一种井下定位工具和方法技术

本发明专利技术公开了一种井下定位工具和方法，所述井下定位工具包括卡爪座、连板、第一弹性元件卡爪、连杆复合管缆和控制器，卡爪座至少设有卡爪槽，卡爪的下端与卡爪槽活动连接，所述卡爪的上端远离钻杆一侧通过连板与连杆的下端连接，控制器与复合管缆的一端连接，所述连杆的上端依次穿过第一弹性元件、卡爪座的上端与复合管的另一端连接，所述卡爪的上端靠近钻杆一侧向外延伸形成卡爪齿；控制器，用于通过复合管缆驱使连杆向上运动或者向下运动，以使得卡爪的卡爪齿在第一位置和第二位置之间作往返运动。本发明专利技术通过复合管缆驱使连杆向上或者向下运动，进而控制定位装置的卡爪齿在第一位置和第二位置之间的运动，以实现原位测试仪的快速定位。

【技术实现步骤摘要】
一种井下定位工具和方法
本专利技术涉及海洋工程勘察领域，尤其涉及一种井下定位工具和方法。
技术介绍
相关海洋工程设施建设前需要开展海底土体的基本物理力学性质和地基承载力等的前期勘察，而静力触探是获取这些海底土体性质的有效手段。随着海洋资源开发利用和海洋工程建设的不断发展，海底土体静力触探在海洋地质调查、海洋工程勘察领域得到越来越广泛的应用。静力触探是通过贯入设备将探头以准静力匀速贯入到海底土体中而获取土体的相关测试参数。目前海底静力触探工艺主要采用设备系统构成较为简单、使用操作较为方便的海床式静力触探。海床式触探通过贯入设备坐落在海床面上，再采用前端带有探头的探杆由贯入设备自海床面贯入海底土体中。中国专利号CN110029646A公开了一种井下式静力触探系统，包括探头、探杆、钻头、钻杆、贯入机构、油线分离器、承重头、脐带缆、轴向定位器及测速机构，钻杆底端设有钻头，内部设有探杆，探杆底端连接探头，顶端连接贯入机构，贯入机构顶端连接油线分离器，油线分离器顶端通过承重头与脐带缆固定连接，贯入机构上设有轴向定位器，钻杆内壁开设有与轴向定位器配合的定位槽。采用该静力触探系统，以钻探平台为触探基准，将深层静力触探探头沿钻杆的中间孔放下，启动贯入系统，在取得一个行程内的数据后利用钻头将已经测试过的土层扫去，同时启动泥浆泵，将钻杆中的泥沙清洗干净，但是该专利还存在不足之处：第一，缺乏有效的限速装置和测距装置，导致测试的数据可靠性不高；第二，缺乏可靠的通讯手段，导致是被很容易会在深海环境中出现失联状况；第三，定位装置的控制装置过于复杂，增加后期维护成本以及操控繁琐。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种井下定位工具，其能解决定位装置的控制装置过于复杂，增加后期维护成本以及操控繁琐的问题。本专利技术的目的之二在于提供一种井下定位方法，其能解决定位装置的控制装置过于复杂，增加后期维护成本以及操控繁琐的问题为了达到上述目的之一，本专利技术所采用的技术方案如下：一种井下定位工具，包括卡爪座、连板、第一弹性元件、至少一个用于与钻杆内部卡合的卡爪、活动连接在卡爪座中的连杆、用于井下定位工具提供拉力的复合管缆和控制器，所述卡爪座至少设有一个沿轴向设置的卡爪槽，所述卡爪设置在卡爪槽中，所述卡爪的下端与卡爪槽活动连接，所述卡爪的上端远离钻杆一侧通过连板与连杆的下端连接，所述控制器与复合管缆的一端连接，所述连杆的上端依次穿过第一弹性元件、卡爪座的上端与复合管的另一端连接，所述卡爪的上端靠近钻杆一侧向外延伸形成卡爪齿；所述控制器，用于通过复合管缆驱使连杆沿轴向向上运动或者沿轴向向下运动，以使得卡爪的卡爪齿在第一位置和第二位置之间作往返运动；所述第一位置为卡爪齿与钻杆内部相互分离；所述第二位置为卡爪齿与钻杆内部卡合的位置。优选的，还包括第二弹性元，所述第二弹性元件设置在卡爪的下端与卡爪槽之间。优选的，还包括管缆绞车，所述管缆绞车与控制器连接，所述复合管缆的一端缠绕在管缆绞车上，所述复合管缆的另一端与连杆的上端连接。优选的，还包括尾部套筒，所述复合管缆的另一端通过尾部套筒与连杆的上端可拆卸连接。优选的，还包括测试探头和液压油缸，所述卡爪座的下端与液压油缸的上端连接，所述液压油缸包括有杆腔和无杆腔，所述有杆腔设有液压杆，所述测试探头通过液压杆与液压油缸连接；所述液压油缸，用于驱使液压杆沿轴向向下运动，以使得测试探头贯入土层中。优选的，所述有杆腔设有第一线缆，所述无杆腔设有第二线缆，所述测试探头依次通过第一线缆、第二线缆与控制器连接。优选的，所述复合管缆包括输油管和第三线缆，所述输油管的出油口与液压油缸的进油口连接，所述测试探头依次通过第一线缆、第二线缆、第三线缆与控制器连接。优选的，所述第三线缆覆盖在输油管外表面。优选的，还包括液压泵，所述液压泵设置在输油管与液压油缸之间。