任意井段的钻井取芯装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及钻井取芯工具【技术领域】，是一种任意井段的钻井取芯装置，包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。本发明结构合理而紧凑，其操作简单方便，通过锚定短节可实现井内任意位置的锚定，从而使得取芯工具在斜向器的导向作用下完成任意井段的取芯作业，进而加速开发过程，缩短开发周期，有助于降低开发的风险。
【专利说明】任意井段的钻井取芯装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井取芯工具【技术领域】，是一种任意井段的钻井取芯装置。
【背景技术】
[0002]在石油地质勘探过程中，目前采用的是先依靠地质勘察、地震等物探手段对即将施工的区块进行地层预测，然后再通过钻井及钻井过程中的地质录井、电测等方法来确定是否用有开发价值，必要时需要通过开展地质取芯对该地层的物性进行准确的分析确认的工艺流程。但这种方式存在的不足是，地层的预测都是建立在地质勘察、地震等物探手段上，其对地层的辨识存在着偏差，而且通过地质录井、电测等方式进行地层辨识还存在着一定的滞后，由于只有打到或打过某一地层后才能探知其属性，导致经常会出现打过目的层的现象。而由于现有的钻井取心工具无法在任意位置取心，一旦打过目的层，就无法进行取心操作，要想获取该地层的准确物化性能，就只有重新布井后才能通过常规的取芯手段来实现；且当一口井内有多个目的层时，需由上至下逐个目的层进行钻具和取心工具的更换，操作过程繁琐，施工效率低。而增加一口井探井将大幅增加勘探开发的费用，且会影响勘探开发的进度。同时，地层预测的误差使得钻井过程中开展的中途循环录井和取芯作业对的钻井速度产生较大的负面影响，会导致勘探开发的周期延长，费用和风险增大。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种任意井段的钻井取芯装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有钻井取心技术存在的无法在任意位置取心，在打井时超过目的层后，需重新布井后取芯，从而延长开发周期和时间，并大幅增加开发费用和风险的问题。
[0004]本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种任意井段的钻井取芯装置，包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。
[0005]下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述锚定短节可包括锚定短节本体和锚定控制壳体，锚定短节本体的中部内侧有憋压通道，锚定短节本体的中部外侧固定按在有能在憋压通道憋压后锚定且在其泄压后解除锚定的锚定组件，锚定短节本体的下端与锚定控制壳体的上端固定安装在一起，锚定短节本体的下部内侧与锚定控制壳体的上部内侧之间有与憋压通道相通的锚定控制安装腔；在锚定控制安装腔的上部内侧固定安装有上端封堵在憋压通道下部内侧的阀体安装座，阀体安装座上固定安装有两位三通控制阀和液压泵，两位三通控制阀包括控制进液口、控制出液口和控制双向口，对应液压泵出液口位置的阀体安装座上分布有与控制进液口相通的出液通道，对应控制双向口位置的阀体安装座上有与憋压通道相通的连接通道，对应液压泵下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有密封端盖，且密封端盖和阀体安装座将锚定控制安装腔分隔成液压泵的循环油腔，控制出液口和液压泵的进液口均与循环油腔相通；对应密封端盖下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有锚定控制模块、无线指令接收传感器和锚定电源，两位三通控制阀、液压泵、锚定控制模块、无线指令接收传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端电连接在一起，无线指令接收传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。
[0006]上述在阀体安装座上还可固定安装有溢流阀和锚定内腔压力传感器，在阀体安装座上分别分布有连通溢流阀进液口与出液通道以及连通锚定内腔压力传感器探头与出液通道的支路通道，溢流阀的出液口与循环油腔相通；锚定内腔压力传感器的供电输入端与锚定电源的供电输出端电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。
