任意井段的鉆井取芯裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆井取芯工具【技術領域】，是一種任意井段的鉆井取芯裝置，包括自上而下依次分布的啟動指令收發(fā)短節(jié)、取芯工具、斜向器和錨定短節(jié)，能識別內腔泥漿壓力變化并發(fā)出無線信號的啟動指令收發(fā)短節(jié)的下部與取芯工具的上部固定安裝在一起，取芯工具的下部外側位于斜向器的上部內側且兩者通過剪切螺栓固定安裝在一起；斜向器的下部與能在接收到啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出的無線信號的后錨定或解除錨定的錨定短節(jié)的上部固定安裝在一起。本發(fā)明結構合理而緊湊，其操作簡單方便，通過錨定短節(jié)可實現(xiàn)井內任意位置的錨定，從而使得取芯工具在斜向器的導向作用下完成任意井段的取芯作業(yè)，進而加速開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期，有助于降低開發(fā)的風險。
【專利說明】任意井段的鉆井取芯裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井取芯工具【技術領域】，是一種任意井段的鉆井取芯裝置。

【背景技術】
[0002]在石油地質勘探過程中，目前采用的是先依靠地質勘察、地震等物探手段對即將施工的區(qū)塊進行地層預測，然后再通過鉆井及鉆井過程中的地質錄井、電測等方法來確定是否用有開發(fā)價值，必要時需要通過開展地質取芯對該地層的物性進行準確的分析確認的工藝流程。但這種方式存在的不足是，地層的預測都是建立在地質勘察、地震等物探手段上，其對地層的辨識存在著偏差，而且通過地質錄井、電測等方式進行地層辨識還存在著一定的滯后，由于只有打到或打過某一地層后才能探知其屬性，導致經常會出現(xiàn)打過目的層的現(xiàn)象。而由于現(xiàn)有的鉆井取心工具無法在任意位置取心，一旦打過目的層，就無法進行取心操作，要想獲取該地層的準確物化性能，就只有重新布井后才能通過常規(guī)的取芯手段來實現(xiàn)；且當一口井內有多個目的層時，需由上至下逐個目的層進行鉆具和取心工具的更換，操作過程繁瑣，施工效率低。而增加一口井探井將大幅增加勘探開發(fā)的費用，且會影響勘探開發(fā)的進度。同時，地層預測的誤差使得鉆井過程中開展的中途循環(huán)錄井和取芯作業(yè)對的鉆井速度產生較大的負面影響，會導致勘探開發(fā)的周期延長，費用和風險增大。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供了一種任意井段的鉆井取芯裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有鉆井取心技術存在的無法在任意位置取心，在打井時超過目的層后，需重新布井后取芯，從而延長開發(fā)周期和時間，并大幅增加開發(fā)費用和風險的問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種任意井段的鉆井取芯裝置，包括自上而下依次分布的啟動指令收發(fā)短節(jié)、取芯工具、斜向器和錨定短節(jié)，能識別內腔泥漿壓力變化并發(fā)出無線信號的啟動指令收發(fā)短節(jié)的下部與取芯工具的上部固定安裝在一起，取芯工具的下部外側位于斜向器的上部內側且兩者通過剪切螺栓固定安裝在一起；斜向器的下部與能在接收到啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出的無線信號的后錨定或解除錨定的錨定短節(jié)的上部固定安裝在一起。
[0005]下面是對上述發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述錨定短節(jié)可包括錨定短節(jié)本體和錨定控制殼體，錨定短節(jié)本體的中部內側有憋壓通道，錨定短節(jié)本體的中部外側固定按在有能在憋壓通道憋壓后錨定且在其泄壓后解除錨定的錨定組件，錨定短節(jié)本體的下端與錨定控制殼體的上端固定安裝在一起，錨定短節(jié)本體的下部內側與錨定控制殼體的上部內側之間有與憋壓通道相通的錨定控制安裝腔；在錨定控制安裝腔的上部內側固定安裝有上端封堵在憋壓通道下部內側的閥體安裝座，閥體安裝座上固定安裝有兩位三通控制閥和液壓