110已到达钻柱104内的所需位置；岩芯筒组件110的远端即可穿过最后的钻杆并落在处于外管112顶部的坐放环上。这时，制动元件310可与钻柱104中的第一环形凹槽700轴向对齐。这时，偏置构件330可完全展开，向近端推动坐放构件312，从而推动制动元件310径向向外进入第一环形凹槽700中。
[0077]此外，一旦岩芯筒组件110已落到外管112的坐放环上，第一构件202即可朝向套筒204远端地移动(并且在一些实现方式中至少部分地进入所述套筒中)。这一移动可使得驱动表面304径向向外驱动楔形构件300 (穿过闩锁开口 306)并与钻柱104的内径104接合。具体而言，楔形构件300可被驱动进入与钻柱104的内表面502上形成的第二环形凹槽702接合。
[0078]由于楔形构件300展开在第二凹槽702中，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110轴向锁定在钻探位置中。换句话说，楔形构件300和环形凹槽702可防止岩芯筒组件110相对于外管112的轴向移动。具体而言，从动闩锁机构128可承受样品进入岩芯筒124时的钻探载荷。另外，尽管匹配头组件部件由于钻探操作或异常的钻柱移动会产生振动和惯性载荷，从动闩锁机构128可维持展开或闩锁状态。
[0079]应了解，当处于钻探位置时，偏置构件330可向远端迫使驱动构件302，从而迫使楔形构件300径向向外进入展开位置中。因此，从动闩锁机构128可帮助确保楔形构件300不会无意脱离或缩回，使得岩芯筒内管组件从下倾角孔中的钻探位置上升、或从上倾角孔中突然下落从而阻碍钻探。同时，偏置构件330可向近端迫使坐放构件312，从而迫使制动元件310径向向外进入延伸位置中。
[0080]除前述之外，图7还示出当处于钻探位置时，活塞344可向远端超过衬套352。这可允许流体在中心镗孔380内经过密封件130流动。因此，在钻探过程期间，流体控制构件342可允许钻探流体到达钻头106，以按所需或需要地提供冲洗和冷却。根据本文公开应了解到，在岩芯筒到达钻探位置并且活塞344超过衬套352时，可产生并随后释放压力峰值。所述压力峰值可向钻探操作人员提供指示:岩芯筒组件110已到达钻探位置并闩锁到钻柱104。
[0081]除了将岩芯筒组件110轴向锁定或闩锁在钻探位置之外，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110相对于钻柱104旋转锁定，使得岩芯筒组件110与钻柱104串联旋转。如前所述，这可防止岩芯筒组件110与钻柱104的匹配部件(即，楔形构件300、制动元件310、钻柱104的内径502、位于岩芯筒远端的坐放台肩、位于外管112近端的坐放环)之间的磨损。
[0082]具体而言，参考图8，在钻柱104旋转(由箭头800表示)时，岩芯筒组件110和驱动构件302可具有惯性(由箭头804表示)，否则从动闩锁机构128可趋向于使得岩芯筒组件110不旋转或以比钻柱104慢的速率旋转。然而，如图8所示，因为钻柱104的旋转试图使楔形构件300相对于驱动构件302旋转(由箭头802表示)，钻柱104的旋转使得楔形构件300楔入驱动构件302的驱动表面304与钻柱104的内表面502之间。楔形构件300楔入或夹入驱动表面304与钻柱104的内径502之间，并使驱动构件302 (且因此使岩芯筒组件110)相对于钻柱104旋转锁定。因此，从动闩锁机构128可确保岩芯筒组件110与钻柱104 一起旋转。
[0083]根据本文公开应了解，驱动表面304和钻柱104的内径502的配置可产生如图8所示的圆周锥度。换句话说，钻柱104的内径502与驱动构件302之间的距离可周向变化。这一圆周锥度使得楔形构件300楔入钻柱104与驱动构件302之间，或变成夹入钻柱104与驱动构件302之间，从而使岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱104。
[0084]如图8所示，在至少一个实现方式中，钻柱104与驱动表面104之间的圆周锥度可通过驱动表面304的平面配置产生。在替代实现方式中，驱动表面304可能不具有平面表面。例如，驱动表面304可按需要具有凹形、凸形、圆形、V形或其他配置。无论如何，应了解，驱动表面304的配置可在驱动构件302与钻柱104的内径502之间产生圆周锥度。在又一个实现方式中，驱动构件302可具有大体圆形横截面，并且钻柱104的内径502可包括在钻柱104的内径502与驱动表面304或驱动构件302之间产生圆周锥度的配置。
[0085]根据本文公开应了解，制动机构132可起到防止近端作用力使岩芯筒组件110移动而离开钻探位置，从而防止无意或不想要的排出的作用。例如，在钻探期间，可能遇到岩层102中的压力腔或其他异常，这在钻探过程期间产生指向近端的力。这种力可向近端压迫活塞344和驱动构件件302，这可能释放从动闩锁机构128 (即，使得楔形构件300径向缩回而离开环形凹槽702)。这进而可允许近端力潜在地沿钻柱104向上朝近端投射出岩芯筒组件，或使岩芯筒组件110崩出。制动机构可防止这种事故。