[0007]上述两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器的供电输入端均可与锚定电源的供电输出端通过导线电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端通过导线电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端通过导线电连接在一起；阀体安装座的上端外侧与憋压通道的内侧之间、密封端盖的外侧与锚定控制壳体的内侧之间以及锚定控制壳体的上端外侧与锚定短节本体的内侧之间均设有密封圈，密封端盖上固定安装有两端分别位于密封端盖上方和下方的导电插针，连接在两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器上的导线分别通过对应的导电插针与锚定电源和锚定控制模块电连接在一起。
[0008]上述锚定组件可包括驱动活塞、锚定锁块、限位压块和回位弹簧，锚定短节本体的中部外侧沿圆周分布有至少两组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有至少一个锚定锁块，对应每个锚定锁块内侧位置的安装凹槽内均嵌有能内外移动的驱动活塞，对应每个驱动活塞内侧位置的锚定短节本体上均分布有与憋压通道相通的驱动通道，对应每个安装凹槽外侧位置的锚定短节本体外侧均固定安装有对应的限位压块，每个限位压块与对应的锚定锁块之间均设有回位弹簧；在锚定短节本体的外侧壁上沿圆周分布有至少一个上下贯通的流通通道。
[0009]上述在斜向器的下部内侧可有内环台，在内环台内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段、大径段、缩径段和大径段，且限位段、大径段和缩径段的外径依次递减，限位段座于内环台上且在上方的大径段位于内环台内侧，在下方的大径段的外侧与锚定短节本体的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段上端内径的限位螺栓；对应斜向器下部内侧位置的锚定短节本体的侧壁上固定安装有应急泄压阀，对应应急泄压阀内侧位置的锚定短节本体的侧壁是分布有能与憋压通道相通的应急泄压通道，应急泄压阀到斜向器底部的距离小于限位螺栓的螺帽与限位段之间的距离。
[0010]上述对应定力拉断螺栓与憋压通道之间位置的锚定短节本体内侧可由上至下依次分布有挡环、缓冲弹簧和浮动活塞，挡环通过螺钉固定安装在锚定短节本体内侧，浮动活塞呈上大下小的台阶状，对应浮动活塞位置的锚定短节本体内侧呈与之相配合的台阶孔状，浮动活塞的下部与对应的锚定短节本体内侧之间设有能封堵憋压通道的密封圈，缓冲弹簧的两端分别抵在挡环和浮动活塞上。
[0011]上述启动指令收发短节可包括启动短节本体、启动电源、通讯控制模块、无线指令发送传感器、泥浆内腔压力传感器和启动密封套；启动短节本体内侧有上下贯穿的泥浆通道，在启动短节本体的内侧固定安装有感应部位与泥浆通道相通的泥浆内腔压力传感器，在启动短节本体的外侧固定安装有无线指令发送传感器；启动短节本体的中部外侧固定安装有启动密封套，启动密封套与启动短节本体之间有呈环状的启动安装空腔，启动安装空腔内固定安装有启动电源和通讯控制模块；通讯控制模块、无线指令发送传感器和泥浆内腔压力传感器的供电输入端均与启动电源的供电输出端电连接在一起，泥衆内腔压力传感器的信号输出端与通讯控制模块的信号输入端电连接在一起，通讯控制模块的信号输出端与无线指令发送传感器的信号输入端电连接在一起。
[0012]本发明结构合理而紧凑，使用方便，其使用过程操作简单方便，省时省力，通过锚定短节可实现井内任意位置的锚定，从而使得取芯工具在斜向器的导向作用下完成任意井段的取芯作业，进而加速开发过程，缩短开发周期，有助于降低开发的风险和费用；另外由于使用本发明可以在井内任意位置进行取芯作业，其在作业时则可先打井，且在打井作业完成后对不同深度的目的层分别进行取芯作业，由此可省去作业过程中工具的更换，提高其工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1为本发明最佳实施例使用状态下上部的主视剖视结构示意图。
[0014]附图2为本发明最佳实施例使用状态下中部的主视剖视结构示意图。
