250P43/4"川7-4250P63/4”

长度mm18400182901840018290

外筒mm

121x93120.65X95.25172x136171.45X136.53

外径X内径

内筒mm

85x7285.73X73.03121X108120.65XW7.95

外径X内径

顶端螺纹NC35、31/21卜NC35、31/21卜4IF、41/2IF4IF、4I/2IF

5

钻头尺寸，in57/8—6%57/8—6万7I/2—9/88'/2—9%

岩心直径，mm6666.7101101.6

投球直径，mm25.425.431.7531.75

安全接头$105xf93.6x”.7§102.2x^91.6x^5.3105x勺138.6x”.7f146.6x/132.6x§7

“O”型圈$95xf85.6x§5.7f93.2x§82.6x§5.3$I35x，123.6x^5.7@132.6x$l[8.6xf7

安全接头、

图5—2250P取心工具

图5—1川-4型常规取心工具

2、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）除钢内筒外，还可以配轻质、耐温、耐腐蚀、强度高、管壁光滑的玻璃

钢内筒，岩心进入阻力小。取满岩心的玻璃钢内笥，可切割成数节，两端密封,

便于运输和储存。

（3）每节内、外筒长度基本相等，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T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。取心钻

进前，把一只直径合适的钢球投入钻具内，开泵送球入座。取心钻进时，外筒和

取心钻头随钻具旋转。岩心柱顶开岩心爪后，还要克服岩心爪的阻力才能进入内

筒。内筒在悬挂轴承和岩心爪的作用下不转动。割心时，上提钻具，岩心爪与卡

箍座内斜面产生相对位移而卡住并拔断岩心。

四、使用、操作

1、取心前的准备及检查

（1）取心前应保证井底干净、无落物。

（2）取心工具的检查。安全接头的摩擦环、螺纹应完好，“0”型密封圈无损

伤。旋转总成转动应灵活。轴承轴向间隙不得超过5毫米，钢球、滑槽有无损伤。

内、外筒无咬扁，螺纹完好，无影响强度的裂纹等。选用的卜箍岩心爪、扶正k

箍岩心爪弹性适宜，敷焊的碳化鸨颗粒均匀、平整；滑块岩心爪上下活动无阻卡

现象；弹簧片岩心爪弹性要好。如外筒接稳定器，则稳定器外径不得大于取心钻

头的最大外径，但又不得小于取心钻头4毫米。

2、取心工具的组装

（1）取心工具组装时，不装钢球，待下钻完地，循环泥浆冲洗内筒后，从钻

杆水眼内投入一个规定尺寸的钢球，球落座后可开始取心钻进。

（2）在场地上，上紧选用的岩心爪组合件和下稳定器（不用稳定器也可用差

值短节代替），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，用安全卡瓦卡牢。

（3）用内筒卡盘卡住内筒，并座在外筒上端面上，卸掉提升短节，按上述方

法，将所需下井的内外筒依次连接。内筒用链钳上紧。外筒上扣推荐扭矩见表5

-2。

表5-2取心工具外筒上扣扭矩

取心工具外筒nun扭矩

猫头维

规格外径x内径(N•m)