泵，兩位三通控制閥包括控制進液口、控制出液口和控制雙向口，對應液壓泵出液口位置的閥體安裝座上分布有與控制進液口相通的出液通道，對應控制雙向口位置的閥體安裝座上有與憋壓通道相通的連接通道，對應液壓泵下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有密封端蓋，且密封端蓋和閥體安裝座將錨定控制安裝腔分隔成液壓泵的循環(huán)油腔，控制出液口和液壓泵的進液口均與循環(huán)油腔相通；對應密封端蓋下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有錨定控制模塊、無線指令接收傳感器和錨定電源，兩位三通控制閥、液壓泵、錨定控制模塊、無線指令接收傳感器的供電輸入端均與錨定電源的供電輸出端電連接在一起，兩位三通控制閥的信號輸入端、液壓泵的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊的各個信號輸出端電連接在一起，無線指令接收傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端電連接在一起。
[0006]上述在閥體安裝座上還可固定安裝有溢流閥和錨定內腔壓力傳感器，在閥體安裝座上分別分布有連通溢流閥進液口與出液通道以及連通錨定內腔壓力傳感器探頭與出液通道的支路通道，溢流閥的出液口與循環(huán)油腔相通；錨定內腔壓力傳感器的供電輸入端與錨定電源的供電輸出端電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端電連接在一起。
[0007]上述兩位三通控制閥、液壓泵和錨定內腔壓力傳感器的供電輸入端均可與錨定電源的供電輸出端通過導線電連接在一起，兩位三通控制閥的信號輸入端、液壓泵的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊的各個信號輸出端通過導線電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端通過導線電連接在一起；閥體安裝座的上端外側與憋壓通道的內側之間、密封端蓋的外側與錨定控制殼體的內側之間以及錨定控制殼體的上端外側與錨定短節(jié)本體的內側之間均設有密封圈，密封端蓋上固定安裝有兩端分別位于密封端蓋上方和下方的導電插針，連接在兩位三通控制閥、液壓泵和錨定內腔壓力傳感器上的導線分別通過對應的導電插針與錨定電源和錨定控制模塊電連接在一起。
[0008]上述錨定組件可包括驅動活塞、錨定鎖塊、限位壓塊和回位彈簧，錨定短節(jié)本體的中部外側沿圓周分布有至少兩組安裝凹槽，每組安裝凹槽內均上下間隔分布有至少一個錨定鎖塊，對應每個錨定鎖塊內側位置的安裝凹槽內均嵌有能內外移動的驅動活塞，對應每個驅動活塞內側位置的錨定短節(jié)本體上均分布有與憋壓通道相通的驅動通道，對應每個安裝凹槽外側位置的錨定短節(jié)本體外側均固定安裝有對應的限位壓塊，每個限位壓塊與對應的錨定鎖塊之間均設有回位彈簧；在錨定短節(jié)本體的外側壁上沿圓周分布有至少一個上下貫通的流通通道。
[0009]上述在斜向器的下部內側可有內環(huán)臺，在內環(huán)臺內設有定力拉斷螺栓，定力拉斷螺栓由上至下依次分布有限位段、大徑段、縮徑段和大徑段，且限位段、大徑段和縮徑段的外徑依次遞減，限位段座于內環(huán)臺上且在上方的大徑段位于內環(huán)臺內側，在下方的大徑段的外側與錨定短節(jié)本體的上端內側通過螺紋連接固定安裝在一起，在下方的大徑段的內側通過螺紋固定安裝有螺帽外徑大于限位段上端內徑的限位螺栓；對應斜向器下部內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁上固定安裝有應急泄壓閥，對應應急泄壓閥內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁是分布有能與憋壓通道相通的應急泄壓通道，應急泄壓閥到斜向器底部的距離小于限位螺栓的螺帽與限位段之間的距離。
[0010]上述對應定力拉斷螺栓與憋壓通道之間位置的錨定短節(jié)本體內側可由上至下依次分布有擋環(huán)、緩沖彈簧和浮動活塞，擋環(huán)通過螺釘固定安裝在錨定短節(jié)本體內側，浮動活塞呈上大下小的臺階狀，對應浮動活塞位置的錨定短節(jié)本體內側呈與之相配合的臺階孔狀，浮動活塞的下部與對應的錨定短節(jié)本體內側之間設有能封堵憋壓通道的密封圈，緩沖彈簧的兩端分別抵在擋環(huán)和浮動活塞上。
