之间的滑动接触(和相关的磨损)。
[0038]—个或多个实现方式的组件、系统和方法可包括或使用从动闩锁机构，所述从动闩锁机构用于将岩芯筒组件固定到管状构件(如钻柱的钻杆)内的所需位置。从动闩锁机构可包括多个楔形构件和具有多个驱动表面的驱动构件。驱动表面驱动楔形构件与钻杆的内表面相互作用，以便将岩芯筒组件闩锁或锁定到钻柱内的所需位置。此后，钻杆的旋转可使得楔形构件楔入到驱动表面与钻杆的内径之间，从而相对于钻柱旋转锁定岩芯筒组件。
[0039]此外，一个或多个实现方式提供从动闩锁机构，所述从动闩锁机构可不管匹配的头组件部件由于钻探操作或异常的钻柱移动而产生的振动和惯性载荷，仍然维持展开或闩锁状态。另外，一个或多个实现方式可提供闩锁机构，所述闩锁机构不会无意地脱离或缩回，并因此防止岩芯筒内管组件从下倾角孔中的钻探位置上升，或从上倾角的钻孔中突然下降。
[0040]另外，一个或多个实现方式可包括制动机构，所述制动机构可防止岩芯筒组件以不受控制且可能不安全的方式无意地滑出钻柱。具体而言，制动机构可包括坐放构件和多个制动元件。坐放构件可抵靠钻柱的内表面推动多个制动元件，从而允许制动机构停止岩芯筒组件在钻柱内或相对于钻柱的轴向移动。在一个或多个实现方式中，坐放构件可包括锥度，使得坐放构件的轴向位置的改变使制动元件的径向位置改变，从而允许制动元件维持与钻柱的可变内径的接合。
[0041]为便于参考，从动闩锁机构应被描述为具有大体平面驱动表面和圆形或球形楔形构件。将了解，驱动构件可具有任何数量、具有任何所需形状的驱动表面，包括但不限于，凸形、凹形、有图案的或能够按需要使楔形构件楔入的任何其他形状或配置。此外，楔形构件可具有任何可能的形状和配置。在至少一个实例中，万向接头可取代大体球形的楔形构件、锥形的平面驱动表面和附带插孔。因此，本发明可在不脱离其精神或本质特征的情况下以其他具体形式实施。所描述的实施方案应被认为在所有方面仅为说明性的而不是限制性的。
[0042]换句话说，以下描述提供具体细节以便透彻理解本发明。然而，技术人员应理解，设备和使用所述设备的相关方法可实施和使用而无需采用这些具体细节。事实上，设备和相关方法可通过修改示出的设备和相关方法来投入实践，并可结合任何其他设备和技术来使用。例如，虽然以下描述集中在岩芯取样操作上，但设备和相关方法可同样应用于其他钻探工艺，如常规井眼钻探，并可用于任何数量或种类的钻探系统，如旋转式钻探系统、冲击式钻探系统等。
[0043]此外，虽然图中示出闩锁机构中的六个楔形构件，但可使用任何数量的闩锁。在至少一个实例中，从动闩锁机构中将使用五个球形楔形构件。类似地，可按技术人员的要求对所示部件的精确配置进行修改或重新布置。另外，虽然示出的实现方式具体论述钢丝绳系统，但可使用任何取回系统，如钻柱。
[0044]如图1所示，钻探系统100可用于从岩层102取回岩芯样品。钻探系统100可包括钻柱104，所述钻柱104可包括钻头106 (例如，开放面钻头或其他类型的钻头)和/或一个或多个钻杆108。钻探系统100还可包括孔中组件，如岩芯筒组件110。岩芯筒组件110可包括从动R锁机构，所述从动R锁机构被配置来将岩芯筒组件至少部分地锁定在远端钻杆或外管112内，如以下更详细解释的。如本文所述使用的术语“下”和“远端”指的是钻柱104的包括钻头106的端部，无论钻柱以水平取向、相对于水平以向上的角度还是向下的角度取向。而术语“上”或“近端”指的是钻柱104的与钻头106相对的端部。
[0045]钻探系统100可包括钻机114，所述钻机114可将钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分旋转和/或推动进入岩层102中。钻机114可包括，例如，旋转式钻探头116、滑移组件118、滑动框架120和/或驱动组件122。钻探头116可联接至钻柱104，并可允许旋转钻探头116旋转钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分。如果需要，那么旋转式钻探头116可被配置来改变其旋转这些部件的速度和/或方向。驱动组件122可被配置来相对于滑动框架120移动滑移组件118。在滑移组件118相对于滑动框架120移动时，滑板组件118可提供抵抗旋转式钻探头116的力，所述力可例如在钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分在旋转的同时推动它们进一步深入岩层102。
[0046]然而，应了解，钻机114不需要旋转式钻探头、滑移组件、滑动框架或驱动组件，并且钻机114可包括其他合适的部件。还将了解，钻探系统100不需要钻机并且钻探系统100可包括其他合适的部件，所述其他合适的部件可将钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分旋转和/或推动进入岩层102。例如，可使用声波、冲击或井下马达。
[0047]岩芯筒组件110可包括内管或岩芯筒124和头组件126。头组件126可包括从动闩锁机构128。如下文更详细解释的，从动闩锁机构128可将岩芯筒124锁定在钻柱104内，并具体而言是锁定到外管112。此外，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱104，从而防止由于从动闩锁机构128与钻柱104的匹配部件之间的旋转或滑动而引起的磨损。