[0015]附图3为本发明最佳实施例使用状态下下部的主视剖视结构示意图。
[0016]附图4为附图1在A-A处的剖视放大结构示意图。
[0017]附图5为附图1在B处的局部放大结构示意图。
[0018]附图中的编码分别为:1为取芯工具，2为斜向器，3为剪切螺栓，4为钻铤，5为安全短节，6为锚定短节本体，7为锚定控制壳体，8为憋压通道，9为阀体安装座，10为三通控制阀，11为液压泵，12为出液通道，13为连接通道，14为密封端盖，15为循环油腔，16为锚定控制模块，17为无线指令接收传感器，18为锚定电源，19为溢流阀，20为锚定内腔压力传感器，21为支路通道，22为导线，23为密封圈，24为导电插针，25为驱动活塞，26为锚定锁块,27为限位压块,28为回位弹簧,29为驱动通道,30为流通通道,31为内环台，32为限位段，33为大径段，34为缩径段，35为限位螺栓，36为应急泄压阀，37为应急泄压通道，38为挡环，39为缓冲弹黃，40为浮动活塞，41为启动短节本体,42为启动电源，43为通讯控制丰旲块，44为无线指令发送传感器，45为泥浆内腔压力传感器，46为启动密封套，47为泥浆通道。
【具体实施方式】
[0019]本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0020]在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
[0021]下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2、3、4、5所示，该任意井段的钻井取芯装置包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具1、斜向器2和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具I的上部固定安装在一起，取芯工具I的下部外侧位于斜向器2的上部内侧且两者通过剪切螺栓3固定安装在一起；斜向器2的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。在使用过程中，首先利用快速钻井和随钻地质录井完成探井的快速钻井作业，通过实施完井电测并结合地质录井资料对地层进行准确的标定，并确定实施取芯的层位；然后使钻铤4的下部与启动指令收发短节的上部固定安装在一起，并将其一起下入预设位置，此时斜向器2的出口应与目的层深度一致；通过泥浆泵的开停改变其内腔泥浆泵的压力，从而使得启动指令收发短节发出启动锚定的无线信号，锚定短节在接收到无线信号后完成锚定过程；接着可下放钻具向取芯工具I加压，从而剪断剪切螺栓3，随着取芯工具I的向下移动开启钻铤4，取芯工具I将在斜向器2的导向作用下钻入目的层，从而完成取芯作业；在取芯作业结束后，上提钻具，从而使取芯工具I上移至初始位置；再次启动泥浆泵的开停改变其内腔泥浆泵的压力，从而使得启动指令收发短节发出解除锚定的无线信号，锚定短节在接收到无线信号后解除锚定；最后继续上提钻具即可将整套工具取出，由此完成全部的取芯作业；其使用过程操作简单方便，省时省力，通过锚定短节可实现井内任意位置的锚定，从而使得取芯工具I在斜向器2的导向作用下完成任意井段的取芯作业，进而加速开发过程，缩短开发周期，有助于降低开发的风险和费用；另外由于使用本发明可以在井内任意位置进行取芯作业，其在作业时则可先打井，且在打井作业完成后对不同深度的目的层分别进行取芯作业，由此可省去作业过程中工具的更换，提高其工作效率。根据需求，取芯工具I和斜向器2可采用现有公知技术；位于斜向器2内侧的取芯工具I的下部外侧可呈花键状，且斜向器2的上部内侧呈与之相配合的花键槽，这样在使用时取芯工具I下行可解除花键槽对取芯工具I的周向限位，当上提钻具时可将其卡入花键槽内，从而传递扭矩；启动指令收发短节和取芯工具I可通过安全短节5固定安装在一起，这样可以增强取芯工具I的可靠性。
[0022]可根据实际需要，对上述任意井段的钻井取芯装置作进一步优化或/和改进:
如附图1、2、3、4、5所示，锚定短节包括锚定短节本体6和锚定控制壳体7，锚定短节本体6的中部内侧有憋压通道8，锚定短节本体6的中部外侧固定按在有能在憋压通道8憋压后锚定且在其泄压后解除锚定的锚定组件，锚定短节本体6的下端与锚定控制壳体7的上端固定安装在一起，锚定短节本体6的下部内侧与锚定控制壳体7的上部内侧之间有与憋压通道8相通的锚定控制安装腔；在锚定控制安装腔的上部内侧固定安装有上端封堵在憋压通道8下部内侧的阀体安装座9，阀体安装座9上固定安装有两位三通控制阀10和液压泵11，两位三通控制阀10包括控制进液口、控制出液口和控制双向口，对应液压泵11出液口位置的阀体安装座9上分布有与控制进液口相通的出液通道12，对应控制双向口位置的阀体安装座9上有与憋压通道8相通的连接通道13，对应液压泵11下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有密封端盖14，且密封端盖14和阀体安装座9将锚定控制安装腔分隔成液压泵11的循环油腔15，控制出液口和液压泵11的进液口均与循环油腔15相通；对应密封端盖14下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有锚定控制模块16、无线指令接收传感器17和锚定电源18，两位三通控制阀10、液压泵11、锚定控制模块16、无线指令接收传感器17的供电输入端均与锚定电源18的供电输出端电连接在一起，两位三通控制阀10的信号输入端、液压泵11的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块16的各个信号输出端电连接在一起，无线指令接收传感器17的信号输出端与锚定控制模块16的信号输入端电连接在一起。在使用过程中，当无线指令接收传感器17接收到启动指令收发短节发出的无线信号后，会将该信号发送给锚定控制模块16进行判断，当认定该信号为启动锚定指令时，则启动液压泵11，切换两位三通控制阀10使其控制进液口和控制双向口相通，憋压通道8内的压力将逐渐增大，推动锚定组件实现锚定；当认定该信号为解除锚定指令时，则关闭液压泵11，切换两位三通控制阀10使其控制出液口和控制双向口相通，憋压通道8内的压力降逐渐减小，从而解除锚定；该过程通过锚定装置实现自动控制过程，省时省力，方便快捷。
[0023]如附图1、2、3、4、5所示，在阀体安装座9上还固定安装有溢流阀19和锚定内腔压力传感器20，在阀体安装座9上分别分布有连通溢流阀19进液口与出液通道12以及连通锚定内腔压力传感器20探头与出液通道12的支路通道21，溢流阀19的出液口与循环油腔15相通；锚定内腔压力传感器20的供电输入端与锚定电源18的供电输出端电连接在一起，锚定内腔压力传感器20的信号输出端与锚定控制模块16的信号输入端电连接在一起。在使用过程中，可预先在锚定控制模块16中设定内腔压力的阈值，当锚定内腔压力传感器20测得的压力值低于阈值的最小值则由锚定控制模块16启动液压泵11，当锚定内腔压力传感器20测得的压力值高于阈值的最大值则由锚定控制模块16关闭液压泵11，由此可实现液压泵11的自动控制，更好的满足锚定组件的压力需求，节能环保。
[0024]如附图1、2、3、4、5所示，两位三通控制阀10、液压泵11和锚定内腔压力传感器20的供电输入端均与锚定电源18的供电输出端通过导线22电连接在一起，两位三通控制阀10的信号输入端、液压泵11的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块16的各个信号输出端通过导线22电连接在一起，锚定内腔压力传感器20的信号输出端与锚定控制模块16的信号输入端通过导线22电连接在一起；阀体安装座9的上端外侧与憋压通道8的内侧之间、密封端盖14的外侧与锚定控制壳体7的内侧之间以及锚定控制壳体7的上端外侧与锚定短节本体6的内侧之间均设有密封圈23，密封端盖14上固定安装有两端分别位于密封端盖14上方和下方的导电插针24，连接在两位三通控制阀10、液压泵11和锚定内腔压力传感器20上的导线22分别通过对应的导电插针24与锚定电源18和锚定控制模块16电连接在一起。通过增设密封圈23可确保循环油腔15的密封性，增设导电插针24可避免位于循环油腔15内的液体进入密封端盖14下方的锚定控制壳体7内，避免其对锚定电源18和锚定控制模块16的损坏。根据需求，导电插针24可采用现有公知技术。
