用于岩心筒的上头组件制造技术

本发明专利技术涉及用于在钻井中使用的岩心筒的上头组件，该上头组件包括主体、可伸缩体、支撑部件和后部件。用于在下降到井中的过程中增加流体通路的流体控制装置设置在主体上并且包括关闭/打开体，该关闭/打开体选择性地在作业位置允许流体穿过主体内部的旁通腔室或在下降期间允许流体穿过快速下降区域，该快速下降区域通过沿循路径来促进通过。流体旁通腔室由中心腔室与入口端口和出口端口形成，该中心腔室、入口端口和出口端口允许中心腔室和主体的外部之间的流体连接。当达到作业位置时，关闭/打开体阻挡流通过快速下降区域。打开体阻挡流通过快速下降区域。打开体阻挡流通过快速下降区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于岩心筒的上头组件


[0001]本专利技术可以包括在钻探
、特别是借助于岩心筒从地质地层或人造地层提取岩心样品或原状样品的钻探
、内。更具体地，本专利技术的目的涉及岩心筒的上头组件。

技术介绍

[0002]岩心筒系统使用插入到钻杆组件中的内管组件。内管组件包括接收样品或岩心样品的管(称为内管)、和内管头组件。
[0003]钻杆组件在钻杆组件的下端部处联接到外管组件，该外管组件大体上由锁扣联接器、适配器联接器、外管、布置在适配器联接器的端部部分与外管的初始部分之间的到达环(anillo de llegada)、扩孔器、内管稳定器和钻头形成。
[0004]当外管组件的到达环接触内管头组件的支撑环时，确定内管组件的到达位置或作业位置。
[0005]在这个活动中遇到的问题之一是内管组件到到达位置的下降时间，由于钻杆组件包含流体并且内管组件和/或内管组件的部件的当前解决方案对流体流产生阻力的事实，因此下降时间增加。
[0006]借助于US5934393，已知内管组件，该内管组件包括由两个部分形成的闩锁体，该两个部分中的每一者均限定流体旁通通道的一部分，该流体旁通通道由至少一个入口端口、一个腔室和至少一个出口端口形成。在流体旁通通道的腔室内部布置有球阀、套管和带螺纹的环形座，通过流体压力作用可以迫使球阀穿过该套管，阀弹簧座位于带螺纹的环形座上。当内管组件的支撑环接触外管组件的到达环时，流体旁通通道允许受到严重或完全限制的流体流走旁路。球阀的直径和球阀必须穿过的套管的最小内部直径是相似的值。例如，提到了套管的最小内部直径为0.850"，以及球阀直径为0.870"，这种布置用作内管组件到达的指示，因为将需要流体压力来迫使球阀穿过套管。球阀在内管组件的下降期间可以在流体旁通通道的腔室内轴向移动以允许流体通过出口端口、通过套管并且最终通过输入端口。根据部件的这种布置，流量和因此下降时间取决于套管的最小内部直径。
[0007]从专利文献US8770322已知用于在钻头组件中使用的闩锁体。钻头组件可以包括流体控制子组件、止回阀部件和/或中空主轴，其中，闩锁体可以限定中心孔，该中心孔沿闩锁体的纵向长度延伸穿过闩锁体的近端端部部分和远端端部部分。闩锁体的远端部分可以包括端口部段，该端口部段限定了与闩锁体的中心孔流体连接的腔室。闩锁体的端口部段的腔室可以构造成至少部分地接收钻头组件的止回阀部件。流体控制子组件的中空主轴可操作地附接到闩锁体的端口部段的腔室并且与闩锁体的端口部段的腔室流体连接。闩锁体的近端部分可以构造成接收流体控制子组件，该流体控制子组件可以与闩锁体具有共同的纵向轴线。流体控制子组件可以包括构造成相对于共同的纵向轴线移动的阀部件。流体控制子组件可以进一步包括构造成按压阀部件的弹簧。附加地，流体控制子组件可以包括套管，该套管位于闩锁体的近端端部中，并且可以构造成限制流体流和产生压力变化。
[0008]专利文献US8770322中描述的闩锁体的作用是在管道组件内允许穿过闩锁体的中心孔进行流体连接，以增加下降速度；然而，流体控制子组件通过还包括套管来限制流，因为这将取决于套管的最小内部直径，而与闩锁体的流体通路的直径或尺寸更大无关。
[0009]从专利文献US9359847已知高生产率岩心钻探系统，该岩心钻探系统包括钻杆组件、内管组件、外管组件和提取工具，该提取工具通过到绞盘的线缆连接到内管组件。内管组件包括闩锁机构，该闩锁机构可以构造成在内管组件的下降期间与管组件的内表面没有摩擦接触。闩锁机构可以由流体压力致动，该流体压力由流体控制阀控制，该流体控制阀包括流体控制阀部件和阀环。流体控制阀部件通过销可操作地附接到内管组件的外子组件。即使当闩锁机构构造成不会由于与管道组件的内表面摩擦而阻碍下降时，下降时间仍将主要由穿过内管组件的流体流决定，并且这通过包含流体控制阀部件和阀环，将对流体流产生限制。
[0010]因此，需要改进钻探岩心系统，在这种系统中，需要提取未改变的样品，并且过程以灵活的方式执行，并且因为由在钻探岩心系统中介入的流体施加的压力的作用，在下降到井底的过程中没有延迟。根据用于采集岩心样品的上内管头组件，这将变得显而易见，该上内管头组件包括用于快速下降岩心筒头的一个或多个流体流释放部件。