[0048]一旦岩芯筒124通过从动闩锁机构128锁定到外管112，钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分即可被旋转和/或推动进入岩层102，以允许岩芯样品被收集在岩芯筒124内。在岩芯样品被收集之后，岩芯筒组件110可从外管112和钻柱104解锁。随后，可例如使用钢丝绳取回系统来取回岩芯筒组件110，同时钻头106、外管112、一个或多个钻杆108和/或钻柱104的其他部分保留在钻孔内。
[0049]岩芯样品可从取回的岩芯筒组件110的岩芯筒124中移除。在移除岩芯样品之后，岩芯筒组件110可被送回并锁定到外管112。由于岩芯筒组件110被再次锁定到外管112，钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分可被旋转和/或推动而更深地进入岩层102，以允许另一种岩芯样品被收集在岩芯筒124内。可按这种方式反复地取回和送回岩芯筒组件I1以获取若干岩芯样品，同时钻头106、外管112、一个或多个钻杆108和/或钻柱104的其他部分保留在钻孔内。这可有利地减少获取岩芯样品所必需的时间，因为不需要针对每个岩芯样品将钻柱104从钻孔中起出。
[0050]在一些钻探过程期间，可使用液压来将钻柱104内的岩芯筒组件110栗送和/或推进至外管112。具体而言，当钻柱104相对于水平向上取向时(如图1所示)、大体水平取向或相对于水平以轻微向下的角度取向时，可使用液压将钻柱104内的岩芯筒组件110栗送至外管112。为了允许岩芯筒组件110被栗送至外管112，岩芯筒组件110还可包括被配置成与钻柱104的一个或多个部分如钻杆108的内壁形成密封的密封件130。密封件130还可被配置为栗内密封件，使得栗送到钻柱104内密封件130之后的加压流体可使得密封件130之后的液压在钻柱104内并沿着钻柱104栗送和/或推进岩芯筒组件110，直到岩芯筒组件110到达所需位置(例如，如上文讨论的岩芯筒组件110可连接至外管112的位置)。
[0051]如本文进一步描述的，在操作中，可以设想，栗送到钻柱104中的加压流体可在取回期间(当阀处于打开位置时)累积在岩芯筒组件110之后。如本文进一步描述的，还可以设想，在岩芯筒组件110的栗入期间(当阀处于关闭位置时)不会发生加压流体的累积。在倾斜井中，可以设想，在缩回岩芯筒组件110期间应用加压流体可通过减少制动机构的重量和弹簧力来防止应用制动机构(如本文进一步描述的)。在示例性方面中，可以设想，本文进一步描述的和图10-图14示出的衬套600可允许本文描述的阀元件在缩回岩芯筒组件期间保持关闭，使得可维持流体压力。还可设想，衬套600可如本文描述的应用到岩芯筒组件110而无需制动机构，从而允许应用流体压力来移除任何闩锁机构的重量和弹簧力，确保解闩锁的过程大体无负荷并防止累积加压流体。
[0052]在一个或多个实现方式中，岩芯筒组件110还可包括制动机构132。制动机构132可帮助防止岩芯筒组件110从钻柱104无意地排出。因此，制动机构132可允许在上孔钻探操作中使用钢丝绳取回系统，而不存在岩芯筒组件110以不受控制且可能不安全的方式滑出钻柱104的危险。因此，制动机构132可通过将制动元件展开在外壳的内壁或钻柱104(或井眼)之间的摩擦布置中，来抵抗岩芯筒组件110从井眼无意地移除或排出。
[0053]图2更详细地示出岩芯筒组件110。如前所述，岩芯筒组件110可包括头组件126和岩芯筒124。头组件126可包括适于与打捞筒联接的矛头组件200，所述打捞筒进而可附接到钢丝绳。此外，头组件126可包括可容纳制动机构132的第一构件202和可容纳从动闩锁机构128的套筒204。
[0054]图3和图4以及对应的文字示出或描述了图1和图2中示出的岩芯筒组件110的许多部件、细节和特征。具体而言，图3示出头组件126的分解图。而图4示出沿图2中的线4-4截取的岩芯筒组件110的侧面剖视图。图4示出处于完全展开状态的从动闩锁机构128和制动机构132。如图3和图4所示，从动闩锁机构128可包括多个楔形构件300。如图3和图4所示，在一个或多个实现方式中，楔形构件300可包括球形或为滚子球。楔形构件300可由钢或其他铁合金、钛和钛合金、使用芳族聚酰胺纤维的化合物、润滑浸渍的尼龙或塑料、其组合或其他合适材料制成。
[0055]楔形构件300可定位在驱动构件302上或抵靠驱动构件302。更具体而言，楔形构件300可定位在大体平面或平坦的驱动表面304上。如下文更详细地解释的，驱动表面304的大体平面配置可允许楔形构件300楔入驱动构件302与钻柱内径之间，以将岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱。
[0056]图3和图4还示出，楔形构件300可延伸穿过闩锁开口 306，所述闩锁开口 306延伸穿过大体中空的套筒204。闩锁开口 306可帮助保持或维持楔形构件300与驱动表面304接触，这进而可确保驱动构件302相对于套筒204的轴向移动导致楔形构件300的径向位移。如下文更详细地解释的，随着驱动构件302朝向套筒204轴向移动或更深地进入套筒204内，驱动表面304可迫使楔形构件300径向移出套筒204到展开或闩锁位置(图7)。类似地，随着驱动构件302轴向移动而远离套筒204或离开套筒204，楔形构件300可至少部分地径向缩回到套筒