明曉峰

【摘 要】在石油天然氣勘探過(guò)程中井壁取心是項(xiàng)極為重要的工作程序，而將取心器中的巖心取出來(lái)是項(xiàng)簡(jiǎn)單的操作，一顆螺絲帽、一根螺桿和一把榔頭是必備的三樣工具。但是，隨著安全、環(huán)保和健康的工業(yè)生產(chǎn)要求，這種簡(jiǎn)單勞作模式已不再適應(yīng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的創(chuàng)新進(jìn)程。本文探討的就是如何更加科學(xué)高效地出心模式。

【關(guān)鍵詞】井壁取心；出心；安全；環(huán)保；健康

在石油天然氣勘探施工中，井壁取心是項(xiàng)十分重要的作業(yè)內(nèi)容。井壁取心是指用井壁取心器按預(yù)定的深度位置在已鉆的井壁上取出地層巖樣的過(guò)程，通常是在測(cè)井后進(jìn)行。井壁取心的目的是為了證實(shí)地層的巖性、物性、含油性、以及巖性和電性的關(guān)系，或者為滿足地質(zhì)方面的特殊要求。由于井壁取心是用取心器直接將井下巖石取出來(lái)，直觀性強(qiáng)，方法簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)使用，因此，在石油天然氣勘探現(xiàn)場(chǎng)被廣泛使用。井壁取心的取心器一般有三十多個(gè)孔（如36孔），孔內(nèi)裝有炸藥，通過(guò)電纜接到地面儀器上，在地面控制取心深度并點(diǎn)火、發(fā)射。點(diǎn)火后，炸藥的橫向推力將取心筒強(qiáng)行打入井壁，取心筒被鋼絲繩連接在取心器上，上提取心器可將巖樣從地層中取出。當(dāng)井壁取心的樣品被提出井口，這時(shí)操作人員依次取下單個(gè)取心筒，對(duì)號(hào)裝入準(zhǔn)備好的塑料袋中。巖心出筒時(shí)，每出一顆巖心，立即把深度標(biāo)上，防止把深度搞亂。出筒時(shí)要注意不要把巖心弄碎，盡可能保持完整性，否則會(huì)通知炮隊(duì)重取，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。但是，這種常規(guī)的出心模式卻存在著諸多方面的問(wèn)題。

一、常規(guī)井壁取心的出心方式

井壁取心的巖心出筒長(zhǎng)期以來(lái)一直采用一直不變的程序和方法，既將井壁取心器（俗稱‘炮彈）卸下，準(zhǔn)備一顆螺絲帽、一只螺桿和一把榔頭，手拿取心器對(duì)準(zhǔn)螺絲帽放好，然后一手拿著螺桿扶正，另一只手拿榔頭敲擊螺桿，直到將取心器內(nèi)的巖心敲出為止，如圖1所示。然而，這種沿用至今的粗放性的傳統(tǒng)出心方法在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題，如在受到巖心膨脹和松散巖樣的影響在反復(fù)敲擊的過(guò)程中很容易損壞巖心；再者，由于是用手感覺用錘的力度和螺桿的進(jìn)度，用力過(guò)度更容易直接將巖心擊碎，同時(shí)也會(huì)砸碰到手。其缺點(diǎn)可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：

（1）直接用手扶正螺桿會(huì)造成榔頭的敲擊力度不均勻，由此會(huì)造成取心器內(nèi)的巖心受力不均勻，影響其原始的物性狀態(tài)鑒定；

（2）取心器是從鉆井液中取出的，雖然進(jìn)行了初步表面去污，但仍然存在著鉆井液，特別是在取心器內(nèi)巖心的上方，用力敲擊時(shí)會(huì)造成鉆井液飛濺，如果鉆井液中有顆粒物跟同飛濺出來(lái)，在沒有保護(hù)措施的情況下會(huì)傷害到操作者的眼睛，同時(shí)污染周圍的工作環(huán)境；

（3）用手扶正螺桿，如螺桿在外力的作用下發(fā)生偏離則榔頭會(huì)直接敲擊到操作者的手上，造成手部傷害；

（4）由于墊取心器的螺絲帽是根據(jù)取心器的大小隨便取用的，將取心器放置在螺絲帽上在用榔頭敲擊螺桿的過(guò)程中由于沒有固定措施所以容易造成取心器和螺絲帽的孔洞偏離，敲擊出的巖心如果碰到螺絲帽的邊沿上再次受力則巖心會(huì)遭到破壞，損壞了其完整性；

（5）當(dāng)巖心從取心器內(nèi)被敲擊到螺絲帽的孔洞內(nèi)時(shí)，從外面是看不到的，這時(shí)由于操作者沒有及時(shí)掌握住敲擊而再次敲擊則螺桿會(huì)直接擊碎巖心；

