[发明专利]一种加压取心系统及方法

权利要求书

1.一种加压取心系统，至少包括用于钻进地层的空心钻头（1）和设置在钻头（1）径向内侧用于采取岩心的岩心管（2），其特征在于，

所述岩心管（2）包括液压调节组件和岩心采集组件，所述液压调节组件根据预先获取的地应力数据向进入岩心管（2）内的岩心提供相对应的径向压力，其中，液压调节组件的储液仓（5）的腔室通过弹性膜（53）而被分隔为位于下层的第一储液腔（51）和位于上层的第二储液腔（52），第二储液腔（52）中存储的钻井液能够在其自身重力作用下对其腔室底部的弹性膜（53）进行压迫，使得同时作为第一储液腔（51）顶部腔壁的弹性膜（53）向第一储液腔（51）的腔室内部凹陷，从而存储有液压液的第一储液腔（51）按照其腔室体积减小的方式将其存储的液压液注入到高压流体腔（41）中，从而对岩心采集组件采集的岩心施加第一径向压力；

在第一径向压力与预先获取的地应力数据存在差异时，所述液压调节组件通过驱动部（7）的驱动将液压液进一步注入到高压流体腔（41）中，从而对岩心采集组件中的岩心进行二次加压，使得岩心能够在岩心管（2）中受到与预先获取的地应力数据相同的径向压力。

2.如权利要求1所述的加压取心系统，其特征在于，在所述液压调节组件向轴向上位于其下方的岩心采集组件的高压流体腔（41）内注入液压液时，所述高压流体腔（41）通过对构成岩心容纳腔（42）的腔壁挤压的方式向进入岩心容纳腔（42）的岩心提供对应于预先采集的地应力数据的径向压力。

3.如权利要求1所述的加压取心系统，其特征在于，所述液压调节组件是通过对储液仓（5）中的第一储液腔（51）进行空间压缩的方式向高压流体腔（41）内注入液压液，使得进入岩心容纳腔（42）的岩心受到第一径向压力；根据采集到的第一径向压力和预先获取的地应力数据的压力差，所述液压调节组件控制驱动部（7）驱动储液仓（5）的液压液继续注入高压流体腔（41）内，从而对进入岩心容纳腔（42）的岩心提供对应于预先采集的地应力数据的径向压力。

4.如权利要求1所述的加压取心系统，其特征在于，在岩心插入岩心容纳腔（42）并受到与预先采集的地应力相同的径向压力的情况下，设置在所述岩心管（2）一端的岩心转移系统（9）沿所述岩心管（2）的轴向向上提起彼此连接的所述液压调节组件和岩心采集组件，其中，所述岩心管（2）远离岩心转移系统（9）的一端还设置有岩心爪组件（43），所述岩心爪组件（43）能够将采取岩心固定在所述岩心容纳腔（42）内，使得岩心跟随所述岩心管（2）轴向上升而与岩体分离。

5.如权利要求2所述的加压取心系统，其特征在于，能够采集岩心所受第一径向压力并容纳岩心的岩心采集组件包括高压流体腔（41）和岩心容纳腔（42），所述高压流体腔（41）按照套设包裹岩心容纳腔（42）腔室的方式与岩心容纳腔（42）连接，从而构成具有相互分隔且共轴线的双重腔室结构的岩心加压容纳结构，其中，所述岩心容纳腔（42）和高压流体腔（41）通过弹性腔膜相互分隔，高压流体腔（41）能够向其腔室内增加液压液的方式对所述弹性腔膜施加沿其径向压缩的作用力，从而调节所述岩心容纳腔（42）腔壁对其内部腔室的岩心施加的压力。

6.如权利要求3所述的加压取心系统，其特征在于，所述储液仓（5）能够将其腔室分为两个相邻而不相通的第一储液腔（51）和第二储液腔（52），其中，第一储液腔（51）的顶部端面和第二储液腔（52）的底部端面为同一弹性膜（53），在第二储液腔（52）能够根据其内腔中的钻井液所受到的压力变化对其底部的弹性膜（53）施压时，作为第一储液腔（51）顶面的弹性膜（53）发生向第一储液腔（51）的腔室内部凹陷的形变。

7.如权利要求1所述的加压取心系统，其特征在于，所述钻头（1）包括钻头齿（11）和钻杆（12），在所述钻杆（12）为驱动所述钻头齿（11）而旋转时，所述液压调节组件是容纳于所述钻杆（12）之内且与所述钻杆（12）彼此转动脱离的；所述钻头（1）沿其环形端面圆周排布有若干钻头齿（11），该钻头齿（11）为金刚石，其中，相邻的两个钻头齿（11）按照沿同一圆环面内的不同圆周线上进行设置的方式构成交错式钻头唇面。