[0025]如附图1、2、3、4、5所示，锚定组件包括驱动活塞25、锚定锁块26、限位压块27和回位弹簧28，锚定短节本体6的中部外侧沿圆周分布有至少两组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有至少一个锚定锁块26，对应每个锚定锁块26内侧位置的安装凹槽内均嵌有能内外移动的驱动活塞25，对应每个驱动活塞25内侧位置的锚定短节本体6上均分布有与憋压通道8相通的驱动通道29，对应每个安装凹槽外侧位置的锚定短节本体6外侧均固定安装有对应的限位压块27，每个限位压块27与对应的锚定锁块26之间均设有回位弹簧28 ;在锚定短节本体6的外侧壁上沿圆周分布有至少一个上下贯通的流通通道30。在使用过程中，在启动锚定时，位于憋压通道8内的高压流体将进入驱动通道29，从而推动驱动活塞25向外移动，进而推动锚定锁块26从安装凹槽内伸出，实现锚定过程；在解除锚定时，位于憋压通道8和驱动通道29内的高压流体将进入循环油腔15内，锚定锁块26将在回位弹簧28的作用下复位，从而实现锚定的解除；增设流通通道30可避免锚定短节本体6对套管内腔的封堵。根据需求，每个锚定锁块26的中部外侧均分布有能锚定齿，这样在锚定锁块26伸出后锚定齿将卡入对应的套管内壁上，由此可实现其锚定作用。根据需求，锚定短节本体6的中部外侧沿圆周分布有三组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有两个锚定锁块26，这样可使其具有良好的锚定效果。
[0026]如附图1、2、3、4、5所示，在斜向器2的下部内侧有内环台31，在内环台31内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段32、大径段33、缩径段34和大径段33，且限位段32、大径段33和缩径段34的外径依次递减，限位段32座于内环台31上且在上方的大径段33位于内环台31内侧，在下方的大径段33的外侧与锚定短节本体6的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段33的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段32上端内径的限位螺栓35 ;对应斜向器2下部内侧位置的锚定短节本体6的侧壁上固定安装有应急泄压阀36，对应应急泄压阀36内侧位置的锚定短节本体6的侧壁是分布有能与憋压通道8相通的应急泄压通道37，应急泄压阀36到斜向器2底部的距离小于限位螺栓35的螺帽与限位段32之间的距离。在使用过程中，当通过锚定控制模块16进行泄压解除锚定的操作失效后，可通过上提管柱拉断缩径段34，从而将应急泄压阀36露出，实现手动泄压以解除锚定，在该过程中限位螺栓35的螺帽底部将座于限位段32上，从而实现对管柱上行位移的限位，通过增设本结构可避免因两位三通控制阀10泄压失效而导致无法解除锚定的现象，从而提高其使用的可靠性。
[0027]如附图1、2、3、4、5所示，对应定力拉断螺栓与憋压通道8之间位置的锚定短节本体6内侧由上至下依次分布有挡环38、缓冲弹簧39和浮动活塞40，挡环38通过螺钉固定安装在锚定短节本体6内侧，浮动活塞40呈上大下小的台阶状，对应浮动活塞40位置的锚定短节本体6内侧呈与之相配合的台阶孔状，浮动活塞40的下部与对应的锚定短节本体6内侧之间设有能封堵憋压通道8的密封圈23，缓冲弹簧39的两端分别抵在挡环38和浮动活塞40上。在使用过程中，当开启液压泵11进行锚定作业时，憋压通道8内的高压流体逐渐增多，并推动浮动活塞40上行，此时浮动活塞40将挤压缓冲弹簧39并在其作用下缓慢上行，使憋压通道8内的压力逐渐增加；当关闭液压泵11并接通控制出液口和控制双向口时，憋压通道8内的高压流体将流入循环油腔15内，浮动活塞40将在缓冲弹簧39的作用下缓慢下行，使憋压通道8内的压力逐渐减小；且在整个过程中，当位于憋压通道8内的高压流体有泄露时，缓冲弹簧39可确保其压力呈缓慢减小，从而防止压力的骤增或骤减，延长其使用寿命。
[0028]如附图1、2、3、4、5所示,启动指令收发短节包括启动短节本体41、启动电源42、通讯控制模块43、无线指令发送传感器44、泥浆内腔压力传感器45和启动密封套46 ;启动短节本体41内侧有上下贯穿的泥浆通道47，在启动短节本体41的内侧固定安装有感应部位与泥浆通道47相通的泥浆内腔压力传感器45，在启动短节本体41的外侧固定安装有无线指令发送传感器44 ;启动短节本体41的中部外侧固定安装有启动密封套46，启动密封套46与启动短节本体41之间有呈环状的启动安装空腔，启动安装空腔内固定安装有启动电源42和通讯控制模块43 ;通讯控制模块43、无线指令发送传感器44和泥浆内腔压力传感器45的供电输入端均与启动电源42的供电输出端电连接在一起,泥衆内腔压力传感器45的信号输出端与通讯控制模块43的信号输入端电连接在一起，通讯控制模块43的信号输出端与无线指令发送传感器44的信号输入端电连接在一起。在使用过程中，在通讯控制模块43内预设与泥浆压力变化相对应的启动锚定程序和解除锚定程序，通过泥浆泵的开停操作可使泥浆内腔压力传感器45接收到泥浆的压力变化，并将该变化信息传送至通讯控制模块43，通讯控制模块43将根据其获得的信息分析判断，并向无线指令发送传感器44发出启动锚定或解除锚定的指令，由无线指令发送传感器44发出相应的信号。根据需求，对应启动安装空腔上方和下方位置的启动密封套46与启动短节本体41之间均可设有密封圈23，这样可防止环空腔内的液体进入启动密封套46，避免对启动电源42和通讯控制模块43的损坏。