[0011]上述啟動指令收發(fā)短節(jié)可包括啟動短節(jié)本體、啟動電源、通訊控制模塊、無線指令發(fā)送傳感器、泥漿內腔壓力傳感器和啟動密封套；啟動短節(jié)本體內側有上下貫穿的泥漿通道，在啟動短節(jié)本體的內側固定安裝有感應部位與泥漿通道相通的泥漿內腔壓力傳感器，在啟動短節(jié)本體的外側固定安裝有無線指令發(fā)送傳感器；啟動短節(jié)本體的中部外側固定安裝有啟動密封套，啟動密封套與啟動短節(jié)本體之間有呈環(huán)狀的啟動安裝空腔，啟動安裝空腔內固定安裝有啟動電源和通訊控制模塊；通訊控制模塊、無線指令發(fā)送傳感器和泥漿內腔壓力傳感器的供電輸入端均與啟動電源的供電輸出端電連接在一起，泥衆(zhòng)內腔壓力傳感器的信號輸出端與通訊控制模塊的信號輸入端電連接在一起，通訊控制模塊的信號輸出端與無線指令發(fā)送傳感器的信號輸入端電連接在一起。
[0012]本發(fā)明結構合理而緊湊，使用方便，其使用過程操作簡單方便，省時省力，通過錨定短節(jié)可實現(xiàn)井內任意位置的錨定，從而使得取芯工具在斜向器的導向作用下完成任意井段的取芯作業(yè)，進而加速開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期，有助于降低開發(fā)的風險和費用；另外由于使用本發(fā)明可以在井內任意位置進行取芯作業(yè)，其在作業(yè)時則可先打井，且在打井作業(yè)完成后對不同深度的目的層分別進行取芯作業(yè)，由此可省去作業(yè)過程中工具的更換，提高其工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明最佳實施例使用狀態(tài)下上部的主視剖視結構示意圖。
[0014]附圖2為本發(fā)明最佳實施例使用狀態(tài)下中部的主視剖視結構示意圖。
[0015]附圖3為本發(fā)明最佳實施例使用狀態(tài)下下部的主視剖視結構示意圖。
[0016]附圖4為附圖1在A-A處的剖視放大結構示意圖。
[0017]附圖5為附圖1在B處的局部放大結構示意圖。
[0018]附圖中的編碼分別為:1為取芯工具，2為斜向器，3為剪切螺栓，4為鉆鋌，5為安全短節(jié)，6為錨定短節(jié)本體，7為錨定控制殼體，8為憋壓通道，9為閥體安裝座，10為三通控制閥，11為液壓泵，12為出液通道，13為連接通道，14為密封端蓋，15為循環(huán)油腔，16為錨定控制模塊，17為無線指令接收傳感器，18為錨定電源，19為溢流閥，20為錨定內腔壓力傳感器，21為支路通道，22為導線，23為密封圈，24為導電插針，25為驅動活塞，26為錨定鎖塊,27為限位壓塊,28為回位彈簧,29為驅動通道,30為流通通道,31為內環(huán)臺，32為限位段，33為大徑段，34為縮徑段，35為限位螺栓，36為應急泄壓閥，37為應急泄壓通道，38為擋環(huán)，39為緩沖彈黃，40為浮動活塞，41為啟動短節(jié)本體,42為啟動電源，43為通訊控制豐旲塊，44為無線指令發(fā)送傳感器，45為泥漿內腔壓力傳感器，46為啟動密封套，47為泥漿通道。

【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0020]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0021]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述:
如附圖1、2、3、4、5所示，該任意井段的鉆井取芯裝置包括自上而下依次分布的啟動指令收發(fā)短節(jié)、取芯工具1、斜向器2和錨定短節(jié)，能識別內腔泥漿壓力變化并發(fā)出無線信號的啟動指令收發(fā)短節(jié)的下部與取芯工具I的上部固定安裝在一起，取芯工具I的下部外側位于斜向器2的上部內側且兩者通過剪切螺栓3固定安裝在一起；斜向器2的下部與能在接收到啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出的無線信號的后錨定或解除錨定的錨定短節(jié)的上部固定安裝在一起。