平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器制造技术

本发明专利技术提供一种涉及钻探技术领域的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，本发明专利技术包括：外管总成，外管总成的内部安装内管总成，外管总成的内壁上设有座环；内管总成包括由上到下依次连接的悬挂机构、平衡波浪升沉机构、调节单动机构和岩芯管；平衡波浪升沉机构包括由上到下依次连接的报警堵头短接件、液压筒和挡头，以及由上到下依次连接的活塞总成、中空活塞杆和分水接头；当所述活塞总成达到上行极限位置时，分水接头与挡头接触，堵头本体伸入滑阀进水通道中；当活塞总成达到下行极限位置时，活塞总成与挡头接触。本发明专利技术应用于钻进取芯过程中，外管总成随船体升沉时，刀头始终紧压孔底，有效避免岩芯管随外管总成升沉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻探
，特别是涉及一种平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器。
技术介绍
海洋工程钻探取芯技术是地质勘查、矿业开发、水资源、油气勘查、基础工程和环境科学工程的重要手段。目前国内对海洋勘探事业越来越重视。波浪升沉一直是困扰海洋钻探取芯难题，钻探取芯平衡波浪升沉方式包括主动补偿与被动补偿两种方式。采用主动补偿方式价格昂贵，考虑成本原因我国大陆架浅海区地质钻探，钻探船一般采用被动补偿方式，被动补偿对波浪升沉反应不灵敏，效果不理想，外管总成会随船体升沉。随着勘探开发力度逐渐加大加深，我国海洋第四系钻孔越来越深，以获取更长时间地质记录，这也意味着地层更加坚硬。对坚硬粘性土层取芯，回转取芯技术具有较好取芯效果和效率。要采用回转型随钻绳索取芯技术，必须解决波浪升沉影响问题。常规的随钻绳索取芯器不具升沉补偿功能，所以，在钻进取芯过程中，岩芯管随外管总成一起上下窜动，造成磨芯、堵芯问题，造成取芯失败。因此，如何设计一种结构简单，使用方便，平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术解决的技术问题在于提供一种结构简单，使用方便的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，包括：外管总成，所述外管总成的内部安装内管总成，所述外管总成的内壁上设有座环；所述内管总成包括由上到下依次连接的悬挂机构、平衡波浪升沉机构、调节单动机构和岩芯管；所述悬挂机构包括悬挂接头和悬挂环，所述悬挂环套设在所述悬挂接头的外壁上，所述悬挂环放置于所述座环上，所述悬挂接头的侧壁上设有液体侧部流动通孔；所述平衡波浪升沉机构包括由上到下依次连接的报警堵头短接件、液压筒和挡头，以及由上到下依次连接的活塞总成、中空活塞杆和分水接头；所述报警堵头短接件包括短接件本体，所述短接件本体的中部沿轴向设有堵头本体，所述堵头本体的径向两侧分别设有液体流道，所述短接件本体
的上端与所述悬挂接头的下端连接，所述液体流道与所述悬挂接头的中空内腔连通；所述挡头上设有轴向通孔；所述活塞总成设置于所述液压筒的内部且可相对于所述液压筒沿轴向移动，所述活塞总成将所述液压筒分隔为互相不连通的活塞上腔和活塞下腔，所述活塞上腔与所述液体流道连通，所述活塞总成的顶部设有与所述堵头本体相应的滑阀进水通道；所述中空活塞杆穿出所述挡头的轴向通孔，所述中空活塞杆的中空内腔与所述滑阀进水通道连通；所述分水接头与所述调节单动机构连接，所述分水接头上设置有分水侧部通孔，所述分水侧部通孔与所述中空活塞杆的内腔连通；所述中空活塞杆的径向截面为多边形，所述挡头的轴向通孔的径向截面的形状与所述中空活塞杆的径向截面的形状相应；当所述活塞总成达到上行极限位置时，所述分水接头与所述挡头接触，且所述堵头本体伸入所述滑阀进水通道中；当所述活塞总成达到下行极限位置时，所述活塞总成与所述挡头接触。优选地，所述中空活塞杆的径向截面为六边形。优选地，所述活塞总成包括由上到下依次连接的进水接头、滑阀进出水接头、活塞腔短管和中间转换接头；所述进水接头的中空内腔和所述滑阀进出水接头的中空内腔构成所述滑阀进水通道，所述中间转换接头与所述中空活塞杆连接，所述活塞腔短管的中空内腔分别与所述滑阀进水通道和所述中空活塞杆的中空内腔连通；所述进水接头的外壁上套设有密封圈，所述密封圈与所述液压筒的内壁过盈配合。进一步地，所述进水接头的中空内腔的上端为喇叭型。进一步地，所述中间转换接头的上端为喇叭型。进一步地，所述活塞总成还包括设置于所述活塞腔短管的中空内腔中的弹簧腔上接头、弹簧腔下接头、弹簧本体、弹簧座和滑阀本体，所述弹簧腔上接头的上端与所述滑阀进出水接头的下端固定连接，所述弹簧腔上接头的上端设有传动通孔，所述传动通孔的中轴线与所述滑阀进水通道的中轴线共线，所述传动通孔的径向两侧分别设有阀体分水通道，所述阀体分水通道与所述传动通孔连通；所述弹簧腔上接头的下端与所述弹簧腔下接头连接，形成弹簧放置腔，所述弹簧本体、弹簧座和滑阀均设置于所述弹簧放置腔中，所述弹簧座卡入于所述弹簧放置腔的底部，所述弹簧本体的下端套设在所述弹簧座上，所述弹簧本体的上端与所述滑阀本体的下端连接，所述滑阀本体的上端穿出所述传动通孔。更进一步地，所述弹簧腔下接头的下端设有调节通孔；所述活塞腔短管的内腔中还设有调节螺栓，所述调节螺栓从所述调节通孔的底部穿入所述调节通孔中，所述调节螺栓的上端与所述弹簧座的下端接触。更进一步地，所述弹簧腔下接头的下部设置有阀体导流侧部通孔，所述阀体导流侧部通
