[发明专利]用于从地层获得井壁芯的旋转取芯装置和方法

权利要求书

1.用于切削靠近井筒的地层的旋转切削装置，包括：

(a)具有被可操作地连接到钻具上的第一齿轮组件的工具，所述 第一齿轮组件构造成用于旋转所述钻具；

(b)电动马达，其构造来用于驱动第一齿轮组件使钻具旋转；

(c)控制器，其电连接到电动马达上，所述控制器被构造成用于 产生切换信号以促使电动马达以至少两个速度旋转所述钻具，第一旋 转速度基于与地层的一部分相关联的第一参数，第二旋转速度基于与 地层的一部分相关联的第二参数，其中，第二旋转速度大于第一旋转 速度；以及

(d)液压致动器，其构造来用于沿朝向地层而远离所述工具的第 一方向移动所述钻具。

2.如权利要求1所述的旋转切削装置，其中，电动马达包括DC 电动马达。

3.如权利要求1所述的旋转切削装置，还包括驱动轴组件，所述 驱动轴组件可操作地结合在电动马达和第一齿轮组件之间，所述驱动 轴组件包括驱动轴和第二齿轮组件，所述驱动轴的第一端连接至电动 马达的转子，所述驱动轴的第二端连接至第二齿轮组件，第二齿轮组 件可操作地结合到第一齿轮组件上。

4.如权利要求1所述的旋转切削装置，还包括可变磁阻位置传感 器，所述可变磁阻位置传感器可操作地连接到电动马达的转子上，所 述位置传感器产生用来指示转子的旋转位置的位置信号。

5.如权利要求1所述的旋转切削装置，其中，液压致动器还被构 造来用于沿与第一方向相反的第二方向移动钻具。

6.如权利要求1所述的旋转切削装置，其中，所述钻具还被构造 来用于从地层获得井壁芯。

7.如权利要求1所述的旋转切削装置，其中，液压致动器还被构 造来用于在0-90度的角度范围中旋转所述工具。

8.如权利要求7所述的旋转切削装置，其中，在0度位置处，钻 具沿大体平行于地层的方向延伸，而在90度位置处，钻具沿大体垂直 于地层的另一方向延伸。

9.用于在地层中切削至少一个孔的方法，包括：

(a)利用被电动马达驱动的第一齿轮组件旋转钻具；

(b)利用控制器产生用于以至少两个旋转速度控制电动马达操作 的切换信号；

(c)使电动马达的第一旋转速度基于地层的第一参数；

(d)使电动马达的第二旋转速度基于地层的第二参数，其中，第 二旋转速度大于第一旋转速度；以及

(e)利用液压致动器沿朝向地层的第一方向移动旋转钻具，从而 在地层中切制孔；

10.如权利要求9所述的方法，还包括利用液压致动器沿远离地 层的第二方向移动所述钻具。

11.如权利要求9所述的方法，还包括利用可操作地连接到转子 上的可变磁阻位置传感器产生用于指示转子的旋转位置的位置信号。

12.如权利要求9所述的方法，还包括沿与第一方向相反的第二 方向移动钻具。

13.如权利要求9所述的方法，还包括利用钻具从地层获得井壁 芯。

14.如权利要求9所述的方法，还包括在0-90度的角度范围内旋 转钻具。

15.如权利要求14所述的方法，其中，在0度位置处，钻具沿大 体平行于地层的方向延伸，而在90度位置处，所述钻具沿大体垂直于 地层的另一方向延伸。