技术实现思路

[0011]本专利技术在总的方面涉及用于借助于岩心筒提取样品的系统，该岩心筒包括内管组件、外管组件，该内管组件在一个端部处固定到用于提升内管组件的线缆，并且通过重力作用释放而使内管组件在具有一定量的流体的钻杆组件内朝向井底下降，并且该内管组件接收样品或岩心样品；外管组件放置在内管组件的外部。内管组件包括安装在内管的一个端部上的内管头组件；所述内管头组件分为上内管头组件和下内管头组件，该下内管头组件包括上内管头组件流体控制装置，以允许在内管组件在钻孔内的移动期间增加流体流，诸如这些装置包括至少一个关闭/打开体，该至少一个关闭/打开体选择性地允许流体流通过流体旁通腔室或通过快速下降区域，该快速下降区域由主体、支撑部件和至少一个后部件限定，主体能够具有附接的下体，在这种情况下，主体被分成两部分，并且下体代替后部件的功能，并且现在支撑部件是允许最大水流通过支撑部件的流体通过通道的部件。
[0012]然后，根据本专利技术，在第一实施例中提供了上内管头组件，该上内管头组件包括主体，至少一个阀部件安装在该主体上，进而可伸缩体同心地并且在阀部件的外部布置在主体上，阀致动器部件横向地布置在可伸缩体上，该阀致动器部件将可伸缩体与阀部件固定，以允许阀部件沿轴向方向在两个方向上移动。安装在主体上的还有支撑部件，该支撑部件的位置在轴向方向上受到后部件的限制，该后部件通过后部件的连接件部件附接到主体。主体具有流体旁通腔室，该流体旁通腔室由中心腔室、至少一个入口端口和至少一个出口端口形成，当支撑部件与外管组件的到达环接触并且进而阀部件与支撑部件接触，从而显著地或完全地阻挡流通过支撑部件与到达环之间以及支撑部件与阀部件之间的空间时，中心腔室、至少一个入口端口和至少一个出口端口允许中心腔室与主体的外部之间的流体连接。
[0013]本专利技术的主要目的是增加内管组件的下降速度，从而通过允许流体流通过流体旁通腔室和、当至少一个阀部件或打开/关闭部件不与内管组件的支撑部件接触并且与支撑
部件相距一定轴向距离时、附加地并且主要地通过允许流体流通过快速下降区域，来增加通过上内管头组件的流体通路的面积，该快速下降区域由主体、支撑部件和至少一个后部件限定。
附图说明
[0014]图1A和图1B示出了：相继布置的纵向截面图，在纵向截面图中示出了岩心筒的轴向剖切线A
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A和横截面线C
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C、D
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D、E
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E和G
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G，该岩心筒联接到具有根据本专利技术的第一实施例的处于下降位置的内管头组件的钻杆。
[0015]图2示出了：穿过根据本专利技术的第一实施例的处于下降位置的上内管头组件的剖切线G