孔将所述弹簧放置腔与所述活塞腔短管的内腔连通。优选地，所述液压筒的下部设有活塞导流通孔，所述活塞导流通孔将所述活塞下腔与所述外管总成连通。优选地，所述调节单动机构包括芯轴、背帽、中空轴承上接头、轴承套、推力轴承和轴承支套，所述芯轴的上端与所述分水接头螺纹连接，所述背帽套在所述芯轴上且处于所述分水接头的底端，所述背帽与所述芯轴螺纹啮合连接，所述背帽将所述芯轴与所述分水接头固定连接，所述芯轴的下端穿过所述轴承套，所述轴承套通过紧固件与所述芯轴连接，所述中空轴承上接头和所述轴承支套均处于所述轴承套的外部，所述中空轴承上接头处于所述轴承支套的上方，所述推力轴承处于所述中空轴承上接头的内部，所述中空轴承上接头和所述轴承支套均通过所述推力轴承与所述轴承套连接，所述轴承支套的下部与所述岩芯管固定连接。如上所述，本专利技术所述的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，具有以下有益效果：(1)本专利技术使用时，活塞总成可在液压筒内移动，钻井液通过液压筒内向活塞总成产生向下的推力，岩芯管前方刀头以较小深度微贯入孔底的地层，并且岩芯管及刀头贯入地层时受到的阻力与活塞总成向下的推力形成平衡；当钻头回转进尺，清扫刀头贯入深度周围地层时，平衡打破，刀头随钻头进尺挤压修整岩芯进岩芯管，形成动态平衡。活塞总成在液压筒内的位置就是活塞总成在活塞总成推力与岩芯管及刀头贯入地层时受到的阻力达到平衡时的位置。外管总成随波浪升起时，活塞总成相对液压筒下沉，钻井液进入液压筒活塞总成产生向下的推力，使岩芯管及刀头保持压紧孔底而不随外管总成升沉，避免岩芯管随外管总成上下窜动，出现磨芯、堵芯的问题，提高了取芯成功率，减少了对岩芯的扰动。(2)本专利技术使用时，当所述活塞总成达到上行极限位置时，所述分水接头与所述挡头接触，且所述堵头本体伸入所述滑阀进水通道中；当所述活塞总成达到下行极限位置时，所述活塞总成与所述挡头接触；钻井液进入外管总成的内部，钻井液无法在外管总成的内壁和悬挂接头的外壁之间流动，则钻井液通过悬挂接头的液体侧部流动通孔进入悬挂接头的中空内腔中，之后钻井液流入活塞上腔、滑阀进水通道，再通入中空活塞杆的中空内腔后，进入分水接头的分水侧部通孔，随后钻井液流入分水接头与外管总成之间的区域；(3)本专利技术使用时，刀头挤压修整岩芯进岩芯管，岩芯卡在岩芯管或地层过硬时，刀头不能挤压修整岩芯进岩芯管，活塞总成向上移动直到处于上行极限位置，报警堵头短接件堵塞滑阀进水通道，则调高取芯器开启压力，使钻井液推动活塞总成略微下移，此后，再产生报警信号，通知操作人员打捞取芯器，判断孔内状况。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，其特征在于，包括：外管总成(100)，所述外管总成(100)的内部安装内管总成(200)，所述外管总成(100)的内壁上设有座环(110)；所述内管总成(200)包括由上到下依次连接的悬挂机构(210)、平衡波浪升沉机构(20)、调节单动机构(220)和岩芯管(230)；所述悬挂机构(210)包括悬挂接头(211)和悬挂环(212)，所述悬挂环(212)套设在所述悬挂接头(211)的外壁上，所述悬挂环(212)放置于所述座环(110)上，所述悬挂接头(211)的侧壁上设有液体侧部流动通孔(2111)；所述平衡波浪升沉机构(20)包括由上到下依次连接的报警堵头短接件(240)、液压筒(250)和挡头(260)，以及由上到下依次连接的活塞总成(270)、中空活塞杆(280)和分水接头(290)；所述报警堵头短接件(240)包括短接件本体(241)，所述短接件本体(241)的中部沿轴向设有堵头本体(242)，所述堵头本体(242)的径向两侧分别设有液体流道(243)，所述短接件本体(241)的上端与所述悬挂接头(211)的下端连接，所述液体流道(243)与所述悬挂接头(211)的中空内腔连通；所述挡头(260)上设有轴向通孔；所述活塞总成(270)设置于所述液压筒(250)的内部且可相对于所述液压筒(250)沿轴向移动，所述活塞总成(270)将所述液压筒(250)分隔为互相不连通的活塞上腔(251)和活塞下腔(252)，所述活塞上腔(251)与所述液体流道(243)连通，所述活塞总成(270)的顶部设有与所述堵头本体(242)相应的滑阀进水通道(2701)；所述中空活塞杆(280)穿出所述挡头(260)的轴向通孔，所述中空活塞杆(280)的中空内腔与所述滑阀进水通道(2701)连通；所述分水接头(290)与所述调节单动机构(220)连接，所述分水接头(290)上设置有分水侧部通孔(291)，所述分水侧部通孔(291)与所述中空活塞杆(280)的内腔连通；所述中空活塞杆(280)的径向截面为多边形，所述挡头(260)的轴向通孔的径向截面的形状与所述中空活塞杆(280)的径向截面的形状相应；当所述活塞总成(270)达到上行极限位置时，所述分水接头(290)与所述挡头(260)接触，且所述堵头本体(242)伸入所述滑阀进水通道(2701)中；当所述活塞总成(270)达到下行极限位置时，所述活塞总成(270)与所述挡头(260)接触。...

