一种冰层孔壁取心系统及取心方法技术方案

本发明专利技术公开了一种冰层孔壁取心系统及取心方法,取心系统包括有发电机、地表控制系统和孔壁取心钻具，其中发电机与地表控制系统相连接，地表控制系统通过铠装电缆与孔壁取心钻具相连接，取心方法为：第一步、下放孔壁取心钻具到达孔内指定位置；第二步、地表控制系统向孔内电器单元发出指令，停止向支撑电动推杆供电；第三步、地表控制系统通过孔内电器单元停止向取心电动推杆供电；第四步、带动热熔钻头在冰层内下行热熔取心；第五步、给热熔钻头断电使热熔钻头停止工作；第六步、支撑电动推杆内的推杆收回至套管内；第七步、完成取心作业。有益效果：结构简单紧凑、重量轻、尺寸小、方便运输，对环境无污染，地表设备可与现有钻进设备共用。

A coring system and method for ice hole wall

【技术实现步骤摘要】
一种冰层孔壁取心系统及取心方法
本专利技术涉及一种取心系统及取心方法，特别涉及一种冰层孔壁取心系统及取心方法。
技术介绍
目前，极地冰层中蕴藏着大量的微生物、微小动植物肢体、火山灰微粒以及大气中包裹的各种微尘，记录着远古时代的大气组成，通常用来研究过去气候的变化情况。深部冰心能够提供精确的古老气候信息，古气候环境的许多问题都可以通过冰心研究加以解决。因此，冰心数据是研究过去气候变化和预测未来气候变迁的重要依据。随着极地科学研究的快速发展，对冰心的需求日益增加，尤其是在某一井段获得额外冰心，已引起科学家们的广泛关注。其一，对于科学家感兴趣的井段，冰心需要检测的参数组合大幅度增加，需要不断增加冰心样本数量；其二，在给定区域获得额外冰心，是证明冰心分析结论的最有效的方法；其三，当主孔钻进作业出现复杂情况时，可进行重复补心，防止某一层位的冰心缺失。因此，冰心研究一直并继续需要高度不均衡分布的冰心样品，而通过孔壁定向取心技术，在给定井段进行侧向钻进，是获得额外冰心的最经济、最有效的方法之一。受钻具挠度、钻头结构形式等方面的限制，常规油气井造斜方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰层孔壁取心系统，其特征在于：包括有发电机、地表控制系统和孔壁取心钻具，其中发电机与地表控制系统相连接，地表控制系统通过铠装电缆与孔壁取心钻具相连接，发电机通过地表控制系统为孔壁取心钻具提供电力，地表控制系统控制孔壁取心钻具的工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种冰层孔壁取心系统，其特征在于：包括有发电机、地表控制系统和孔壁取心钻具，其中发电机与地表控制系统相连接，地表控制系统通过铠装电缆与孔壁取心钻具相连接，发电机通过地表控制系统为孔壁取心钻具提供电力，地表控制系统控制孔壁取心钻具的工作。


2.根据权利要求1所述的一种冰层孔壁取心系统，其特征在于：所述的地表控制系统与孔壁取心钻具相连接的铠装电缆绕设在绞车上，绞车与孔壁取心钻具之间设置有导向架，铠装电缆通过导向架与孔壁取心钻具相连接，发电机、地表控制系统、绞车和导向架均装配在雪橇上，雪橇还连接有雪地车，雪橇由雪地车牵引移动。


3.根据权利要求1所述的一种冰层孔壁取心系统，其特征在于：所述的地表控制系统内设置有信号接收发送单元、信号处理单元和控制单元，其中信号接收发送单元与信号处理单元相连接，信号接收发送单元能够把收到的数据实时传输给信号处理单元进行处理，信号处理单元与控制单元相连接，信号处理单元能够把处理后的信号实时传输给控制单元，控制单元还与信号接收发送单元相连接，控制单元能够把信号处理单元处理后的数据通过信号接收发送单元向外传输，信号接收发送单元与孔壁取心钻具相连接，控制单元通过信号接收发送单元控制孔壁取心钻具的工作。


4.根据权利要求1所述的一种冰层孔壁取心系统，其特征在于：所述的孔壁取心钻具为套管结构，套管的内腔从上至下依次设有悬挂系统工作腔、电器单元工作腔、支撑系统工作腔、钻进系统工作腔和取心系统工作腔，其中悬挂系统工作腔的顶端螺接有电缆悬挂接头，铠装电缆穿设在电缆悬挂接头内，电缆悬挂接头内还装配有电缆固定块用于铠装电缆的固定，电器单元工作腔的腔体内装配有孔内电器单元，孔内电器单元通过铠装电缆与地表控制系统相连接，地表控制系统控制孔内电器单元的工作，支撑系统工作腔内设置有支撑电动推杆，对应支撑电动推杆的套管侧壁上开设有通孔，支撑电动推杆内设置的推杆能够穿过通孔伸出套管壁的外部以支撑固定套管，孔内电器单元能够根据地表控制系统指令向支撑电动推杆供电驱动支撑电动推杆内的推杆进行伸缩运动，支撑电动推杆上装配有第一位移传感器，第一位移传感器与孔内电器单元相连接，第一位移传感器能够把支撑电动推杆内推杆的位移数据经孔内电器单元实时传输至地表控制系统，钻进系统工作腔内装配钻进电动推杆，钻进电动推杆竖直安装，钻进电动推杆的下端穿过钻进系统工作腔的底部位于取心系统工作腔内，孔内电器单元能够根据地表控制系统的指令向钻进电动推杆供电，驱使钻进电动推杆内设置的竖直推杆在取心系统工作腔内上下移动，钻进电动推杆上装配有第二位移传感器，第二位移传感器与孔内电器单元相连接，第二位移传感器能够把钻进电动推杆内的竖直推杆的位移数据经孔内电器单元实时传输至地表控制系统，钻进电动推杆的竖直推杆底端连接有取心电动推杆，取心电动推杆水平设置，取心系统工作腔部位的套管一侧外壁上开设有敞口，取心电动推杆内装配的水平推杆能够伸出敞口进行左右移动，水平推杆的外端装配有热熔钻头，取心电动推杆上装配有第三位移传感器，第三位移传感器和热熔钻头均与孔内电器单元相连接，孔内电器单元根据地表控制系统的指令向热熔钻头和取心电动推杆供电并控制取心电动推杆和热熔钻头的工作，第三位移传感器能够把取心电动推杆内水平推杆的位移数据经孔内电器单元实时传输至地表控制系统，发电机通过地表控制系统和孔内电器单元向支撑电动推杆、钻进电动推杆、取心电动推杆、热熔钻头、第一位移传感器、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹品鲁，崔国庆，曹宏宇，贺文博，戚波，王孟克，董硕，曹金娥，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22