绳索取心偏轴防斜组合钻具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种绳索取心偏轴防斜组合钻具，包括常规绳索取心钻杆(1)、绳索取心钻具外管总成(6)和绳索取心钻具内管总成(7)，所述绳索取心钻具内管总成(7)置于绳索取心钻具外管总成(6)之中，绳索取心钻具外管总成(6)下连接有取心钻头(8)，还包括偏轴接头(4)和下短绳索取心钻杆(5)，所述常规绳索取心钻杆(1)下端与偏轴接头(4)连接，所述偏轴接头(4)下端与下短绳索取心钻杆(5)连接，所述下短绳索取心钻杆(5)下端与所述绳索取心钻具外管总成(6)连接。本发明该绳索取心偏轴防斜组合钻具具有结构简单、使用操作方便的特点，在现有绳索取心钻具性能特点的基础上增加了钻进防斜功能，弥补了现有绳索取心钻具的不足。
【专利说明】绳索取心偏轴防斜组合钻具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钻探工程领域所用的取心钻具，更具体地说，涉及一种绳索取心偏轴 防斜组合钻具。
【背景技术】
[0002] 绳索取心是一种广泛应用于钻探工程中的钻进取心技术，现有的绳索取心钻具可 以显著提高取心速度与取心质量、极大减轻取心作业劳动强度，但是，它的防斜作用十分微 弱，钻进易斜地层常常出现钻孔弯曲超差，制约钻具的应用和优越性的发挥。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，提供一种绳索取心和偏轴防斜钻进的组合钻具， 该钻具不影响现有绳索取心钻具的性能，同时具有高质量快速取心和钻进防斜的特点。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种绳索取心偏轴防斜组合钻 具，包括常规绳索取心钻杆、绳索取心钻具外管总成和绳索取心钻具内管总成，所述绳索取 心钻具内管总成置于绳索取心钻具外管总成之中，绳索取心钻具外管总成下连接有取心钻 头，还包括偏轴接头和下短绳索取心钻杆，所述常规绳索取心钻杆下端与偏轴接头连接，所 述偏轴接头下端与下短绳索取心钻杆连接，所述下短绳索取心钻杆下端与所述绳索取心钻 具外管总成连接；
[0005] 所述偏轴接头为非对称结构，在偏轴接头的外表面一侧设置有一个大圆弧凸起， 在大圆弧凸起的反向对称外表面设置有多个小圆弧凸起，相邻的小圆弧凸起之间设置有过 流间隙。
[0006] 上述方案中，还包括上短绳索取心钻杆和满眼扶正器，所述满眼扶正器安装在所 述常规绳索取心钻杆下端，满眼扶正器下端连接上短绳索取心钻杆，上短绳索取心钻杆下 端与所述连接偏轴接头连接。
[0007] 上述方案中，所述满眼扶正器的表面有8?10个凸起的扶正翼条，所述扶正翼条 突出2. 5?3. 5毫米，所述扶正翼条的宽度为10?16毫米，所述扶正翼条的长度为30? 50晕米。
[0008] 上述方案中，所述扶正翼条为直条型或螺旋条型。
[0009] 上述方案中，各部件之间的长度关系满足以下公式：
[0010]
【权利要求】
1. 一种绳索取心偏轴防斜组合钻具，包括常规绳索取心钻杆（1)、绳索取心钻具外管 总成（6)和绳索取心钻具内管总成（7)，所述绳索取心钻具内管总成（7)置于绳索取心钻具 外管总成（6)之中，绳索取心钻具外管总成（6)下连接有取心钻头（8)，其特征在于，还包 括偏轴接头（4)和下短绳索取心钻杆（5)，所述常规绳索取心钻杆（1)下端与偏轴接头（4) 连接，所述偏轴接头（4)下端与下短绳索取心钻杆（5)连接，所述下短绳索取心钻杆（5)下 端与所述绳索取心钻具外管总成（6)连接； 所述偏轴接头（4)为非对称结构，在偏轴接头（4)的外表面一侧设置有一个大圆弧凸 起（11)，在大圆弧凸起（11)的反向对称外表面设置有多个小圆弧凸起（10)，相邻的小圆弧 凸起（10)之间设置有过流间隙。