川5-4型$12IXf936000-7000二档二道

250P43/4"1120.65Xf95.256000〜7000二档二道

川7-4型§172x$13612500〜13300二档三道

250P63/4"$171.45x4136.5312500~13300二档三道

注：用猫头绳紧扣时，严禁猛顿。

（4）将地面组装好的安全接头和旋转总成与内筒内螺纹连接好后，卸掉内筒

卡盘下放内筒，最后将安全接头外螺纹与外筒内螺纹上紧。

（5）岩心爪座底端面与钻头内台肩面的轴向间隙Bo250P63/4〃、川7-4

型B为8〜10毫米，250P43/4〃、川5-4型B为6〜8毫米，否则，须卸开旋转

总成，250P、川5-4用调节环调整间隙，川7-4用螺母调整间隙，见图5—3〜图

图5—3250P674〃调节示意图图5-4350P43/4〃调节示意图

5—6所示。

图川调节示意图

5—57-4图5—6川5-4调节示意图

(6)轴向间隙的测量方法轴向间隙B=L卜L,如果L2为水平放置的测量长

度，则轴向实际间隙为(B-2)mm,见图5—7〜图5—9。

图轴向间隙调节示意图

5—7图5-8钻头尺寸Li

3、起下钻

（I）起下钻做到操作平稳，不

猛刹、猛放、猛顿，防止钻具剧烈

摆动。

（2）下钻中若遇键槽、狗腿、

井径缩小井段，应缓慢下入。严重

遇阻，应下牙轮钻头划眼。

（3）下钻中若遇沉砂（或垮塌

物），应开泵循环转动钻具，清除沉

砂（或垮塌物）。

（4）下钻完毕，充分循环泥浆，

冲洗内筒，清洁井底，转动钻具的

同时，下放钻具，使钻头接近井底，

校对灵敏表。

（5）在转动钻具时，严禁钻具图5—9取心筒尺寸1_2

猛烈反转，以防倒开安全接头。

4、取心钻进

（1）缓慢下放钻具，让钻头接触井底，采用低转速、小排量、轻钻压（5kN）

试运转。若运转平衡，待井底与钻头形状吻合时，逐渐调整至推荐取心参数。

（2）推荐取心参数（见表5—3）。

表5—3推荐取心参数

钻头尺寸钻压转速排量

（in）(kN)(r/min)(1/s)

57/830〜6040〜657〜12

63()〜6040〜657〜12

61/240〜7050〜809〜15

71/250〜8050〜8012〜19

83/850〜8050〜8016〜22

8%50〜8050〜8016〜22

95/870〜10050〜8018〜27

5、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)送钻操作应由司钻或指定专人执行。

(4)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。

6、取心钻进注意事项

(1)取心钻进时，注意观察机械钻速成、泵压的变化，发现异常，果断处理。

(2)泵压逐渐增高，机械钻速随之下降，上提钻具，泵压恢复，一般是钻头

磨损，应割心起钻。

(3)泵压突然升高，机械钻速明显下降，一般是进入软地层，钻头出刃吃入

深度大或钻头泥包,应适当调整钻用c

(4)泵压升高，机械钻速基本不变，上提钻具，泵压不降，多属钻头水眼堵

塞，若不能排除，应割心起钻。

(5)泵压出现大波动，机械钻速忽高忽低，一般是钻遇软硬交错地层，应适

当调整钻压。

(6)泵压降低，机械钻速明显下降，甚至根大无进尺，一般是卡心，应割心

起钻。

(7)泵压明显下降，可能是由于钻具刺漏引起，应立即割心起钻。

7、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，增加泥浆排量循环，直到岩心拔断。

(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，拔断岩心后，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，加比取心钻压大百分之十到百分之五十的钻压，利用

