[发明专利]一种煤层气井绳索取芯钻井装置

权利要求书

1.一种煤层气井绳索取芯钻井装置，包括钻杆(1)、连接管(2)和取芯钻管(3)，其特征在于：所述钻杆(1)底部与连接管(2)顶部螺纹连接，所述连接管(2)底部与取芯钻管(3)顶部螺纹连接，所述连接管(2)表面套设有限位结构(4)，所述限位结构(4)底部贯穿至取芯钻管(3)内部，且与取芯钻管(3)内壁配合使用；

所述取芯钻井装置内配置有一测量系统，所述测量系统包括压力传感器模块(9)、超声波发射模块(10)、超声波接收模块(11)、数据处理模块(12)、参数设置模块(13)和显示模块(14)。

2.根据权利要求1所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述限位结构(4)包括套环(41)和两个抵动杆(42)，两个所述抵动杆(42)顶部分别与套环(41)底部两侧固定连接，所述抵动杆(42)底部接触有第一固定杆(43)，所述第一固定杆(43)内部顶部和底部均活动连接有滑杆(44)，所述滑杆(44)两侧均与取芯钻管(3)内部固定连接，两个所述第一固定杆(43)相互靠近一侧顶部和底部均固定连接有第二固定杆(45)，所述第二固定杆(45)远离第一固定杆(43)一侧贯穿取芯钻管(3)并延伸至取芯钻管(3)内部，所述第二固定杆(45)远离第一固定杆(43)一侧固定连接有限位块(46)。

3.根据权利要求2所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述限位块(46)远离第二固定杆(45)一侧固定连接有橡胶垫(5)，所述取芯钻管(3)内壁开设有与限位块(46)和橡胶垫(5)配合使用凹槽(6)。

4.根据权利要求3所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述第一固定杆(43)底部固定连接有定位块(7)，所述定位块(7)相互靠近一侧贯穿取芯钻管(3)并延伸至取芯钻管(3)内部，且与限位块(46)和橡胶垫(5)配合使用。

5.根据权利要求2所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述套环(41)表面顶部固定连接有复位环(8)，所述复位环(8)底部横截面积小于顶部横截面积。

6.根据权利要求4所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述抵动杆(42)底部与第一固定杆(43)顶部均呈斜角，且相互配合使用，所述定位块(7)相互靠近一侧开设有斜角。

7.根据权利要求2所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置，其特征在于：所述压力传感器模块(9)用于测量限位块(46)处夹持的压力，所述超声波发射模块(10)和超声波接收模块(11)用于测量套环(41)和取芯钻管(3)之间的距离，所述数据处理模块(12)用于对压力传感器模块(9)、超声波发射模块(10)和超声波接收模块(11)的数据进行处理，根据参数设置模块(13)数据对比，生成计算结果，所述参数设置模块(13)用于对参数数据进行输入，所述显示模块(14)用于对数据处理模块(12)产生计算结果进行显示。

8.根据权利要求7所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置的测量系统，其特征在于：所述数据处理模块(12)配置有处理策略，所述处理策略为：先设定取芯体积参数和重力与质量的比值，将体积参数和重力与质量的比值带入第一算法中求出物体重量，将物体重量带入第二算法中求出所需夹持力，将夹持力与超声波发射模块(10)和超声波接收模块(11)测出数据进行比对，根据显示模块(14)中的显示数据进行取芯或调整。

9.根据权利要求7所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置的测量系统，其特征在于：所述第一算法配置为：G＝mg，其中，G是物体重力，m是物体的质量，g是重力与质量的比值，测算出物体的重量，所述第二算法配置为：N＝G/2μ，其中，N为测算出物体的重量，G为夹持力，μ为物体和夹持物间的摩擦因数。

10.根据权利要求9所述一种煤层气井绳索取芯钻井装置的测量系统，所述测量系统还包括执行模块，所述执行模块配置有执行策略，所述执行策略包括：当夹持力小于测量压力时，夹持力度为特紧，当夹持力等于测量压力时，夹持力度为紧，当夹持力大于测量压力时，夹持力度为松；

当力度为特紧和紧时，继续取芯，当力度为松时，及时调整；

超声波接收模块(11)配置有调整策略，所述调整策略包括当距离为0时，抵动力为超强，当距离为0-X时(不包括0)，抵动力为强，当距离为X以上时，抵动力为无；

X为抵动杆(42)和第一固定杆(43)刚接触的距离，当距离为0-X时(包括0)，夹持力有效，继续取芯，当距离为X以上时，夹持力无效，及时调整。