[发明专利]水平定向钻进绳索取心管液囊式智能快速投放装置

说明书

本发明公开了水平定向钻进绳索取心管液囊式智能快速投放装置，包括可拆卸连接的下连接体、中间核心部件和上连接体，所述中间核心部件的腔体内安装有发电单元、高压泵单元、检测单元和控制板，中间核心部件的外壳上设置储液腔和液囊，储液腔通过输油管道与高压泵单元连通，高压泵单元的另一端通过流油管道与液囊连通，流油管道上设置有电磁阀，发电单元为高压泵单元和控制板供电，控制板上根据检测单元检测的信号驱动高压泵单元实现油液在储液腔与液囊之间的流动。本发明通过高压泵单元抽取储液腔中的高压流体注入液囊使液囊膨胀封堵钻杆与取心管间间隙，利用封堵钻杆与取心管间间隙积蓄钻井液的能量抵抗取心管遇卡时受到阻力，使取心管脱困。

技术领域

本发明涉及绳索取心技术领域，具体的说，是一种水平定向钻进绳索取心管液囊式智能快速投放装置。

背景技术

岩心是最直观、最可靠的反映地下岩石特征的宝贵资料，通过对岩心的分析和研究可获得很多重要信息。基于目前国内外对钻进所需开挖空间少、对地面影响小、施工迅速、工期短等要求，水平、正负斜向等定向钻进得到广泛应用。利用垂直钻进勘察深埋隧洞位置处地质条件所需的钻进进尺长、技术难度大、成本高、工期长，尤其在遇到复杂地质条件时，难度成倍数增加，而在半山腰合适位置处通过水平定向钻进的方式可大大减小钻进进尺，极大地降低难度、成本、工期等因素。而地质钻探取心中，利用绳索取心可有效减少深孔钻进提下钻辅助作业时间，提高钻进效率和经济性，同时对破碎、水敏、高地应力等复杂地质条件取心也有显著效果。在上述钻进方法实施过程中，易出现以下问题：1)取心管向下运动的动力来自钻井液传递的水动力，受到横截面积的影响，取心管对钻井液水动力利用率较低；2)由于钻进方向并非垂直，取心管的自重无法提供足够下放动力，同时与管壁的摩擦会产生水平向阻力；3)同理，取心管与钻杆内壁间接触产生摩擦，加之过程中岩屑作用，增大阻力的同时损伤取心管与钻杆、降低其使用寿命；由于上述情况的产生，定向钻进，水平、正负斜向钻进中常出现取心管下降速率较低甚至无法下放至底部的情况，导致无法正常勘察钻进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平定向钻进绳索取心管液囊式智能快速投放装置，用于解决现有技术中定向钻进，水平、正负斜向钻进中常出现取心管下降速率较低甚至无法下放至底部的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种水平定向钻进绳索取心管液囊式智能快速投放装置，包括下连接体、中间核心部件和上连接体，所述下连接体的一端为捞矛头，另一端与所述中间核心部件可拆卸连接，所述上连接体的一端与中间核心部件可拆卸连接，上连接体的另一端设置有与所述捞矛头匹配的打捞钩连接件，所述中间核心部件的腔体内安装有发电单元、高压泵单元、检测单元和控制板，中间核心部件的外壳上设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽配合储液腔膜壁构成储液腔，所述储液腔通过密封贯穿第一凹槽的输油管道与所述高压泵单元的一端连通，所述第二凹槽设置有液囊，高压泵单元的另一端通过密封贯穿所述第二凹槽的流油管道与所述液囊连通，所述流油管道上设置有电磁阀，所述发电单元采用发电机发电并存储在蓄电池中，所述蓄电池为所述高压泵单元和控制板供电，控制板上的控制芯片根据所述检测单元检测的位移信号和速度信号，控制所述电磁阀开启，并驱动高压泵单元实现油液在储液腔与液囊之间的流动，当油液从储液腔流到液囊时，液囊膨胀与钻杆接触以封堵钻井液。

所述发电单元包括发电机，所述发电机的叶片设置在所述中间核心部件的外壳上开设的通孔处，所述通孔的外侧设置有滤网，所述通孔的内侧密封设置有用于排出钻井液的流通管道，防止钻井液流入中间核心部件的腔体内。

所述下连接体与中间核心部件连接的一端设置有第一内螺纹，中间核心部件一端设置有与所述第一内螺纹匹配的外螺纹，另一端设置有第二内螺纹，用于与所述上连接体上的第一连接件螺纹连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过高压泵单元抽取储液腔中的高压流体注入液囊使液囊膨胀封堵钻杆与取心管间间隙，利用封堵钻杆与取心管间间隙积蓄钻井液的能量抵抗取心管遇卡时受到阻力。