余心顶松岩心爪，上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增到推荐钻压。

8、岩心出筒

(1)当工具起至井口时，在上稳定器以下卡好卡瓦和安全卡瓦。

(2)卸开钻铤并上紧提升短节。

（3）把岩心筒提出井口，用钻头装卸器卸下取心钻头，上好短护丝。

（4）将岩心筒重新坐在转盘上。

（5）卸安全接头，提出内筒。

（6）距转盘面3（）mm高时，卸松岩心爪体。装岩心钳于爪体上部的加厚处以

上，卸掉爪体。逐段取出岩心，直到岩心指示器掉出来为止。

（7）岩心全部出筒之后，检查并重新装上岩心指示器和割心装置，并将其放

进外筒。转动内筒并检查悬挂轴承，若一切正常，则上紧安全接头，接取心钻头，

等待入井。

五、现场维护保养

1、取心工具起出井后应清除泥污，检查旋转总成、内、外筒、稳定器（差

值短节）及钻头螺纹有无碰伤、断裂。

2、旋转总成、内筒、岩心爪组合件等各螺纹连接有无松动、碰伤滑扣…

3、轴承转动是否灵活。安全接头“0”型密封圈是否完好。

4、取心工具停用必须清洗干净，螺纹涂防锈油，零配件、辅助工具装箱，

并存放于干燥通风处。

5、现场检查，出现判修、判废依据情况之一应回收修理或报废。

六、维修

1、解体

（1）对回收的常规取心工具除去表面泥污后进行解体前的检查鉴定。

（2）将工具解体为零部件。对零部件进行清洗、除锈、修整。

2、零件鉴定

（1）安全接头的内外螺纹应光滑、完好、无拉伤、变形。密封面不得有损伤。

与钻具连接螺纹应符合塔指Q/CNPCTZ52-2003的规定。端面不得有任何伤痕。

对安全接头进行按JB/T8468规定的方法进行无损检测。有缺陷的零件应更换。检

测合格方可使用。

（2）旋转总成的半环磨损不得大于0.5nlm。轴承盒内表面不得有拉伤、变形，

螺纹要完好。分水接头螺纹完好，止动槽不得有刺伤，轴承台肩磨损不得大于

0.5mmo球座无刺伤，“凡尔线”必须光滑，连接螺纹完好。分水接头水眼不得

有刺伤。

（3）稳定器内外连接螺纹不得有拉伤变形，扶正条不得崩裂损坏，螺纹部分

的圆度公差小于1.5rm,内螺纹外径胀大小于1.6mm。用螺纹量规对内外连接螺

纹进行合扣，要符合要求。

（4）内、外筒螺纹要求光滑、完好、无拉伤、变形，密封面不得有损伤。螺

纹部分圆度公差小于1.5mm。外筒内螺纹外径胀大小于1.6mm,内筒内螺纹外径胀

大小于1.2mm。筒体全长直线度公差不大于5mm。用通径规通过内外筒，其相应

尺寸见表5—4。对内外筒本体按SY/T5446与JB/T8468规定的方法进行无损检测。

有缺陷的零件应更换；探伤合格方可使用。

表5—4取心工具内/外筒内径规尺寸参数单位：mm

规格250Px63/4250Px4%川7—4川5-4

内径规直径D

132/1()491/69132/10289/67

（外筒/内筒）

内径规长度50050050050(]

注：内径规D的上差为-0.1mm＞下偏差为-0.5mm。

（5）卡箍座总成螺纹连接部分应完整无损，精度符合制造要求。卡箍座下口部

分胀大超过0.5mm不得使用。卡箍座总成长度要求在250-300mm范围内，不得超

过300mm。

（6）提升短节的内外筒连接螺纹应完好光滑。护丝螺纹完好光滑，圆度公差

小于2mm。

（7）手工具：岩心钳开合灵活，不得歪斜。锁紧后活动自如。取球器开合灵

活，有弹性，外形完好。其他附件完好无损。

3、修理与组装

（1）对全部经过鉴定可予使用的零件及准备更换的备用件进行修整，使其性

能符合要求。

（2）内外筒筒体外部咬伤、拉伤及螺纹毛刺必须修除。

（3）必须将所有零件表面的毛刺、切屑、油污、锈斑等消除干净。

（4）对零件的配合表面必须洗擦干净并涂以清洁的润滑油。零件配合表面及

磨擦表面不影响使用性能的轻微擦伤等缺陷，应用细铿刀、细砂布或油石加以修

除。

（5）各种密封件装配前，接触面必须涂以润滑油。各种橡胶件的飞边应仔细

消除干净，消除时不得使用刮刀或砂轮，密封面不得有撕裂或其他缺陷。

（6）所有橡胶密封件、卡箍、轴承及其它经过鉴定不能使用的零件均应加以更

换。

（7）对经过鉴定合格的零部件、更换件，按图纸进行组装。旋转总成在组装

完成后应进行试转动。组装完成的常规取心工具应进行刷漆、标识，使用性能应

达到SY5216规定的要求。

4、验收

（1）旋转总成应转动灵活无卡阻，无杂声。轴承径向间隙为轴向

间隙不大于2mm。

（2）岩心爪弹性良好，牙爪应在同一圆周上，岩心爪在锥面上下移动灵活,

活动范围为20mm。自由状态下岩心爪内径：

—250P63/4”和川7—4为95mm；