[发明专利]深孔内管到位全自动报信绳索取心钻具

说明书

本发明公开了一种深孔内管到位全自动报警绳索取心钻具，是由内管总成和外管总成两部分组成，内管总成包括捞矛头、第一弹性销和第一弹卡回收管，捞矛头通过第一弹性销与第一弹卡回收管铰接，打捞机构通过打捞器与打捞机构的连接实现将钻具内管总成放入孔内和回收的过程。本发明通过提供一个泥浆压力峰值来实现到位报信，并在实现报信后泥浆压力恢复到正常值，对泥浆泵的损害较小，同时降低了对泵自身的性能要求，提高了泵的使用寿命，不需要泵在钻进过程中保持高压力，因此对钻进不产生不良影响。本发明减少了钻进辅助时间。

技术领域

本发明涉及一种深孔内管到位全自动报警绳索取心钻具，尤其适用于深孔地质岩心钻探。

背景技术

随着经济的高速发展，能源的消耗也日益增长，浅层石油、煤和天然气等常规能源大量消耗，从其剩余储量来看，常规浅层能源已经无法继续长期支撑现代工业，因此各国都积极探索深部油气资源。运用地质岩心钻探绳索取心方法对较深地层所储藏能源进行勘探就变得尤为重要。

在应用绳索取芯技术进行钻探过程中，能否准确的判断内管总成这是否到位是绳索取芯能否成功的关键。钻探实践证明，在1500米以上时内管到位可以听到声音，超过1500米以后，判断内管是否到位十分困难。在钻进过程中，当内管到位后内管上的悬挂环与外管上的座环接触堵住泥浆通路，泥浆进入内管上的入水孔，从出水孔派出，从而形成钻杆内部的泥浆通路。目前的内管到位报警机构通过内管到位后改变泵压来实现内管到位报警，即在入水孔与出水孔之间设置阀堵，使泥浆必须顶开阀堵才能从出水孔排出，这个过程中泥浆泵的压力升高。这种机构在泥浆顶开阀堵后必须一直保持较高压力以保证阀堵一直保持打开，这样会增大钻进过程中的泵压，对泵有很大的损害，因此阀堵的开启压力不能太大，而在深孔钻探时泵压变化太小是观察不到的，所以不适合用于深孔绳索取芯钻探。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、动作容易实现、全自动实现到位报信过程、对泵要求较低的深孔内管到位全自动报警绳索取心钻具。

本发明是由内管总成和外管总成组成，内管总成包括捞矛头、第一弹性销和第一弹卡回收管，捞矛头通过第一弹性销与第一弹卡回收管铰接，打捞机构通过打捞器与打捞机构的连接实现将钻具内管总成放入孔内和回收的过程。

第一弹卡回收管与弹卡座通过第二弹性销铰接，第二弹性销与弹卡座的连接为可动连接，第二弹性销与第一弹卡回收管之间为固定连接，第一弹卡回收管可在自身重力和打捞器拉力作用下延竖直方向移动固定的距离。第一弹卡为两片通过第三弹性销形成可转动的连接，第一扭簧保持第一弹卡在弹卡座内保持张开，第三弹性销与弹卡座通过第三弹性销形成固定连接，第一弹卡的两片弹卡片卡在第一弹卡挡头上，保证在钻进过程中内管总成不会因为岩芯进入岩芯管时产生的上顶力使内管总成向上移动造成“飞管”事故；同时弹卡机构的上定位功能保证内管不会在钻进过程中由于岩芯的上顶力而使岩芯管过早进入储冷机构中导致冷冻取芯失败。

弹卡座与上阀座通过螺纹连接，悬挂环与上阀座通过螺纹连接，阀芯上部与上阀座接触，下部由弹簧的预紧力进行支撑，弹簧下部由第二弹卡挡头提供上顶力，第二弹卡挡头位于上阀座内部，下部由碟簧提供上顶力，第二弹卡与阀芯通过第四弹性销形成可转动的连接，第二扭簧保持第二弹卡张开，碟簧下部由第二弹卡回收管提供上顶力，当内管到位后，悬挂环与座环接触，泥浆循环通路堵塞，泥浆进入入水孔泥浆压力升高并顶开阀芯，阀芯带动第二弹卡下行至第二弹卡挡头下部，第二弹卡张开卡在第二弹卡挡头下部，阀芯无法回位，泥浆通道被打开，泥浆压力回复到正常值，由于碟簧的上顶作用保持第二弹卡挡头不下移。第二弹卡回收管套在阀芯的下部，第二弹卡回收管下部与第一内接手通过螺纹连接，在钻探结束后岩心装满岩心管，岩心管受上顶力带动第二弹卡回收管上行将第二弹卡的两篇弹卡片闭合，第二弹卡回位到第二弹卡回收管上部。阀芯上行堵住泥浆通道，泵压再次升高证明岩心已装满岩心管或发生了岩心卡堵现象。