本实用新型涉及钻井取心装置技术领域，是一种液压锁紧式取心装置。
背景技术：
在石油钻井取心领域，中硬至坚硬地层取心一般使用自锁式取心工具，但是很多地层往往都是软硬交替的非均质地层，尤其是夹层中含有较强水敏性岩石，当取心过程中钻遇这种夹层时，岩心在通过自锁式岩心爪时其表面的水化膨胀物将岩心爪内表面的摩擦材料糊死，取心结束时，由于岩心爪内表面有较多的水敏性岩性的水化物，上体钻具割心时，由于岩心爪内表面的摩擦材料被糊死，其与岩心之间的摩擦力不足以克服其自锁收缩的力，此时出现岩心爪打滑，往往上提一段距离后，岩心爪才收缩，割断岩心，这就造成取心收获率低，甚至出现空筒的情况。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种液压锁紧式取心装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有自锁式取心工具针对非均质地层取芯时，存在取心成功率较低的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种液压锁紧式取心装置，包括上接头、轴承座、外筒、钻头、弹性锁紧套和加压筒，上接头、轴承座、外筒和钻头自上而下依序固定安装在一起，在钻头的下端内侧固定安装有内侧面设置有呈上宽下窄锥状的导向锥面的挡环，弹性锁紧套为下部沿圆周间隔分布有开口的弹性锁紧套，在弹性锁紧套的外侧设置有与导向锥面对应的外锥面，弹性锁紧套通过外锥面套装在导向锥面上，在挡环外侧固定安装有导向套，在导向套的上部固定安装有位于弹性锁紧套上方的岩心锁紧总成，在岩心锁紧总成内设置有滑动腔，在滑动腔内套装有能给弹性锁紧套施加下移作用力的液压总成，在岩心锁紧总成的上部沿圆周设置有至少一个与滑动腔相通的压力液导向通道，在岩心锁紧总成的上端固定有内筒，在内筒的上部固定安装有活塞套，在活塞套的下部沿圆周分布有与压力液导向通道上下对应的径向压力液孔，在上下对应的径向压力液孔与压力液导向通道之间固定有位于内筒与外筒之间的耐压管，在活塞套内间隔密封固定安装有活塞芯筒，在活塞芯筒与活塞套之间形成与径向压力液孔相通的活塞腔，在活塞腔的上部内置有活塞，活塞与活塞套通过下剪切销钉固定安装在一起，加压筒的下部套装在活塞上方的活塞套与活塞芯筒之间，加压筒的上部密封套装在上接头的中部内侧，在加压筒的上部内侧通过至少一个的上剪切销钉安装有上球座，在活塞套的上部与上接头的下部内侧之间固定安装有位于加压筒外侧的分流接头，在上球座与活塞芯筒之间的加压筒上沿圆周分布有第一径向通孔，在分流接头的中部沿圆周分布有与第一径向通孔相通的第二径向通孔，在钻头上设置有循环通孔，自第二径向通孔处至循环通孔处的分流接头外侧与轴承座内侧之间、外筒内侧与活塞套外侧之间、外筒内侧与内筒外侧之间以及钻头内侧与导向套外侧之间形成能使第二径向通孔和循环通孔相通的循环通道。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述岩心锁紧总成包括内筒接头和套筒，液压总成包括压套和滑动套，在导向套的上部内侧固定有环形凸台，内筒接头的下部外侧与弹性锁紧套上方的环形凸台内侧固定安装在一起，内筒接头的上部外侧与套筒的上部内侧密封固定安装在一起，套筒的底面与导向套的顶面顶紧在一起，在内筒接头的中部外侧与套筒中部内侧之间设置有滑动腔，在滑动腔内密封套装有滑动套，压力液导向通道设置在内筒接头上，在压套的顶部外侧沿圆周间隔分布有至少两个的插条，在环形凸台上沿圆周间隔分布有与插条对应的轴向滑动孔，插条的下部套装在轴向滑动孔内，插条的上部位于滑动套下方的滑动腔内，在环形凸台下方的压套内设有限位环台，限位环台的顶端顶在环形凸台底部，压套位于弹性锁紧套的上方。
上述滑动套通过密封圈密封套装在滑动腔内；或/和，在内筒接头的上部外侧与套筒的上部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈。
上述加压筒上方的上接头内侧固定安装有定位套，在定位套上沿圆周分布有至少一个的定位孔，在加压筒的上端沿圆周分布有与定位孔上下对应的定位槽，在上下对应的定位孔和定位槽内安装有能对加压筒周向限位的定位销。
上述活塞芯筒的下部内侧固定安装有座球直径小于上球座座球直径的下球座，在活塞套上方的分流接头与加压筒之间形成均与第一径向通孔与第二径向通孔相通的缓冲腔。
上述分流接头的上部外侧设置有内凹台，在轴承座的内侧设置有与内凹台内外对应的外凹台，在内凹台与外凹台之间安装有推力轴承，在内凹台上方的分流接头外侧设置内限位凹台，在外凹台上方的轴承座内侧设置有与内限位凹台内外对应的外限位凹台，在内限位凹台与外限位凹台之间固定安装有能对推力轴承轴向限位的弹性挡圈。