在使用過程中，首先利用快速鉆井和隨鉆地質錄井完成探井的快速鉆井作業(yè)，通過實施完井電測并結合地質錄井資料對地層進行準確的標定，并確定實施取芯的層位；然后使鉆鋌4的下部與啟動指令收發(fā)短節(jié)的上部固定安裝在一起，并將其一起下入預設位置，此時斜向器2的出口應與目的層深度一致；通過泥漿泵的開停改變其內腔泥漿泵的壓力，從而使得啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出啟動錨定的無線信號，錨定短節(jié)在接收到無線信號后完成錨定過程；接著可下放鉆具向取芯工具I加壓，從而剪斷剪切螺栓3，隨著取芯工具I的向下移動開啟鉆鋌4，取芯工具I將在斜向器2的導向作用下鉆入目的層，從而完成取芯作業(yè)；在取芯作業(yè)結束后，上提鉆具，從而使取芯工具I上移至初始位置；再次啟動泥漿泵的開停改變其內腔泥漿泵的壓力，從而使得啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出解除錨定的無線信號，錨定短節(jié)在接收到無線信號后解除錨定；最后繼續(xù)上提鉆具即可將整套工具取出，由此完成全部的取芯作業(yè)；其使用過程操作簡單方便，省時省力，通過錨定短節(jié)可實現(xiàn)井內任意位置的錨定，從而使得取芯工具I在斜向器2的導向作用下完成任意井段的取芯作業(yè)，進而加速開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期，有助于降低開發(fā)的風險和費用；另外由于使用本發(fā)明可以在井內任意位置進行取芯作業(yè)，其在作業(yè)時則可先打井，且在打井作業(yè)完成后對不同深度的目的層分別進行取芯作業(yè)，由此可省去作業(yè)過程中工具的更換，提高其工作效率。根據(jù)需求，取芯工具I和斜向器2可采用現(xiàn)有公知技術；位于斜向器2內側的取芯工具I的下部外側可呈花鍵狀，且斜向器2的上部內側呈與之相配合的花鍵槽，這樣在使用時取芯工具I下行可解除花鍵槽對取芯工具I的周向限位，當上提鉆具時可將其卡入花鍵槽內，從而傳遞扭矩；啟動指令收發(fā)短節(jié)和取芯工具I可通過安全短節(jié)5固定安裝在一起，這樣可以增強取芯工具I的可靠性。
[0022]可根據(jù)實際需要，對上述任意井段的鉆井取芯裝置作進一步優(yōu)化或/和改進:
如附圖1、2、3、4、5所示，錨定短節(jié)包括錨定短節(jié)本體6和錨定控制殼體7，錨定短節(jié)本體6的中部內側有憋壓通道8，錨定短節(jié)本體6的中部外側固定按在有能在憋壓通道8憋壓后錨定且在其泄壓后解除錨定的錨定組件，錨定短節(jié)本體6的下端與錨定控制殼體7的上端固定安裝在一起，錨定短節(jié)本體6的下部內側與錨定控制殼體7的上部內側之間有與憋壓通道8相通的錨定控制安裝腔；在錨定控制安裝腔的上部內側固定安裝有上端封堵在憋壓通道8下部內側的閥體安裝座9，閥體安裝座9上固定安裝有兩位三通控制閥10和液壓泵11，兩位三通控制閥10包括控制進液口、控制出液口和控制雙向口，對應液壓泵11出液口位置的閥體安裝座9上分布有與控制進液口相通的出液通道12，對應控制雙向口位置的閥體安裝座9上有與憋壓通道8相通的連接通道13，對應液壓泵11下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有密封端蓋14，且密封端蓋14和閥體安裝座9將錨定控制安裝腔分隔成液壓泵11的循環(huán)油腔15，控制出液口和液壓泵11的進液口均與循環(huán)油腔15相通；對應密封端蓋14下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有錨定控制模塊16、無線指令接收傳感器17和錨定電源18，兩位三通控制閥10、液壓泵11、錨定控制模塊16、無線指令接收傳感器17的供電輸入端均與錨定電源18的供電輸出端電連接在一起，兩位三通控制閥10的信號輸入端、液壓泵11的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊16的各個信號輸出端電連接在一起，無線指令接收傳感器17的信號輸出端與錨定控制模塊16的信號輸入端電連接在一起。在使用過程中，當無線指令接收傳感器17接收到啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出的無線信號后，會將該信號發(fā)送給錨定控制模塊16進行判斷，當認定該信號為啟動錨定指令時，則啟動液壓泵11，切換兩位三通控制閥10使其控制進液口和控制雙向口相通，憋壓通道8內的壓力將逐漸增大，推動錨定組件實現(xiàn)錨定；當認定該信號為解除錨定指令時，則關閉液壓泵11，切換兩位三通控制閥10使其控制出液口和控制雙向口相通，憋壓通道8內的壓力降逐漸減小，從而解除錨定；該過程通過錨定裝置實現(xiàn)自動控制過程，省時省力，方便快捷。
