[实用新型]一种绳索打捞式投球憋压强制取心钻具

说明书

一种绳索打捞式投球憋压强制取心钻具，它包括外管总成和内管总成；所述外管总成中弹卡挡头、弹卡室、外管、扩孔器、扶正环和取心钻头由上至下依次装配，形成上下贯通的空腔；所述内管总成置于外管总成空腔中，内管总成由上至下依次设置捞矛头组件、弹卡定位机构、到位报信机构、强制取心差动机构、堵心报警机构、单动机构、内管和拢心爪组件，其特别之处在于：所述强制取心差动机构设置投球组件和差动组件，强制取心差动机构以内管投钢球方式实现下部钻具钻井液过流通道的封堵，再通过液力加压使下部钻具产生差动位移、拢心爪组件受力向内收拢完成强制取心过程。本实用新型达到了提高松散、破碎等复杂地层钻进取心时岩心采取率和钻进取心效率的目的。

技术领域

本实用新型涉及一种取心钻具，尤其是一种绳索打捞式投球憋压强制取心钻具，属于钻井设备技术领域。

背景技术

为了掌握地下地质情况，通常采用钻井取心的方式直接获得真实可靠的地下岩层资料。绳索取心方法具有钻进效率高、劳动强度小、成本低、钻孔事故少等优点，被广泛地应用于固体矿产地质勘探、复杂地层钻进、水文地质勘探、石油钻井勘察等勘察钻探领域。

岩心采取率是钻探施工中最为重要的一项指标，在松散、破碎、胶结性差、软弱、易冲蚀等复杂地层钻进取心时，岩心采取率极低，甚至出现采集不到岩心的情况。现有技术中，主要是通过强制取心钻具解决岩心采取率低的问题，但目前强制取心钻具多为单动双管钻具，需进行提钻取心，钻进取心效率大大降低，为此一种液力加压式绳索取心钻具应运而生，该液力加压式绳索取心钻具通过液控换向阀实现井下钻具内部钻井液过流通道的全面封堵，由于其加压机构设计相对复杂，对液压动密封要求高，难以推广应用。

另外现有技术中绳索取心钻具还存在以下两个方面的缺陷，一是内管定位机构主要包括钢球定位和单铰接点弹卡定位两种方式，其中钢球定位方式球与弹卡室为点或线接触，钢球与弹卡室局部受压严重，钢球表面易被压平，影响钢球的回退效果，特别是在岩心堵塞严重时，弹卡室受钢球作用力极大，弹卡室易发生膨胀、开裂，下部钻具、钻头易脱落至孔底，造成孔内事故；而单铰接点弹卡为平面受力，由于接触面为平面，堵心时弹卡失去回转空间，易出现顶死现象，无法打捞内管钻具。二是堵心报警机构的报警垫片安装在单动机构上端，堵心时岩心管受力挤压报警垫片，通过封堵钻井液过流空间来实现憋压，报警垫片全面封堵水路以后，憋压反馈到钻井液泵，直至操作人员发现需要一段时间，这段时间内报警垫片极易出现过度挤压，报警垫片涨开后无法回缩，打捞内管时，涨开的报警垫片不能通过外管中的座环，无法实现内管打捞，只能通过提钻进行取心，大大降低了绳索取心钻具的取心效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构简单、可靠性好、实用性强、易于推广的绳索打捞式投球憋压强制取心钻具，旨在通过高效率的绳索打捞方式与投球憋压强制取心方式的结合，达到提高松散、破碎、胶结性差、软弱、易冲蚀等复杂地层钻进取心时岩心采取率和钻进取心效率的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种绳索打捞式投球憋压强制取心钻具，它包括外管总成和内管总成；所述外管总成设有弹卡挡头、弹卡室、外管、扩孔器、扶正环和取心钻头，所述弹卡挡头、弹卡室、外管、扩孔器、扶正环和取心钻头由上至下依次装配，形成上下贯通的空腔；所述内管总成置于外管总成空腔中，并通过密封式悬挂环和座环配合实现内管总成轴向定位，内管总成由上至下依次设置捞矛头组件、弹卡定位机构、到位报信机构、强制取心差动机构、堵心报警机构、单动机构、内管和拢心爪组件，通过弹卡定位机构实现内管总成的径向定位，其特别之处在于：所述强制取心差动机构设置投球组件和差动组件，强制取心差动机构以内管投钢球方式实现下部钻具钻井液过流通道的封堵，再通过液力加压使下部钻具产生差动位移、拢心爪组件受力向内收拢完成强制取心过程。