【技术特征摘要】
1.一种平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，其特征在于，包括：外管总成(100)，所述外管总成(100)的内部安装内管总成(200)，所述外管总成(100)的内壁上设有座环(110)；所述内管总成(200)包括由上到下依次连接的悬挂机构(210)、平衡波浪升沉机构(20)、调节单动机构(220)和岩芯管(230)；所述悬挂机构(210)包括悬挂接头(211)和悬挂环(212)，所述悬挂环(212)套设在所述悬挂接头(211)的外壁上，所述悬挂环(212)放置于所述座环(110)上，所述悬挂接头(211)的侧壁上设有液体侧部流动通孔(2111)；所述平衡波浪升沉机构(20)包括由上到下依次连接的报警堵头短接件(240)、液压筒(250)和挡头(260)，以及由上到下依次连接的活塞总成(270)、中空活塞杆(280)和分水接头(290)；所述报警堵头短接件(240)包括短接件本体(241)，所述短接件本体(241)的中部沿轴向设有堵头本体(242)，所述堵头本体(242)的径向两侧分别设有液体流道(243)，所述短接件本体(241)的上端与所述悬挂接头(211)的下端连接，所述液体流道(243)与所述悬挂接头(211)的中空内腔连通；所述挡头(260)上设有轴向通孔；所述活塞总成(270)设置于所述液压筒(250)的内部且可相对于所述液压筒(250)沿轴向移动，所述活塞总成(270)将所述液压筒(250)分隔为互相不连通的活塞上腔(251)和活塞下腔(252)，所述活塞上腔(251)与所述液体流道(243)连通，所述活塞总成(270)的顶部设有与所述堵头本体(242)相应的滑阀进水通道(2701)；所述中空活塞杆(280)穿出所述挡头(260)的轴向通孔，所述中空活塞杆(280)的中空内腔与所述滑阀进水通道(2701)连通；所述分水接头(290)与所述调节单动机构(220)连接，所述分水接头(290)上设置有分水侧部通孔(291)，所述分水侧部通孔(291)与所述中空活塞杆(280)的内腔连通；所述中空活塞杆(280)的径向截面为多边形，所述挡头(260)的轴向通孔的径向截面的形状与所述中空活塞杆(280)的径向截面的形状相应；当所述活塞总成(270)达到上行极限位置时，所述分水接头(290)与所述挡头(260)接触，且所述堵头本体(242)伸入所述滑阀进水通道(2701)中；当所述活塞总成(270)达到下行极限位置时，所述活塞总成(270)与所述挡头(260)接触。2.根据权利要求1所述的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，其特征在于：所述中空活
\t塞杆(280)的径向截面为六边形。3.根据权利要求1所述的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，其特征在于：所述活塞总成(270)包括由上到下依次连接的进水接头(271)、滑阀进出水接头(272)、活塞腔短管(273)和中间转换接头(274)；所述进水接头(271)的中空内腔和所述滑阀进出水接头(272)的中空内腔构成所述滑阀进水通道(2701)，所述中间转换接头(274)与所述中空活塞杆(280)连接，所述活塞腔短管(273)的中空内腔分别与所述滑阀进水通道(2701)和所述中空活塞杆(280)的中空内腔连通；所述进水接头(271)的外壁上套设有密封圈(275)，所述密封圈(275)与所述液压筒(250)的内壁过盈配合。4.根据权利要求3所述的平衡波浪升沉的第四系回转绳索取芯器，其特征在于：所述进水接头(271)的中空内腔的上端为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑荣耀，卢秋平，张异彪，何彬，李斌，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，上海海洋石油物探有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11