[0023]如附圖1、2、3、4、5所示，在閥體安裝座9上還固定安裝有溢流閥19和錨定內腔壓力傳感器20，在閥體安裝座9上分別分布有連通溢流閥19進液口與出液通道12以及連通錨定內腔壓力傳感器20探頭與出液通道12的支路通道21，溢流閥19的出液口與循環(huán)油腔15相通；錨定內腔壓力傳感器20的供電輸入端與錨定電源18的供電輸出端電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器20的信號輸出端與錨定控制模塊16的信號輸入端電連接在一起。在使用過程中，可預先在錨定控制模塊16中設定內腔壓力的閾值，當錨定內腔壓力傳感器20測得的壓力值低于閾值的最小值則由錨定控制模塊16啟動液壓泵11，當錨定內腔壓力傳感器20測得的壓力值高于閾值的最大值則由錨定控制模塊16關閉液壓泵11，由此可實現(xiàn)液壓泵11的自動控制，更好的滿足錨定組件的壓力需求，節(jié)能環(huán)保。
[0024]如附圖1、2、3、4、5所示，兩位三通控制閥10、液壓泵11和錨定內腔壓力傳感器20的供電輸入端均與錨定電源18的供電輸出端通過導線22電連接在一起，兩位三通控制閥10的信號輸入端、液壓泵11的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊16的各個信號輸出端通過導線22電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器20的信號輸出端與錨定控制模塊16的信號輸入端通過導線22電連接在一起；閥體安裝座9的上端外側與憋壓通道8的內側之間、密封端蓋14的外側與錨定控制殼體7的內側之間以及錨定控制殼體7的上端外側與錨定短節(jié)本體6的內側之間均設有密封圈23，密封端蓋14上固定安裝有兩端分別位于密封端蓋14上方和下方的導電插針24，連接在兩位三通控制閥10、液壓泵11和錨定內腔壓力傳感器20上的導線22分別通過對應的導電插針24與錨定電源18和錨定控制模塊16電連接在一起。通過增設密封圈23可確保循環(huán)油腔15的密封性，增設導電插針24可避免位于循環(huán)油腔15內的液體進入密封端蓋14下方的錨定控制殼體7內，避免其對錨定電源18和錨定控制模塊16的損壞。根據(jù)需求，導電插針24可采用現(xiàn)有公知技術。
[0025]如附圖1、2、3、4、5所示，錨定組件包括驅動活塞25、錨定鎖塊26、限位壓塊27和回位彈簧28，錨定短節(jié)本體6的中部外側沿圓周分布有至少兩組安裝凹槽，每組安裝凹槽內均上下間隔分布有至少一個錨定鎖塊26，對應每個錨定鎖塊26內側位置的安裝凹槽內均嵌有能內外移動的驅動活塞25，對應每個驅動活塞25內側位置的錨定短節(jié)本體6上均分布有與憋壓通道8相通的驅動通道29，對應每個安裝凹槽外側位置的錨定短節(jié)本體6外側均固定安裝有對應的限位壓塊27，每個限位壓塊27與對應的錨定鎖塊26之間均設有回位彈簧28 ;在錨定短節(jié)本體6的外側壁上沿圓周分布有至少一個上下貫通的流通通道30。在使用過程中，在啟動錨定時，位于憋壓通道8內的高壓流體將進入驅動通道29，從而推動驅動活塞25向外移動，進而推動錨定鎖塊26從安裝凹槽內伸出，實現(xiàn)錨定過程；在解除錨定時，位于憋壓通道8和驅動通道29內的高壓流體將進入循環(huán)油腔15內，錨定鎖塊26將在回位彈簧28的作用下復位，從而實現(xiàn)錨定的解除；增設流通通道30可避免錨定短節(jié)本體6對套管內腔的封堵。根據(jù)需求，每個錨定鎖塊26的中部外側均分布有能錨定齒，這樣在錨定鎖塊26伸出后錨定齒將卡入對應的套管內壁上，由此可實現(xiàn)其錨定作用。根據(jù)需求，錨定短節(jié)本體6的中部外側沿圓周分布有三組安裝凹槽，每組安裝凹槽內均上下間隔分布有兩個錨定鎖塊26，這樣可使其具有良好的錨定效果。