[0029]以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
【权利要求】
1.一种任意井段的钻井取芯装置，其特征在于包括自上而下依次分布的启动指令收发短节、取芯工具、斜向器和锚定短节，能识别内腔泥浆压力变化并发出无线信号的启动指令收发短节的下部与取芯工具的上部固定安装在一起，取芯工具的下部外侧位于斜向器的上部内侧且两者通过剪切螺栓固定安装在一起；斜向器的下部与能在接收到启动指令收发短节发出的无线信号的后锚定或解除锚定的锚定短节的上部固定安装在一起。
2.根据权利要求1所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于锚定短节包括锚定短节本体和锚定控制壳体，锚定短节本体的中部内侧有憋压通道，锚定短节本体的中部外侧固定按在有能在憋压通道憋压后锚定且在其泄压后解除锚定的锚定组件，锚定短节本体的下端与锚定控制壳体的上端固定安装在一起，锚定短节本体的下部内侧与锚定控制壳体的上部内侧之间有与憋压通道相通的锚定控制安装腔；在锚定控制安装腔的上部内侧固定安装有上端封堵在憋压通道下部内侧的阀体安装座，阀体安装座上固定安装有两位三通控制阀和液压泵，两位三通控制阀包括控制进液口、控制出液口和控制双向口，对应液压泵出液口位置的阀体安装座上分布有与控制进液口相通的出液通道，对应控制双向口位置的阀体安装座上有与憋压通道相通的连接通道，对应液压泵下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有密封端盖，且密封端盖和阀体安装座将锚定控制安装腔分隔成液压泵的循环油腔，控制出液口和液压泵的进液口均与循环油腔相通；对应密封端盖下方位置的锚定控制安装腔内固定安装有锚定控制模块、无线指令接收传感器和锚定电源，两位三通控制阀、液压泵、锚定控制模块、无线指令接收传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端电连接在一起，无线指令接收传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。
3.根据权利要求2所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于在阀体安装座上还固定安装有溢流阀和锚定内腔压力传感器，在阀体安装座上分别分布有连通溢流阀进液口与出液通道以及连通锚定内腔压力传感器探头与出液通道的支路通道，溢流阀的出液口与循环油腔相通；锚定内腔压力传感器的供电输入端与锚定电源的供电输出端电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端电连接在一起。
4.根据权利要求3所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器的供电输入端均与锚定电源的供电输出端通过导线电连接在一起，两位三通控制阀的信号输入端、液压泵的开关控制模块的信号输入端分别与锚定控制模块的各个信号输出端通过导线电连接在一起，锚定内腔压力传感器的信号输出端与锚定控制模块的信号输入端通过导线电连接在一起；阀体安装座的上端外侧与憋压通道的内侦U之间、密封端盖的外侧与锚定控制壳体的内侧之间以及锚定控制壳体的上端外侧与锚定短节本体的内侧之间均设有密封圈，密封端盖上固定安装有两端分别位于密封端盖上方和下方的导电插针，连接在两位三通控制阀、液压泵和锚定内腔压力传感器上的导线分别通过对应的导电插针与锚定电源和锚定控制模块电连接在一起。
5.根据权利要求2或3或4所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于锚定组件包括驱动活塞、锚定锁块、限位压块和回位弹簧，锚定短节本体的中部外侧沿圆周分布有至少两组安装凹槽，每组安装凹槽内均上下间隔分布有至少一个锚定锁块，对应每个锚定锁块内侧位置的安装凹槽内均嵌有能内外移动的驱动活塞，对应每个驱动活塞内侧位置的锚定短节本体上均分布有与憋压通道相通的驱动通道，对应每个安装凹槽外侧位置的锚定短节本体外侧均固定安装有对应的限位压块，每个限位压块与对应的锚定锁块之间均设有回位弹簧；在锚定短节本体的外侧壁上沿圆周分布有至少一个上下贯通的流通通道。