上述耐压管上方的活塞套外侧设置有环形卡槽；或/和，在活塞套的内侧与活塞腔下方的活塞芯筒外侧之间固定安装有至少一道的密封圈；或/和，加压筒的上部外侧与上接头的中部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈；或/和，在钻头的下端内侧一体固定有能对挡环限位的限位卡台，挡环座在限位卡台上；或/和，在弹性锁紧套的内侧固定有摩擦材料制的耐磨损层；或/和，导向锥面设置在挡环的上部内侧，在导向锥面下方的挡环内侧设置有呈上窄下宽锥状的导引锥面。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，在上体钻具之前，岩心锁紧总成能够将岩心锁紧，通过上体钻具即可拔断岩心，从而提高了取心的成功率，避免出现空筒情况，适用于均质地层和非均质地层。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1中A处的放大结构示意图。
附图3为附图1中B处的放大结构示意图。
附图中的编码分别为：1为上接头，2为轴承座，3为外筒，4为钻头，5为加压筒，6为挡环，7为弹性锁紧套，8为导向套，9为滑动腔，10为压力液导向通道，11为内筒，12为活塞套，13为径向压力液孔，14为耐压管，15为活塞芯筒，16为下球座，17为下剪切销钉，18为活塞腔，19为上剪切销钉，20为上球座，21为分流接头，22为内筒接头，23为套筒，24为压套，25为滑动套，26为环形凸台，27为插条，28为外锥面，29为密封圈，30为定位套，31为定位销，32为第一径向通孔，33为第二径向通孔，34为缓冲腔，35为循环通孔，36为循环通道，37为推力轴承，38为弹性挡圈，39为环形卡槽，40为限位卡台，41为导引锥面，42为活塞，43为密封球，44为钢球，45为限位环台。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1至3所示，该液压锁紧式取心装置包括上接头1、轴承座2、外筒3、钻头4、弹性锁紧套7和加压筒5，上接头1、轴承座2、外筒3和钻头4自上而下依序固定安装在一起，在钻头4的下端内侧固定安装有内侧面设置有呈上宽下窄锥状的导向锥面的挡环6，弹性锁紧套7为下部沿圆周间隔分布有开口的弹性锁紧套7，在弹性锁紧套7的外侧设置有与导向锥面对应的外锥面28，弹性锁紧套7通过外锥面28套装在导向锥面上，在挡环6外侧固定安装有导向套8，在导向套8的上部固定安装有位于弹性锁紧套7上方的岩心锁紧总成，在岩心锁紧总成内设置有滑动腔9，在滑动腔9内套装有能给弹性锁紧套7施加下移作用力的液压总成，在岩心锁紧总成的上部沿圆周设置有至少一个与滑动腔9相通的压力液导向通道10，在岩心锁紧总成的上端固定有内筒11，在内筒11的上部固定安装有活塞套12，在活塞套12的下部沿圆周分布有与压力液导向通道10上下对应的径向压力液孔13，在上下对应的径向压力液孔13与压力液导向通道10之间固定有位于内筒11与外筒3之间的耐压管14，在活塞套12内间隔密封固定安装有活塞芯筒15，在活塞芯筒15与活塞套12之间形成与径向压力液孔13相通的活塞腔18，在活塞腔18的上部内置有活塞42，活塞42与活塞套12通过下剪切销钉7固定安装在一起，加压筒5的下部套装在活塞42上方的活塞套12与活塞芯筒15之间，加压筒5的上部密封套装在上接头1的中部内侧，在加压筒5的上部内侧通过至少一个的上剪切销钉19安装有上球座20，在活塞套12的上部与上接头1的下部内侧之间固定安装有位于加压筒5外侧的分流接头21，在上球座20与活塞芯筒15之间的加压筒5上沿圆周分布有第一径向通孔32，在分流接头21的中部沿圆周分布有与第一径向通孔32相通的第二径向通孔33，在钻头4上设置有循环通孔35，自第二径向通孔33处至循环通孔35处的分流接头21外侧与轴承座2内侧之间、外筒3内侧与活塞套12外侧之间、外筒3内侧与内筒11外侧之间以及钻头4内侧与导向套8外侧之间形成能使第二径向通孔33和循环通孔35相通的循环通道36。