[0026]如附圖1、2、3、4、5所示，在斜向器2的下部內側有內環(huán)臺31，在內環(huán)臺31內設有定力拉斷螺栓，定力拉斷螺栓由上至下依次分布有限位段32、大徑段33、縮徑段34和大徑段33，且限位段32、大徑段33和縮徑段34的外徑依次遞減，限位段32座于內環(huán)臺31上且在上方的大徑段33位于內環(huán)臺31內側，在下方的大徑段33的外側與錨定短節(jié)本體6的上端內側通過螺紋連接固定安裝在一起，在下方的大徑段33的內側通過螺紋固定安裝有螺帽外徑大于限位段32上端內徑的限位螺栓35 ;對應斜向器2下部內側位置的錨定短節(jié)本體6的側壁上固定安裝有應急泄壓閥36，對應應急泄壓閥36內側位置的錨定短節(jié)本體6的側壁是分布有能與憋壓通道8相通的應急泄壓通道37，應急泄壓閥36到斜向器2底部的距離小于限位螺栓35的螺帽與限位段32之間的距離。在使用過程中，當通過錨定控制模塊16進行泄壓解除錨定的操作失效后，可通過上提管柱拉斷縮徑段34，從而將應急泄壓閥36露出，實現(xiàn)手動泄壓以解除錨定，在該過程中限位螺栓35的螺帽底部將座于限位段32上，從而實現(xiàn)對管柱上行位移的限位，通過增設本結構可避免因兩位三通控制閥10泄壓失效而導致無法解除錨定的現(xiàn)象，從而提高其使用的可靠性。
[0027]如附圖1、2、3、4、5所示，對應定力拉斷螺栓與憋壓通道8之間位置的錨定短節(jié)本體6內側由上至下依次分布有擋環(huán)38、緩沖彈簧39和浮動活塞40，擋環(huán)38通過螺釘固定安裝在錨定短節(jié)本體6內側，浮動活塞40呈上大下小的臺階狀，對應浮動活塞40位置的錨定短節(jié)本體6內側呈與之相配合的臺階孔狀，浮動活塞40的下部與對應的錨定短節(jié)本體6內側之間設有能封堵憋壓通道8的密封圈23，緩沖彈簧39的兩端分別抵在擋環(huán)38和浮動活塞40上。在使用過程中，當開啟液壓泵11進行錨定作業(yè)時，憋壓通道8內的高壓流體逐漸增多，并推動浮動活塞40上行，此時浮動活塞40將擠壓緩沖彈簧39并在其作用下緩慢上行，使憋壓通道8內的壓力逐漸增加；當關閉液壓泵11并接通控制出液口和控制雙向口時，憋壓通道8內的高壓流體將流入循環(huán)油腔15內，浮動活塞40將在緩沖彈簧39的作用下緩慢下行，使憋壓通道8內的壓力逐漸減小；且在整個過程中，當位于憋壓通道8內的高壓流體有泄露時，緩沖彈簧39可確保其壓力呈緩慢減小，從而防止壓力的驟增或驟減，延長其使用壽命。
[0028]如附圖1、2、3、4、5所示,啟動指令收發(fā)短節(jié)包括啟動短節(jié)本體41、啟動電源42、通訊控制模塊43、無線指令發(fā)送傳感器44、泥漿內腔壓力傳感器45和啟動密封套46 ;啟動短節(jié)本體41內側有上下貫穿的泥漿通道47，在啟動短節(jié)本體41的內側固定安裝有感應部位與泥漿通道47相通的泥漿內腔壓力傳感器45，在啟動短節(jié)本體41的外側固定安裝有無線指令發(fā)送傳感器44 ;啟動短節(jié)本體41的中部外側固定安裝有啟動密封套46，啟動密封套46與啟動短節(jié)本體41之間有呈環(huán)狀的啟動安裝空腔，啟動安裝空腔內固定安裝有啟動電源42和通訊控制模塊43 ;通訊控制模塊43、無線指令發(fā)送傳感器44和泥漿內腔壓力傳感器45的供電輸入端均與啟動電源42的供電輸出端電連接在一起,泥衆(zhòng)內腔壓力傳感器45的信號輸出端與通訊控制模塊43的信號輸入端電連接在一起，通訊控制模塊43的信號輸出端與無線指令發(fā)送傳感器44的信號輸入端電連接在一起。在使用過程中，在通訊控制模塊43內預設與泥漿壓力變化相對應的啟動錨定程序和解除錨定程序，通過泥漿泵的開停操作可使泥漿內腔壓力傳感器45接收到泥漿的壓力變化，并將該變化信息傳送至通訊控制模塊43，通訊控制模塊43將根據(jù)其獲得的信息分析判斷，并向無線指令發(fā)送傳感器44發(fā)出啟動錨定或解除錨定的指令，由無線指令發(fā)送傳感器44發(fā)出相應的信號。根據(jù)需求，對應啟動安裝空腔上方和下方位置的啟動密封套46與啟動短節(jié)本體41之間均可設有密封圈23，這樣可防止環(huán)空腔內的液體進入啟動密封套46，避免對啟動電源42和通訊控制模塊43的損壞。
