一种定向造斜连续取心钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种定向造斜连续取心钻具，包括外管总成；内管总成，所述内管总成安装于外管总成内；所述外管总成形成有第一连接管、弹卡室、推靠导向机构、悬挂环、第二连接管、扶正环、传扭管、轴承组件、第三连接管、取心钻头；所述内管总成形成有打捞机构、弹卡定位机构、单向阀、随钻测量仪、密封接头、螺杆马达、传扭短节、单动机构、取心筒；所述推靠导向机构由推靠块和安装管组成；本发明专利技术将推靠导向机构、随钻测量系统、井下动力系统和绳索取心技术集成于一体，解决了定向和连续取心不能兼容的问题，从而实现定向造斜连续取心的功能，能够快速精准获取地下目标点位的岩心；进一步采用模块化设计，整体结构简单，提高井下环境工作的可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种定向造斜连续取心钻具


[0001]本专利技术涉及钻探技术与装备
，尤其涉及一种定向造斜连续取心钻具。

技术介绍

[0002]随着国民经济快速发展，产业链转型升级加速，但战略性矿产资源储备不足，增储方法有限，新增资源储量无法满足市场需求。随着矿产勘查工作正朝着寻找隐伏矿、深部矿、难识别矿的方向转变，找矿难度不断加大，传统的垂直或倾斜钻进取心作业方式弊端凸显。由于受地形、地层构造等因素影响，传统的钻井作业在很多场合下钻进效率低，且钻孔定向和取心不能同时进行，很大程度上限制了我国找矿勘探的进程和研究精度。
[0003]以往矿产资源取心钻探方法以竖直孔为主，在石油等领域多采用更加高效的定向钻进方法，但定向与取心不兼容，尤其是在定向造斜孔段无法取到连续岩心，从而难以满足勘探需求，目前未能够同时实现定向造斜和连续取心的钻进技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种结构简单、解决矿产资源勘探工程中定向与取心不兼容的技术难题，提高井下环境工作可靠性的定向造斜连续取心钻具。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术的一种定向造斜连续取心钻具，包括：
[0007]外管总成；
[0008]内管总成，所述内管总成安装于外管总成内；
[0009]所述外管总成形成有第一连接管、弹卡室、推靠导向机构、悬挂环、第二连接管、扶正环、传扭管、轴承组件、第三连接管、取心钻头；
[0010]所述内管总成形成有打捞机构、弹卡定位机构、单向阀、随钻测量仪、密封接头、螺杆马达、传扭短节、单动机构、取心筒；
[0011]所述推靠导向机构由推靠块和安装管组成；
[0012]所述悬挂环与密封接头配合以实现外管总成和内管总成之间形成环空密封；
[0013]所述轴承组件安装于第三连接管和传扭管之间的环状孔隙内形成第三连接管与传扭管、取心钻头运动分离以实现外管总成与内管总成同轴。
[0014]进一步的，所述第一连接管、弹卡室、安装管、第二连接管、第三连接管依次通过螺纹连接；
[0015]所述第二连接管左侧通过内螺纹与悬挂环连接；
[0016]所述第三连接管内侧通过轴承组件与传扭管连接；
[0017]所述传扭管右侧与取心钻头通过螺纹连接；
[0018]所述扶正环套置于螺杆马达的外部用以限制螺杆马达的摆动幅度。
[0019]进一步的，所述打捞机构、弹卡定位机构、单向阀、密封接头、螺杆马达、传扭短节、单动机构、取心筒依次通过螺纹连接；
[0020]所述单向阀右侧与随钻测量仪通过螺纹连接。
[0021]进一步的，所述螺杆马达通过传扭短节传递动力至传扭管和取心钻头上；其中
[0022]所述传扭短节与传扭管通过花键进行动力传递；
[0023]所述单动机构左右两端分别与传扭短节和取心筒连接以实现螺杆马达与取心筒运动分离。
[0024]进一步的，所述推靠块和安装管通过螺栓连接；
[0025]所述推靠块的凸起端与安装管侧壁的接缝处安装有密封圈。
[0026]进一步的，所述随钻测量仪具有加速度传感器、磁通门传感器或三轴光纤陀螺仪以及储存单元；
[0027]所述随钻测量仪实时测量钻孔顶角、方位角并传输至储存单元进行储存。
[0028]进一步的，该钻具造斜取心包括如下步骤：
[0029]1)选择造斜
[0030]调大单向阀的开启压力，使单向阀左端区域的钻井液压力高于右端区域的钻井液压力；
[0031]由钻井液压力驱动推靠块向外推出并与井壁相互作用产生造斜力，实现推动外管总成和内管总成向与推靠块推出方向相反的方向弯曲；
[0032]2)放弃造斜
[0033]调小单向阀的开启压力，使单向阀两端产生的压力差不足以将推靠块推出以实现停止造斜。
[0034]进一步的，通过钻杆转动外管总成以实现推靠块在0
‑
360
°
范围内的推靠导向形成钻头造斜方向引导以实现井下钻进导向调节。