将本实用新型通过上接头1与钻具固定安装在一起，将本实用新型下入井内进行取心作业，岩心柱进入弹性锁紧套7中，取心钻井结束后，从钻台立管处投入密封球43，密封球43坐入上球座20后，缓慢开泵，随着泵压升高，加压筒5向下移动推动活塞42，剪断活塞42上的下剪切销钉17，活塞42继续下行，活塞腔18内的压力液通过活塞套12上的径向压力液孔13、耐压管14以及内筒接头22上的压力液导向通道10进入滑动腔9内并推动液压总成下行，液压总成下行对弹性锁紧套7顶端面施压，使弹性锁紧套7下行，由于弹性锁紧套7为下部沿圆周间隔分布有开口的弹性锁紧套7，弹性锁紧套7在挡环6的导向锥面的压迫下收缩，被压迫的弹性锁紧套7收缩抱紧岩心柱，随着泵压继续升高，上球座20上的上剪切销钉19被剪断，上球座20下行，部分泵压依序通过第一径向通孔32、第二径向通孔33、循环通道36和循环通孔35泄出，使泵压下降，滑动腔9内压力恒定，使岩心锁紧在锁紧套中，此时上提钻具拔断岩心，完成割心。
由上所述可知，在上体钻具之前，岩心锁紧总成能够将岩心锁紧，通过上体钻具即可拔断岩心，从而提高了取心的成功率，避免出现空筒情况，适用于均质地层和非均质地层。
可根据实际需要，对上述液压锁紧式取心装置作进一步优化或/和改进：
如附图1至3所示，岩心锁紧总成包括内筒接头22和套筒23，液压总成包括压套24和滑动套25，在导向套8的上部内侧固定有环形凸台26，内筒接头22的下部外侧与弹性锁紧套7上方的环形凸台26内侧固定安装在一起，内筒接头22的上部外侧与套筒23的上部内侧密封固定安装在一起，套筒23的底面与导向套8的顶面顶紧在一起，在内筒接头22的中部外侧与套筒23中部内侧之间设置有滑动腔9，在滑动腔9内密封套装有滑动套25，压力液导向通道10设置在内筒接头22上，在压套24的顶部外侧沿圆周间隔分布有至少两个的插条27，在环形凸台26上沿圆周间隔分布有与插条27对应的轴向滑动孔，插条27的下部套装在轴向滑动孔内，插条27的上部位于滑动套25下方的滑动腔9内，在环形凸台26下方的压套24内设有限位环台45，限位环台45的顶端顶在环形凸台26底部，压套24位于弹性锁紧套7的上方。
进入滑动腔9内的压力液推动滑动套25下行，滑动套25再推动压套24下行，压套24下行对弹性锁紧套7顶端面施压，使弹性锁紧套7下行。外锥面28与导向锥面的配合设置，便于弹性锁紧套7在压套24的作用下下移，使弹性锁紧套7更快更好的将岩心锁紧，进一步能够提高取心的成功率。
如附图3所示，滑动套25通过密封圈29密封套装在滑动腔9内；或/和，在内筒接头22的上部外侧与套筒23的上部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈29。密封圈29能够提高结构之间的密封性。
如附图1所示，在加压筒5上方的上接头1内侧固定安装有定位套30，在定位套30上沿圆周分布有至少一个的定位孔，在加压筒5的上端沿圆周分布有与定位孔上下对应的定位槽，在上下对应的定位孔和定位槽内安装有能对加压筒5周向限位的定位销31。定位销31能够防止加压筒5周向旋转，使加压筒5在足够大的泵压作用下下移。
如附图1至3所示，在活塞芯筒15的下部内侧固定安装有座球直径小于上球座20座球直径的下球座16，在活塞套12上方的分流接头21与加压筒5之间形成均与第一径向通孔32与第二径向通孔33相通的缓冲腔34。
循环钻井液洗井，钻井液可清洗内筒11。当将钢球44从井口投入并落入下球座16上后，钻井液可以从第一径向通孔32、缓冲腔34、第二径向通孔33依序进入循环通道36后，从循环通孔35可以进入钻头4处的岩心柱位置，冲刷岩心柱，使岩心的外径减小，便于岩心进入锁紧套中，进一步提高了取心的成功率。
如附图1至3所示，在分流接头21的上部外侧设置有内凹台，在轴承座2的内侧设置有与内凹台内外对应的外凹台，在内凹台与外凹台之间安装有推力轴承37，在内凹台上方的分流接头21外侧设置内限位凹台，在外凹台上方的轴承座2内侧设置有与内限位凹台内外对应的外限位凹台，在内限位凹台与外限位凹台之间固定安装有能对推力轴承37轴向限位的弹性挡圈38。当打压时，推力轴承37可以承受一定的轴向力。推力轴承37、弹性挡圈38均为现有公知技术。
如附图1至3所示，在耐压管14上方的活塞套12外侧设置有环形卡槽39；或/和，在活塞套12的内侧与活塞腔18下方的活塞芯筒15外侧之间固定安装有至少一道的密封圈29；或/和，加压筒5的上部外侧与上接头1的中部内侧之间固定安装有至少一道的密封圈29；或/和，在钻头4的下端内侧一体固定有能对挡环6限位的限位卡台40，挡环6座在限位卡台40上；或/和，在弹性锁紧套7的内侧固定有摩擦材料制的耐磨损层；或/和，导向锥面设置在挡环6的上部内侧，在导向锥面下方的挡环6内侧设置有呈上窄下宽锥状的导引锥面41。在拆卸工具时，通过在卡槽处安装卡环，可以将活塞套12座在外筒3上端。摩擦材料制的耐磨损层可以提高弹性锁紧套7的内侧面的摩擦力。导引锥面41利于岩心入筒。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。