为了达到上述目的之二，本专利技术所采用的技术方案如下：一种井下定位方法，其应用于孔内原位测试系统，包括以下步骤：A1：通过尾部套筒将复合管缆连接在原位测试仪上；A2：驱使管缆绞车正向旋转，将原位测试仪下放进钻杆内部，使得原位测试仪沿着钻杆内部下放至海底；A3：管缆绞车停止旋转，定位装置中的第一弹性元件驱使连杆向下运动，以使得连杆通过连板驱使卡爪齿向第二位置运动，并与钻杆内部卡合；A4：驱使管缆绞车反向旋转，复合管缆向上拉动定位装置中的连杆，以使得连杆通过连板驱使卡爪齿向第一位置运动，并与钻杆内部相互分离。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过复合管缆拉力以及第一弹性元件的弹力驱使连杆向上或者向下运动，进而控制定位装置的卡爪齿在第一位置和第二位置之间的运动。附图说明图1为本专利技术所述的孔内原位测试系统的结构示意图。图2为图1的G区域放大示意图。图3为图1的F-F方向剖视图。图4为图3中的A区域放大示意图。图5为图3中的B区域放大示意图。图6为图3中的C区域放大示意图。图7为图3中的D区域放大示意图。图8为图3中的E区域放大示意图。图9为本专利技术中所述的复合管缆的结构示意图。图10为本专利技术中所述的管缆绞车的结构示意图。图中：1-复合管缆；11-输油管；12-第三线缆；2-尾部套筒；3-测试探头；4-液压油缸装置；41-液压泵；42-液压油缸；421-有杆腔；4211-液压杆；422-无杆腔；4221-第二线缆；5-流量计；6-单向阀门；7-限压阀；8-定位装置；81-卡爪座；811-卡爪槽；82-连板；83-卡爪；831-卡爪齿；84-连杆；85-第一弹性元件；86-第二弹性元件；9-管缆绞车；91-绞盘；92-导向器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：在本专利技术中，所述孔内原位测试系统应用于地质勘探，尤其是在海洋地球物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下定位工具，其特征在于：包括卡爪座、连板、第一弹性元件、至少一个用于与钻杆内部卡合的卡爪、活动连接在卡爪座中的连杆、用于井下定位工具提供拉力的复合管缆和控制器，所述卡爪座至少设有一个沿轴向设置的卡爪槽，所述卡爪设置在卡爪槽中，所述卡爪的下端与卡爪槽活动连接，所述卡爪的上端远离钻杆一侧通过连板与连杆的下端连接，所述控制器与复合管缆的一端连接，所述连杆的上端依次穿过第一弹性元件、卡爪座的上端与复合管的另一端连接，所述卡爪的上端靠近钻杆一侧向外延伸形成卡爪齿；所述控制器，用于通过复合管缆驱使连杆沿轴向向上运动或者沿轴向向下运动，以使得卡爪的卡爪齿在第一位置和第二位置之间作往返运动；所述第一位置为卡爪齿与钻杆内部相互分离；所述第二位置为卡爪齿与钻杆内部卡合的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下定位工具，其特征在于：包括卡爪座、连板、第一弹性元件、至少一个用于与钻杆内部卡合的卡爪、活动连接在卡爪座中的连杆、用于井下定位工具提供拉力的复合管缆和控制器，所述卡爪座至少设有一个沿轴向设置的卡爪槽，所述卡爪设置在卡爪槽中，所述卡爪的下端与卡爪槽活动连接，所述卡爪的上端远离钻杆一侧通过连板与连杆的下端连接，所述控制器与复合管缆的一端连接，所述连杆的上端依次穿过第一弹性元件、卡爪座的上端与复合管的另一端连接，所述卡爪的上端靠近钻杆一侧向外延伸形成卡爪齿；所述控制器，用于通过复合管缆驱使连杆沿轴向向上运动或者沿轴向向下运动，以使得卡爪的卡爪齿在第一位置和第二位置之间作往返运动；所述第一位置为卡爪齿与钻杆内部相互分离；所述第二位置为卡爪齿与钻杆内部卡合的位置。


2.如权利要求1所述的井下定位工具，其特征在于：还包括第二弹性元，所述第二弹性元件设置在卡爪的下端与卡爪槽之间。


3.如权利要求1所述的井下定位工具，其特征在于：还包括管缆绞车，所述管缆绞车与控制器连接，所述复合管缆的一端缠绕在管缆绞车上，所述复合管缆的另一端与连杆的上端连接。


4.如权利要求3所述的井下定位工具，其特征在于：还包括尾部套筒，所述复合管缆的另一端通过尾部套筒与连杆的上端可拆卸连接。


5.如权利要求1所述的井下定位工具，其特征在于：还包括测试探头和液压油缸，所述卡爪座的下端与液压油缸的上端连接，所述液压油缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝汉柱，李涛，张伟，罗侗利，林远，
申请(专利权)人：磐索地勘科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44