[0035]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种定向造斜连续取心钻具，具有以下有益效果：
[0036]1、本专利技术将推靠导向机构、随钻测量系统、井下动力系统和绳索取心技术集成于一体，解决了定向和连续取心不能兼容的问题，从而实现定向造斜连续取心的功能，能够快速精准获取地下目标点位的岩心；
[0037]2、本专利技术采用模块化设计，便于钻具的维护与保养，整体结构简单，提高了井下环境工作的可靠性；
[0038]3、本专利技术中定向造斜连续取心钻具能够在分支孔、定向孔中进行连续取心，解决了垂直井勘探范围有限的难题，大幅提高了钻孔的辐射范围，减少了垂直孔的布孔数量，降低勘探成本。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1是本专利技术实施例提供的一种定向造斜连续取心钻具的结构示意图；
[0041]图2是本专利技术实施例提供的一种定向造斜连续取心钻具中外管总成结构示意图；
[0042]图3是本专利技术实施例提供的一种定向造斜连续取心钻具中内管总成结构示意图；
[0043]图4是本专利技术实施例提供的一种定向造斜连续取心钻具中推靠导向机构局部放大结构示意图；
[0044]图5是本专利技术实施例提供的一种定向造斜连续取心钻具的钻井液流道示意图。
[0045]附图标记说明：
[0046]1、外管总成；2、内管总成；
[0047]101、第一连接管；102、弹卡室；103、推靠导向机构；104、悬挂环；105、第二连接管；106、扶正环；107、传扭管；108、轴承组件；109、第三连接管；110、取心钻头；
[0048]201、打捞机构；202、弹卡定位机构；203、单向阀；204、随钻测量仪；205、密封接头；206、螺杆马达；207、传扭短节；208、单动机构；209、取心筒；
[0049]1031、推靠块；1032、安装管；1033、螺栓；1034、密封圈。
具体实施方式
[0050]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。
[0051]需要说明的是，本文所使用的的术语“左侧”、“内侧”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，类似的表述只是为了说明的目的，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0052]参见图1～图5所示；
[0053]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向造斜连续取心钻具，其特征在于，包括：外管总成(1)；内管总成(2)，所述内管总成(2)安装于外管总成(1)内；所述外管总成(1)形成有第一连接管(101)、弹卡室(102)、推靠导向机构(103)、悬挂环(104)、第二连接管(105)、扶正环(106)、传扭管(107)、轴承组件(108)、第三连接管(109)、取心钻头(110)；所述内管总成(2)形成有打捞机构(201)、弹卡定位机构(202)、单向阀(203)、随钻测量仪(204)、密封接头(205)、螺杆马达(206)、传扭短节(207)、单动机构(208)、取心筒(209)；所述推靠导向机构(103)由推靠块(1031)和安装管(1032)组成；所述悬挂环(104)与密封接头(205)配合以实现外管总成(1)和内管总成(2)之间形成环空密封；所述轴承组件(108)安装于第三连接管(109)和传扭管(107)之间的环状孔隙内形成第三连接管(109)与传扭管(107)、取心钻头(110)运动分离以实现外管总成(1)与内管总成(2)同轴。2.根据权利要求1所述的一种定向造斜连续取心钻具，其特征在于：所述第一连接管(101)、弹卡室(102)、安装管(1032)、第二连接管(105)、第三连接管(109)依次通过螺纹连接；所述第二连接管(105)左侧通过内螺纹与悬挂环(104)连接；所述第三连接管(109)内侧通过轴承组件(108)与传扭管(107)连接；所述传扭管(107)右侧与取心钻头(110)通过螺纹连接；所述扶正环(106)套置于螺杆马达(206)的外部用以限制螺杆马达(206)的摆动幅度。3.根据权利要求1所述的一种定向造斜连续取心钻具，其特征在于：所述打捞机构(201)、弹卡定位机构(202)、单向阀(203)、密封接头(205)、螺杆马达(206)、传扭短节(207)、单动机构(208)、取心筒(209)依...

【专利技术属性】
技术研发人员：马银龙，熊洪威，李小洋，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：