[0029]以上技術特征構成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于包括自上而下依次分布的啟動指令收發(fā)短節(jié)、取芯工具、斜向器和錨定短節(jié)，能識別內腔泥漿壓力變化并發(fā)出無線信號的啟動指令收發(fā)短節(jié)的下部與取芯工具的上部固定安裝在一起，取芯工具的下部外側位于斜向器的上部內側且兩者通過剪切螺栓固定安裝在一起；斜向器的下部與能在接收到啟動指令收發(fā)短節(jié)發(fā)出的無線信號的后錨定或解除錨定的錨定短節(jié)的上部固定安裝在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于錨定短節(jié)包括錨定短節(jié)本體和錨定控制殼體，錨定短節(jié)本體的中部內側有憋壓通道，錨定短節(jié)本體的中部外側固定按在有能在憋壓通道憋壓后錨定且在其泄壓后解除錨定的錨定組件，錨定短節(jié)本體的下端與錨定控制殼體的上端固定安裝在一起，錨定短節(jié)本體的下部內側與錨定控制殼體的上部內側之間有與憋壓通道相通的錨定控制安裝腔；在錨定控制安裝腔的上部內側固定安裝有上端封堵在憋壓通道下部內側的閥體安裝座，閥體安裝座上固定安裝有兩位三通控制閥和液壓泵，兩位三通控制閥包括控制進液口、控制出液口和控制雙向口，對應液壓泵出液口位置的閥體安裝座上分布有與控制進液口相通的出液通道，對應控制雙向口位置的閥體安裝座上有與憋壓通道相通的連接通道，對應液壓泵下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有密封端蓋，且密封端蓋和閥體安裝座將錨定控制安裝腔分隔成液壓泵的循環(huán)油腔，控制出液口和液壓泵的進液口均與循環(huán)油腔相通；對應密封端蓋下方位置的錨定控制安裝腔內固定安裝有錨定控制模塊、無線指令接收傳感器和錨定電源，兩位三通控制閥、液壓泵、錨定控制模塊、無線指令接收傳感器的供電輸入端均與錨定電源的供電輸出端電連接在一起，兩位三通控制閥的信號輸入端、液壓泵的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊的各個信號輸出端電連接在一起，無線指令接收傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端電連接在一起。
3.根據(jù)權利要求2所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于在閥體安裝座上還固定安裝有溢流閥和錨定內腔壓力傳感器，在閥體安裝座上分別分布有連通溢流閥進液口與出液通道以及連通錨定內腔壓力傳感器探頭與出液通道的支路通道，溢流閥的出液口與循環(huán)油腔相通；錨定內腔壓力傳感器的供電輸入端與錨定電源的供電輸出端電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端電連接在一起。
4.根據(jù)權利要求3所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于兩位三通控制閥、液壓泵和錨定內腔壓力傳感器的供電輸入端均與錨定電源的供電輸出端通過導線電連接在一起，兩位三通控制閥的信號輸入端、液壓泵的開關控制模塊的信號輸入端分別與錨定控制模塊的各個信號輸出端通過導線電連接在一起，錨定內腔壓力傳感器的信號輸出端與錨定控制模塊的信號輸入端通過導線電連接在一起；閥體安裝座的上端外側與憋壓通道的內偵U之間、密封端蓋的外側與錨定控制殼體的內側之間以及錨定控制殼體的上端外側與錨定短節(jié)本體的內側之間均設有密封圈，密封端蓋上固定安裝有兩端分別位于密封端蓋上方和下方的導電插針，連接在兩位三通控制閥、液壓泵和錨定內腔壓力傳感器上的導線分別通過對應的導電插針與錨定電源和錨定控制模塊電連接在一起。
5.根據(jù)權利要求2或3或4所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于錨定組件包括驅動活塞、錨定鎖塊、限位壓塊和回位彈簧，錨定短節(jié)本體的中部外側沿圓周分布有至少兩組安裝凹槽，每組安裝凹槽內均上下間隔分布有至少一個錨定鎖塊，對應每個錨定鎖塊內側位置的安裝凹槽內均嵌有能內外移動的驅動活塞，對應每個驅動活塞內側位置的錨定短節(jié)本體上均分布有與憋壓通道相通的驅動通道，對應每個安裝凹槽外側位置的錨定短節(jié)本體外側均固定安裝有對應的限位壓塊，每個限位壓塊與對應的錨定鎖塊之間均設有回位彈簧；在錨定短節(jié)本體的外側壁上沿圓周分布有至少一個上下貫通的流通通道。