[0086]具体而言，如果近端作用力或干扰力作用来相对于套筒204近端移动第一构件，那么它将向近端压迫坐放构件312。这进而可迫使坐放构件312的锥形表面驱动制动元件310，使制动元件310径向向外穿过制动开口 314并接合相关的钻杆。制动元件310与钻柱104之间的接合可起到抗近端作用力或干扰力，从而制动或停止头组件126并防止不想要或无意的排出的作用。在从动闩锁机构128被展开或缩回时，和/或在岩芯筒组件110的栗入或缩回期间，可通过近端作用力来展开制动机构132。
[0087]在某种情况下，如当岩芯样品已被捕获时，可能需要取回岩芯筒组件110。参考图9，为了取回岩芯筒组件110，可使用钢丝绳145来使打捞筒组件900下降到与矛头组件200接合。随后可使用所述钢丝绳来向近端牵引打捞筒900和矛头组件200。这进而可起到向近端牵引第一构件202而使其远离套筒204的作用。第一构件202的近端移动可使得制动元件310在沿着坐放构件312移动时缩回到上闩锁体308内。此外，第一构件202的近端移动可使得楔形构件300在它们沿着驱动构件302移动时径向缩回。一旦第一构件202已被足够地向近端牵引以缩回制动机构132和从动闩锁机构128，安装狭槽324的远端即可与销320接合，从而向近端牵引套筒204。
[0088]如之前提到的，在不脱离本描述的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可设计许多变体和替代布置。例如，根据本发明的岩芯筒组件可包括提供轴向锁定的常规闩锁机构(如弹簧从动枢转闩锁或机械联动闩锁)和提供旋转锁定的从动闩锁机构。例如，这可通过修改头组件部件(如下闩锁体)以包括与位于外管中的坐放环的内径接合的滚子元件来实现。在这一配置中，所述下R锁体可包括驱动表面和允许滚子元件变成楔入驱动表面与外管之间的保持器构件，从而使下闩锁体旋转锁定到所述坐放环的内径。
[0089]具有上孔衬套的岩芯筒组件
[0090]本文参考图10-图14描述的是用于在上孔钻探操作期间定位在岩芯筒组件110内的衬套600。可以设想，当岩芯筒组件110用于进行上孔钻探操作时可使用衬套600来代替衬套352。如本文所使用的，术语“上孔钻探操作”指的是钻柱和岩芯筒组件在相对于水平有向上的角度的井中操作的任何钻探操作。因此，重力克服钻探方向做功的任何钻探操作可被认为是“上孔钻探操作”。
[0091]在一个方面，衬套600可具有纵轴线620。如图10-图11示出的，可以设想，岩芯筒组件110可具有纵轴线111。在示例性方面中，衬套600的纵轴线620可与岩芯筒组件110的纵轴线111大体地轴向对齐。
[0092]在示例性方面中，衬套600可包括具有内表面602和外表面604的壁601。在这些方面中，内表面602可限定衬套600的入口 606、出口 608和中心镗孔610。可以设想，衬套600的中心镗孔610可围绕衬套的纵轴线620并在衬套的入口 606与出口 608之间延伸。
[0093]在一个方面，衬套600的外表面604可具有被定位成接近衬套的入口 606的第一部分612和被定位成接近衬套的出口 608的第二部分614。在这个方面，可以设想，壁601的外表面604的第一部分612可相对于衬套600的纵轴线620从外表面的第二部分614向外延伸，使得外表面的第一部分限定相对于衬套的纵轴线大体垂直延伸的相对的第一台肩表面616和第二台肩表面618。任选地，在另一个方面，外表面604的第一部分612可限定相对于衬套600的纵轴线620定位在第一台肩表面616与第二台肩表面618之间的狭槽613。在这个方面，可以设想，狭槽613可在衬套600的外表面604的第一部分612周围周向延伸。可以设想，可选择性地改变狭槽613的尺寸和纵横比，以提供在阀活塞穿过衬套时对阀活塞的干涉配合的衬套阻力的减少。然而，可以设想，可移除狭槽来提供最大的阻力并因此显著更高的流体压力累积和更大可用的供应流体栗送容量，以便允许更深的井深。
[0094]在示例性方面，并且如前所述的，可以设想，衬套600可允许阀元件(例如，活塞344)在缩回岩芯筒组件110期间保持关闭，使得可维持流体压力。在这些方面，可以设想，衬套600的外表面的第二部分614作为延伸，所述延伸允许阀在缩回岩芯筒组件期间保持关闭。还可以设想，衬套600可被应用到岩芯筒组件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，确保大体无负荷的解闩锁过程并防止累积加压流体。
[0095]在示例性方面，并参考图14，衬套600的内表面602可任选地限定突起603，所述突起603定位在衬套的入口 606与出口 608之间并延伸到衬套的中心镗孔610中。在这些方面，衬套600的入口 606可限定衬套的第一内径，并且突起603可限定衬套的第二内径。可以设想，衬套600的第一内径可大于衬套的第二内径。还可以设想，突起603可周向围绕衬套600的纵轴线620。任选地，在另外的方面，还可以设想，衬套600的壁601的内表面602的在入口 606与突起603之间的至少一部分可相对于衬套的纵轴线620向内呈锥形。可以设想，向内的锥形可提供过渡至导架的角度并逐渐使阀活塞集中并产生流体压力中逐渐的变化。在示例性方面，可以设想，可采用缓角形锥形来获得这种压力的逐渐变化。在另外的可选方面，壁601的内表面602可限定接近突起603的凹槽622。在这些方面，凹槽622可相对于衬套的纵轴线620定位在衬套600的突起603与出口 608之间。可以设想，凹槽622可被配置来接收活塞344的至少一部分。还可以设想，当与突起