（6）當(dāng)一顆取心器內(nèi)的巖心被敲擊落在螺絲帽的孔洞內(nèi)時(shí)，操作者需將螺絲帽拿開然后再放好螺絲帽敲擊第二顆取心器，如此便造成重復(fù)勞動(dòng)，耽誤出心時(shí)間，而各顆取心器的巖心是出的越快越好，否則隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)造成巖心在取心器內(nèi)膨脹而影響出心質(zhì)量；

（7）通常情況下，在井壁取心出心時(shí)操作者是半蹲著操作的，當(dāng)把所有巖心（通常有三十多顆）都敲擊出來(lái)后會(huì)造成操作者十分勞累，腰腿部通常感覺最明顯，嚴(yán)重影響操作者的身體健康。

所以，為了達(dá)到安全、環(huán)保和健康的要求，必須對(duì)這種簡(jiǎn)單勞作模式進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種井壁取心出樣臺(tái)。

二、井壁取心出樣臺(tái)的設(shè)計(jì)

井壁取心出樣臺(tái)設(shè)計(jì)由以下部件組成：敲心錘、銃桿和手持桿、擋泥罩、固心杯、底盤、滑心道、接心道和三個(gè)支撐。

①敲心錘。敲心錘的錘柄用木質(zhì)，錘頭用鐵質(zhì)，平頭圓柱型，錘柄和錘頭嵌入高度適中；

②銃桿和手持桿。銃桿和手持桿為快鎖結(jié)構(gòu)，如組合工具，手持桿為長(zhǎng)方體形，銃桿為長(zhǎng)圓柱實(shí)心體，圓心直徑依據(jù)實(shí)際心塊直徑而定，通過(guò)快鎖結(jié)構(gòu)和手持桿對(duì)接，既根據(jù)不同的巖心直徑切換銃桿；

③擋泥罩。擋泥罩為圓形，不銹鋼質(zhì)。擋泥罩的一側(cè)設(shè)垂向開口，擋泥罩坐落在底盤的中心；

④固心杯。固心杯為圓形，不銹鋼質(zhì)，固心杯坐落在擋泥罩的中心；

⑤底盤。底盤為圓形，不銹鋼質(zhì)。底盤的中心開孔，直接和滑心道相通；

⑥滑心道。滑心道為半圓柱形結(jié)構(gòu)，中空，不銹鋼質(zhì)。滑心道和底盤中心開孔的半圓相接，和底盤呈切角，滑心道的凹道向上；

⑦接心道。接心道和滑心道相連，為半圓柱形結(jié)構(gòu)，不銹鋼質(zhì)，凹道向上呈水平角度和滑心道連接；

⑧支撐。支撐桿為不銹鋼質(zhì)，三根支撐桿和底盤呈夾角分別焊接在底盤的等角上。支撐的底腳圓形，和地面呈水平角；

⑨護(hù)罩。當(dāng)井壁取心出心結(jié)束后用護(hù)罩將上部進(jìn)行罩護(hù)，防止粉塵污染殼體，護(hù)罩為圓形。護(hù)罩的頂面設(shè)垂向柱面提耳。

三、效果分析

提耳焊接在護(hù)罩居中位置，護(hù)罩和底盤分離放置，擋泥罩居中焊接在底盤上，固心杯居中焊接在擋泥罩內(nèi)，滑心道居中焊接在固心杯下部，接心道和滑心道焊接在一起。操作時(shí)操作者和手持桿呈垂直方向，滑心道和操作者呈水平方向。

井壁取心出樣臺(tái)設(shè)計(jì)了固心杯，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的取心器穩(wěn)固精準(zhǔn)地坐落在杯中，不再需要操作者的人為校準(zhǔn)；底盤和取心器間有出心孔，出心孔和滑心道相通，避免了巖心被擊碎的可能性；擋泥罩的使用避免了鉆井液飛濺對(duì)操作者可能造成的傷害，擋泥罩上設(shè)計(jì)了手持桿滑道，確保了手持桿上下運(yùn)移的垂直性，消除了由于螺桿偏離對(duì)操作者可能造成的砸碰傷害；滑心道底部設(shè)計(jì)了接心道，巖心從滑心道進(jìn)入接心道，方便操作者接取。

四、結(jié)論

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的井壁取心出樣臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中能夠充分消除其上述多種不利因素，提高了井壁取心器的出心效率和完整率，確保了施工作業(yè)人員的人身安全和環(huán)境衛(wèi)生要求，保障了施工作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造于科學(xué)、安全和規(guī)范化的生產(chǎn)作業(yè)程序。這種井壁取心出樣臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)井壁取心的出心過(guò)程中效果明顯，同時(shí)，極大地降低了操作人員的勞作強(qiáng)度。