6.根據(jù)權利要求2或3或4所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于在斜向器的下部內側有內環(huán)臺，在內環(huán)臺內設有定力拉斷螺栓，定力拉斷螺栓由上至下依次分布有限位段、大徑段、縮徑段和大徑段，且限位段、大徑段和縮徑段的外徑依次遞減，限位段座于內環(huán)臺上且在上方的大徑段位于內環(huán)臺內側，在下方的大徑段的外側與錨定短節(jié)本體的上端內側通過螺紋連接固定安裝在一起，在下方的大徑段的內側通過螺紋固定安裝有螺帽外徑大于限位段上端內徑的限位螺栓；對應斜向器下部內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁上固定安裝有應急泄壓閥，對應應急泄壓閥內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁是分布有能與憋壓通道相通的應急泄壓通道，應急泄壓閥到斜向器底部的距離小于限位螺栓的螺帽與限位段之間的距離。
7.根據(jù)權利要求5所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于在斜向器的下部內側有內環(huán)臺，在內環(huán)臺內設有定力拉斷螺栓，定力拉斷螺栓由上至下依次分布有限位段、大徑段、縮徑段和大徑段，且限位段、大徑段和縮徑段的外徑依次遞減，限位段座于內環(huán)臺上且在上方的大徑段位于內環(huán)臺內側，在下方的大徑段的外側與錨定短節(jié)本體的上端內側通過螺紋連接固定安裝在一起，在下方的大徑段的內側通過螺紋固定安裝有螺帽外徑大于限位段上端內徑的限位螺栓；對應斜向器下部內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁上固定安裝有應急泄壓閥，對應應急泄壓閥內側位置的錨定短節(jié)本體的側壁是分布有能與憋壓通道相通的應急泄壓通道，應急泄壓閥到斜向器底部的距離小于限位螺栓的螺帽與限位段之間的距離。
8.根據(jù)權利要求6所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于對應定力拉斷螺栓與憋壓通道之間位置的錨定短節(jié)本體內側由上至下依次分布有擋環(huán)、緩沖彈簧和浮動活塞，擋環(huán)通過螺釘固定安裝在錨定短節(jié)本體內側，浮動活塞呈上大下小的臺階狀，對應浮動活塞位置的錨定短節(jié)本體內側呈與之相配合的臺階孔狀，浮動活塞的下部與對應的錨定短節(jié)本體內側之間設有能封堵憋壓通道的密封圈，緩沖彈簧的兩端分別抵在擋環(huán)和浮動活塞上。
9.根據(jù)權利要求7所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于對應定力拉斷螺栓與憋壓通道之間位置的錨定短節(jié)本體內側由上至下依次分布有擋環(huán)、緩沖彈簧和浮動活塞，擋環(huán)通過螺釘固定安裝在錨定短節(jié)本體內側，浮動活塞呈上大下小的臺階狀，對應浮動活塞位置的錨定短節(jié)本體內側呈與之相配合的臺階孔狀，浮動活塞的下部與對應的錨定短節(jié)本體內側之間設有能封堵憋壓通道的密封圈，緩沖彈簧的兩端分別抵在擋環(huán)和浮動活塞上。
10.根據(jù)權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的任意井段的鉆井取芯裝置，其特征在于啟動指令收發(fā)短節(jié)包括啟動短節(jié)本體、啟動電源、通訊控制模塊、無線指令發(fā)送傳感器、泥漿內腔壓力傳感器和啟動密封套；啟動短節(jié)本體內側有上下貫穿的泥漿通道，在啟動短節(jié)本體的內側固定安裝有感應部位與泥漿通道相通的泥漿內腔壓力傳感器，在啟動短節(jié)本體的外側固定安裝有無線指令發(fā)送傳感器；啟動短節(jié)本體的中部外側固定安裝有啟動密封套，啟動密封套與啟動短節(jié)本體之間有呈環(huán)狀的啟動安裝空腔，啟動安裝空腔內固定安裝有啟動電源和通訊控制模塊；通訊控制模塊、無線指令發(fā)送傳感器和泥漿內腔壓力傳感器的供電輸入端均與啟動電源的供電輸出端電連接在一起，泥漿內腔壓力傳感器的信號輸出端與通訊控制模塊的信號輸入端電連接在一起，通訊控制模塊的信號輸出端與無線指令發(fā)送傳感器的信號輸入端電連接在一起。
【文檔編號】E21B49/06GK104358566SQ201410688932
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年11月26日
【發(fā)明者】易貴華, 王雄鷹, 劉冰兵, 李峰, 羅亮 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司