2. 根据权利要求1所述的绳索取心偏轴防斜组合钻具，其特征在于，还包括上短绳索 取心钻杆（3)和满眼扶正器（2)，所述满眼扶正器（2)安装在所述常规绳索取心钻杆（1)下 端，满眼扶正器（2)下端连接上短绳索取心钻杆（3)，上短绳索取心钻杆（3)下端与所述连 接偏轴接头（4)连接。
3. 根据权利要求2所述的绳索取心偏轴防斜组合钻具，其特征在于，所述满眼扶正器 (2)的表面有8?10个凸起的扶正翼条，所述扶正翼条突出2. 5?3. 5毫米，所述扶正翼条 的宽度为10?16毫米，所述扶正翼条的长度为30?50毫米。
4. 根据权利要求3所述的绳索取心偏轴防斜组合钻具，其特征在于，所述扶正翼条（9) 为直条型或螺旋条型。
5. 根据权利要求2所述的绳索取心偏轴防斜组合钻具，其特征在于，各部件之间的长 度关系满足以下公式：
式中，为偏轴接头下端的内弯矩，M1K为偏轴接头上端的内弯矩，M2为满眼扶正器处 的内弯矩，em为偏轴接头外表面大圆弧凸起（11)与左侧孔壁接触时的偏心距，e1K为偏轴 接头外表面大圆弧凸起（11)与右侧孔壁接触时的偏心距，e为常规绳索取心钻杆在孔内与 孔壁接触点处的径向间隙，E为梁材料的弹性模量，U为钻头与偏轴接头之间管柱的长度， L2为上短绳索取心钻杆的长度，L3为自满眼扶正器至常规绳索取心钻杆在孔内与孔壁产生 的接触点之间的长度，t为第一跨梁受轴向力影响的二个变形放大因子，X 2、Y2、Z2为第 二跨梁受轴向力影响的三个变形放大因子，X 3、Y3、Z3为第三跨梁受轴向力影响的三个变形 放大因子，Ii、1 2、13为第一跨梁、第二跨梁、第三跨梁的轴惯性矩，q2、q3为第一跨梁、第 二跨梁、第三跨梁的横向均布载荷，P A为孔底钻头碎岩时的侧向力，PB为钻压。
6. 根据权利要求1所述的绳索取心偏轴防斜组合钻具，其特征在于，各部件之间的长 度关系满足以下公式：
式中，为偏轴接头下端的内弯矩，M1K为偏轴接头上端的内弯矩，e。为偏轴接头外表 面大圆弧凸起与左侧孔壁接触时的偏心距，e1K为偏轴接头外表面大圆弧凸起与右侧孔壁接 触时的偏心距，e为常规绳索取心钻杆在孔内与孔壁接触点处的径向间隙，E为梁材料的弹 性模量，U为钻头与偏轴接头之间管柱的长度，L 3为自偏轴接头至常规绳索取心钻杆在孔 内与孔壁产生的接触点之间的长度，&、t为第一跨梁受轴向力影响的二个变形放大因子， X3、Y3、Z3为自偏轴接头至常规绳索取心钻杆在孔内与孔壁产生接触点之间钻柱受轴向力影 响的三个变形放大因子，Ii、1 3为第一跨梁、自偏轴接头至常规绳索取心钻杆在孔内与孔壁 产生接触点之间钻柱的轴惯性矩，q3为第一跨梁、自偏轴接头至常规绳索取心钻杆在孔 内与孔壁产生接触点之间钻柱的横向均布载荷，P A为孔底钻头碎岩时的侧向力，PB为钻压。
【文档编号】E21B17/10GK104047561SQ201410279282
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】吴翔, 陈卫明, 蒋国盛, 李永超, 黄帆, 陆洪智, 王道颖, 刘亮, 罗永贵 申请人:中国地质大学（武汉）, 河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院