6.根据权利要求2或3或4所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于在斜向器的下部内侧有内环台，在内环台内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段、大径段、缩径段和大径段，且限位段、大径段和缩径段的外径依次递减，限位段座于内环台上且在上方的大径段位于内环台内侧，在下方的大径段的外侧与锚定短节本体的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段上端内径的限位螺栓；对应斜向器下部内侧位置的锚定短节本体的侧壁上固定安装有应急泄压阀，对应应急泄压阀内侧位置的锚定短节本体的侧壁是分布有能与憋压通道相通的应急泄压通道，应急泄压阀到斜向器底部的距离小于限位螺栓的螺帽与限位段之间的距离。
7.根据权利要求5所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于在斜向器的下部内侧有内环台，在内环台内设有定力拉断螺栓，定力拉断螺栓由上至下依次分布有限位段、大径段、缩径段和大径段，且限位段、大径段和缩径段的外径依次递减，限位段座于内环台上且在上方的大径段位于内环台内侧，在下方的大径段的外侧与锚定短节本体的上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，在下方的大径段的内侧通过螺纹固定安装有螺帽外径大于限位段上端内径的限位螺栓；对应斜向器下部内侧位置的锚定短节本体的侧壁上固定安装有应急泄压阀，对应应急泄压阀内侧位置的锚定短节本体的侧壁是分布有能与憋压通道相通的应急泄压通道，应急泄压阀到斜向器底部的距离小于限位螺栓的螺帽与限位段之间的距离。
8.根据权利要求6所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于对应定力拉断螺栓与憋压通道之间位置的锚定短节本体内侧由上至下依次分布有挡环、缓冲弹簧和浮动活塞，挡环通过螺钉固定安装在锚定短节本体内侧，浮动活塞呈上大下小的台阶状，对应浮动活塞位置的锚定短节本体内侧呈与之相配合的台阶孔状，浮动活塞的下部与对应的锚定短节本体内侧之间设有能封堵憋压通道的密封圈，缓冲弹簧的两端分别抵在挡环和浮动活塞上。
9.根据权利要求7所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于对应定力拉断螺栓与憋压通道之间位置的锚定短节本体内侧由上至下依次分布有挡环、缓冲弹簧和浮动活塞，挡环通过螺钉固定安装在锚定短节本体内侧，浮动活塞呈上大下小的台阶状，对应浮动活塞位置的锚定短节本体内侧呈与之相配合的台阶孔状，浮动活塞的下部与对应的锚定短节本体内侧之间设有能封堵憋压通道的密封圈，缓冲弹簧的两端分别抵在挡环和浮动活塞上。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的任意井段的钻井取芯装置，其特征在于启动指令收发短节包括启动短节本体、启动电源、通讯控制模块、无线指令发送传感器、泥浆内腔压力传感器和启动密封套；启动短节本体内侧有上下贯穿的泥浆通道，在启动短节本体的内侧固定安装有感应部位与泥浆通道相通的泥浆内腔压力传感器，在启动短节本体的外侧固定安装有无线指令发送传感器；启动短节本体的中部外侧固定安装有启动密封套，启动密封套与启动短节本体之间有呈环状的启动安装空腔，启动安装空腔内固定安装有启动电源和通讯控制模块；通讯控制模块、无线指令发送传感器和泥浆内腔压力传感器的供电输入端均与启动电源的供电输出端电连接在一起，泥浆内腔压力传感器的信号输出端与通讯控制模块的信号输入端电连接在一起，通讯控制模块的信号输出端与无线指令发送传感器的信号输入端电连接在一起。
【文档编号】E21B49/06GK104358566SQ201410688932
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】易贵华, 王雄鹰, 刘冰兵, 李峰, 罗亮 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司