[发明专利]一种绳索打捞式保压取心钻具

说明书

一种绳索打捞式保压取心钻具，属于钻井设备技术领域，它包括外管总成、中管总成和内管总成；所述外管总成上端设有上接头，下端设有钻头，在外管总成内腔中套装中管总成；所述中管总成通过中管定位弹卡组件实现中管总成的轴向定位，在中管总成上端设有捞矛头，下端设置板阀组件，所述板阀组件由翻板阀和翻板阀座组成，所述翻板阀通过销轴铰接在翻板阀座侧壁上，翻板阀通过圆柱面与翻板阀座内腔配合，并在所述圆柱面上设置密封圈；所述内管总成套装在中管总成空腔中，内管总成通过内管定位机构实现轴向定位，在内管总成下端设有取样管。本发明不仅增强了岩心取样钻具的保压性能，还可以通过绳索打捞取样工艺有效地提高钻井效率。

技术领域

本发明涉及一种取心钻具，尤其是一种适用于海洋天然气水合物地层保压原位取心的钻具，属于钻井设备技术领域。

背景技术

天然气水合物是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源，它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质，外貌极像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，有“可燃冰”、“气冰”、“固体瓦斯”之称，被普遍认为将是21世纪最具潜力的接替煤炭、石油和天然气的新型洁净能源之一，也是目前尚未开发的储量巨大的一种新能源。在我国广阔管辖海域、专属经济区及冻土地区有着巨大的水合物资源开发前景。

为了获取有效的天然气水合物岩心，这就要求取样钻具能够保持原位的压力和温度。现有的水合物取样钻具大多以板阀或球阀等机械结构的闭合实现保压性能，但由于在取样过程中经常会受到岩屑等杂物的干扰，造成板阀或球阀关闭不严或无法关闭，难以取得良好的保压效果。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题提出了一种新的钻具结构，它可通过绳索打捞方式来获取岩样，旨在增强岩心取样钻具的保压性能，提高钻井工作效率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种绳索打捞式保压取心钻具，包括外管总成、中管总成和内管总成；所述外管总成上端设有连接钻杆的上接头，下端设有钻头，在外管总成内腔中套装中管总成；所述中管总成设有中管定位弹卡组件，通过中管定位弹卡组件实现中管总成的轴向定位，在中管总成上端设有与绳索打捞器配合的捞矛头，下端设置与内管总成配合的板阀组件，所述板阀组件由翻板阀和翻板阀座组成，所述翻板阀通过销轴铰接在翻板阀座侧壁上，翻板阀通过圆柱面与翻板阀座内腔配合，并在所述圆柱面上设置密封圈；所述内管总成套装在中管总成空腔中，在内管总成中设置内管定位机构，内管总成通过内管定位机构实现轴向定位，在内管总成下端设有用于采集海洋天然气水合物样品的取样管。

上述绳索打捞式保压取心钻具，所述外管总成还设有弹卡挡头、第一连接管、座环、上扩孔器、第二连接管、扶正环和下扩孔器；所述上接头、第一连接管、上扩孔器、第二连接管、下扩孔器和钻头从上至下依次通过螺纹连接起来；所述弹卡挡头嵌入上接头内腔，并通过上接头和第一连接管的螺纹连接结构压紧，中管总成的中管定位弹卡组件与弹卡挡头配装；所述座环嵌入上扩孔器内腔，并通过第一连接管和上扩孔器的螺纹连接结构压紧；所述扶正环嵌入下扩孔器内腔，并通过第二连接管和下扩孔器的螺纹连接结构压紧。

上述绳索打捞式保压取心钻具，所述中管总成还设有定位块、捞矛座、回收管、中管弹卡架、悬挂环接头、悬挂环、密封接头和保压管；所述定位块布置在捞矛头内腔中，用于定位捞矛头与捞矛座的相对位置；所述捞矛头通过第一弹性销和捞矛座连接；所述捞矛座通过第二弹性销和回收管连接；所述回收管通过第三弹性销、第四弹性销与中管定位弹卡组件连接，在回收管侧壁上设有第三弹性销滑槽和中管定位弹卡滑槽，所述第三弹性销穿入第三弹性销滑槽中，所述中管定位弹卡组件与中管弹卡架配装，中管定位弹卡组件的弹卡穿入回收管的中管定位弹卡滑槽中，所述中管弹卡架、悬挂环接头、密封接头、保压管、翻板阀座从上至下依次螺纹连接；所述悬挂环套装在悬挂环接头外面，并通过悬挂环接头和密封接头的螺纹连接结构压紧，在钻进过程中，通过悬挂环与外管总成中座环的配合实现中管总成辅助轴向定位。