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于钻杆组件的上内管头组件，所述钻杆组件具有外管组件，所述外管组件附接到所述钻杆组件的下端部，并且在所述外管组件内存在内管组件，所述内管组件由所述上内管头组件和下内管头组件形成，所述上内管头组件和所述下内管头组件在联接区域中联接在一起，其中，所述上内管头组件包括：主体，可伸缩体可滑动地并且同心地安装在所述主体上；支撑部件，所述支撑部件的轴向向上移动由主体座限制，而所述支撑部件的轴向向下移动由后部件限制，所述后部件的内表面与所述主体的外表面配合；和流体控制装置，所述流体控制装置用于在所述内管组件在钻孔内的移动期间增加流体流，使得这些装置包括至少一个关闭/打开体，所述至少一个关闭/打开体选择性地允许所述流体流通过流体旁通腔室或者通过至少一个快速下降区域，所述流体旁通腔室布置在所述主体内并且沿所述腔室在至少两个不同的位置与所述主体的外表面连通，所述至少一个快速下降区域形成为允许流体在所述内管组件的下降过程中沿循流体通过路径自由通过。2.根据权利要求1所述的上内管头组件，其中，所述至少一个关闭/打开体包括至少一个阀部件，所述至少一个阀部件通过阀部件连接件连接至所述可伸缩体，所述至少一个阀部件从所述可伸缩体接收轴向向下移动，以在所述主体的滑动表面上移动，并且当所述内管组件下降到所述内管组件的作业位置时，所述至少一个阀部件安置在所述支撑部件上，从而阻挡流体流通过所述至少一个快速下降区域。3.根据权利要求2所述的上内管头组件，所述至少一个阀部件通过所述阀部件连接件接收所述可伸缩体的轴向向上移动，以在所述主体的所述滑动表面上移动，以在所述内管组件背离所述内管组件的作业位置移动时背离所述支撑部件移动，从而允许流体流通过所述至少一个快速下降区域。4.根据权利要求2或3中的任一项所述的上内管头组件，其中，所述至少一个阀部件具有阀座表面，当所述阀座表面放置在所述至少一个快速下降区域上、当所述阀座表面与所述支撑部件接触时，所述阀座表面关闭流体流，同时阀引导表面保持这个关闭位置，并且流体过渡表面允许将流体朝向所述可伸缩体的外表面导向。5.根据权利要求1所述的上内管头组件，其中，所述可伸缩体结合所述关闭/打开体，使得所述可伸缩体包括阀座表面、流体过渡表面、阀引导表面和阀部件内表面，以当接触所述支撑部件时布置在所述至少一个快速下降区域上以关闭所述流体流，所述阀座表面用于在所述阀座表面放置在所述至少一个快速下降区域上、当所述阀座表面与所述支撑部件接触时关闭所述流体流，所述阀引导表面用于保持这个关闭位置。6.根据前述权利要求中的任一项所述的上内管头组件，其中，所述主体附加地具有第二后部件，所述第二后部件安装在所述支撑部件上，所述支撑部件位于如此定位的所述后部件之间。7.根据前述权利要求中的任一项所述的上内管头组件，其中，所述后部件具有带螺纹的内表面，所述带螺纹的内表面安装在相应的主体的带螺纹的外表面部分上，使得所述支撑部件叠加在相应的主体的无螺纹的表面部分上。8.根据前述权利要求中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：博伊尔斯布罗斯迪亚曼蒂纳股份公司，
类型：发明
国别省市：