[实用新型]绳索侧壁补心钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种侧壁补芯钻具，用于岩心钻探中补取岩心。

背景技术

岩心钻探技术作为重要的勘查技术方法受到国内外广泛的重视，为了准确界定含矿区域、矿体品质、矿产储量或界定地质构造等，必须取得足够数量的岩矿心。但是，由于地层条件复杂，常常会遇到比较松软、破碎，易溶蚀等地层，再加上施工工艺或操作水平、钻井液等原因，常常出现因“丢心”而达不到取心率的要求，以致严重影响对矿产资源的评价，甚至造成钻孔报废等严重后果。

为了弥补“丢心”问题，多数情况下是以通过下入偏心楔，然后利用小直径取心钻具进行造斜补心，虽然技术比较成熟，但操作过程比较繁琐，如果遇到孔段比较软，下偏心楔容易失败。在煤系地层常常采用刮煤器、压煤器等，但补心量比较小，当需要大量补心时不适应。石油勘探补取岩心往往采用繁杂的射孔作业。

国外侧壁补心技术以德国、美国和俄罗斯等发达国家为代表，所用侧壁补心钻具大致可以分为两种类型：

①孔内电机驱动横向补心机构。孔内机构比较复杂，而且在孔内下入上千米的电缆输电很困难。

②孔内电机驱动竖向孔壁锯切机构，获取横断面为三角形的条状样品。该方法同样存在输电问题，且不适合于钻孔直径较小的岩心钻孔中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的侧壁补心钻具，在用于多点补心时不需要升降取心钻杆。

本实用新型的这种侧壁补心钻具，包括外管总成、内管总成和打捞机构。

外管总成包括：应用相应口径的绳索取心钻杆，钻杆端部带有钻头，钻杆底部侧壁开有取心孔；

取心钻杆上的定位接头，用于悬挂内管总成；

取心钻杆上的花键套式接头，与内管总成中的液压控制给进机构配合，实现液压控制给进机构在轴向滑动的同时起到反扭矩的作用；

导向偏心楔，安装在钻杆底部，导向斜面对向钻杆侧壁的取心孔。

内管总成包括：

单动双管取心钻具，用于在所述导向偏心楔导向作用下进行侧壁钻进取心；

软轴，用于钻具造斜过程中的曲伸，同时传递压力和扭矩，输送冲洗液通道等功用，可称为“柔性钻杆”；

井下螺杆马达，通过软轴连接所述的单动双管取心钻具，用于投入到所述取心钻杆内，在钻井液力作用下驱动所述单动双管取心钻具；

液压控制给进机构，与所述的井下螺杆马达连接，用于在钻井液压作用下驱动井下螺杆马达给进和回退，且中部有与井下螺杆马达连通的钻井液流通通道；

悬挂接头，悬挂接头与所述液压控制给进机构的端部通过抓钩进行连接和放开，悬挂接头中部有钻井液流通通道与所述液压控制给进机构的钻井液流通通道相通，悬挂接头端部铰接有捞矛头；

打捞机构包括：

绳索打捞器，打捞器为“公”捞矛头，通过卡爪与悬挂接头上“母”捞矛头卡合，以便于用绳索将单动双管取心钻具和井下螺杆马达以及液压控制给进机构提出或放入孔内；

脱卡器，为一个套筒，用于套在所述绳索打捞器上使向外张的卡爪收拢，以将绳索打捞器卡爪与所述的捞矛头脱开。

所述的液压控制给进机构，可以为一个液压缸，用于控制活塞杆的伸缩实现控制井下螺杆马达的给进和回退。在本实用新型中，采用下述的结构：所述液压控制给进机构包括一个缸套和同轴安装在缸套内的中空的活塞杆，缸套外壁与所述绳索取心钻杆中的花键套式接头通过花键配合形成滑动导向结构，缸套一端与所述的螺杆马达连接，缸套另一端安装有缸体上接头，缸体上接头外壁有与所述的悬挂接头的抓钩配合实现抓放的环形凹槽；所述活塞杆贯穿所述缸体上接头的轴心孔且两者之间有O形圈密封，且活塞杆端部与所述的悬挂接头连接固定且轴心孔相通，活塞杆外壁上安装有活塞与所述的缸套配合，所述活塞杆有第一泄压孔使其轴心孔与活塞杆与缸套之间的间隙相通，在活塞杆轴心孔内位于所述第一泄压孔的活塞杆出钻井液端一侧设置有锥形孔。

由于活塞杆内要有锥形孔，为便于加工，可以分段加工和安装，所述的锥形孔是一个活塞上接头内的轴心孔，所述活塞上接头通过螺纹连接于所述活塞杆端部，所述的活塞安装在该活塞上接头上。

活塞上接头另一端通过螺纹连接有一根连接管，连接管另一端通过螺纹连接有一个活塞下接头，活塞下接头有与所述活塞杆同心的轴心孔，活塞下接头上也装有一个活塞；所述的活塞上接头以及活塞下接头的外壁有一圈凸起，所述的活塞被夹紧在所述凸起和连接管的端面之间。这种双活塞结构活塞密封性能好、使用寿命长，特别是在缸套滑动到活塞杆端部时能够保证活塞杆与缸套的同心和避免摆动，而且还便于活塞的安装。