螺杆取芯钻具的制作方法

本发明涉及地质勘探的，尤其涉及一种螺杆取芯钻具。

背景技术：

1、目前，常规取芯钻具钻进时，通过钻机将钻压和扭矩传递到钻杆，再传递到钻头，随着钻进距离的增加，传递给钻头的扭矩不断减小，钻进效率降低，且常规取芯钻具无随钻测量功能，需要测量钻孔轨迹时，一般先整体提钻，再采用测斜仪工具下放到孔内测量，整个过程耗时较长，当发现钻孔轨迹偏离预计轨迹时，也难以调整轨迹。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种螺杆取芯钻具，其解决了现有技术中存在的取芯钻具无随钻测量功能，需要测量钻孔轨迹时，一般先整体提钻，再采用测斜仪工具下放到孔内测量，整个过程耗时较长，当发现钻孔轨迹偏离预计轨迹时，也难以调整轨迹的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括一种螺杆取芯钻具，包括外管总成和内管总成，外管总成内形成容纳腔，内管总成设于容纳腔，且能够自容纳腔内抽出；外管总成包括轴向依次连接的钻杆、连接组件和钻头，连接组件能够承载并传递内管总成向钻头输出的转矩，且使得钻头相对于钻杆执行运转动作，内管总成包括轴向依次连接的检测装置、脉冲段、驱动段和取芯件，检测装置用于检测打孔参数；脉冲段包括依次连接的第一进液部、脉冲发生器和第一出液部，介质液能够自第一进液部进入脉冲发生器后自第一出液部输出；其中，脉冲发生器能够根据打孔参数调控介质液的输入阻力，以实现介质液的编码进而通过介质液实现打孔参数的传递。

5、在该技术方案中，钻头设于钻杆的一端，用于在冲洗液的带动下执行转动动作，且钻头能够相对于钻杆转动进而实现打孔，检测装置用来检测打孔信息，如方位角、井斜角和工具面角等，而内管总成则能够将冲洗液的动能转化为驱动钻头旋转的转矩，还能够将检测装置检测到的打孔信息赋予在冲洗液中，传递至井上，进而实现数据的远距离无线传输。

6、内管总成包括脉冲段，脉冲段则包括依次连接的第一进液部、脉冲发生器和第一出液部，介质液能够自第一进液部进入脉冲发生器后自第一出液部输出，脉冲发生器能够依据检测装置所检测到的打孔信息，将冲洗液进行编码，例如，脉冲发生器根据检测装置的检测信息执行介质液的输入阻力的调控动作进而实现介质液的编码。

7、第一进液部和第一出液部内均存在水路，水路通过脉冲发生器连通。

8、具体的，在整个编码的过程中，脉冲发生器可通过检测装置检测到的信息，来调控冲洗液流经脉冲发生器时的流动阻力，例如，将流动阻力设置为两种模式，分别为大流动阻力，或者小流动阻力，依据检测装置的检测信息，通过脉冲发生器按照特定的次序改变流动阻力的大小，就可以使得介质液即冲洗液的输入端获得较大的输入阻力或者较小的流动阻力，该输入阻力会体现在冲洗液输入压力值的变化上，通过对压力值的变化情况进行解码，便可以得到检测装置检测到的打孔信息。

9、更具体的，钻杆内容纳腔中流通的介质液为冲洗液，检测装置为集成模块，其可设置于容纳腔，并且检测方位角、井斜角和工具面角等信息，取芯件和驱动段之间还设置第二推力轴承，取芯件可设置为取芯筒。

10、与现有技术相比，本发明通过将检测装置检测到的打孔信息赋予在冲洗液中，通过对压力值的变化情况进行解码，便可以得到检测装置检测到的打孔信息，由于打孔信息是赋予在冲洗液中的，因此，数据的传输不会受到打孔深度的限制，实现了打孔信息的无线传输；

11、在进行打孔参数检测时，需要停机进行，检测完毕后，开泵进行钻孔数据传输工作，当检测到钻孔参数符合预定标准时，再向钻杆施加钻压。

12、由于打孔信息被编码至冲洗液的输入压强的变化之中，因此，无需提钻便可实现打孔信息的检测和传递，因此降低了打孔作业的整体时长，确保打孔工作能够高效进行。

13、在本发明的一个技术方案中，驱动段包括依次连接的第二进液部、驱动件和第二出液部，自第一出液部输出的介质液能够自第二进液部进入驱动件后自第二出液部输出，进而将介质液的动能转化为驱动件的转矩；脉冲段和驱动段能够通过检测装置连接。

14、在本发明的一个技术方案中，内管总成还包括两组密封件，两组密封件分别设于脉冲段和驱动段，两组密封件将容纳腔分割为相互独立且相互密封的第一腔室、第二腔室和第三腔室，第一腔室和第二腔室之间通过脉冲段连通，第二腔室和第三腔室通过驱动段连通。

15、在本发明的一个技术方案中，内管总成还包括弹卡和捞矛头，弹卡和捞矛头均设于第一进液部；其中，弹卡与第一腔室的内壁抵接，进而实现内管总成的轴向定位，捞矛头用来牵引第一进液部进而实现内管总成的牵引。

16、在本发明的一个技术方案中，脉冲发生器包括本体、阀芯和流量调节件，本体内具有第一阀腔、第一通道、第二通道、第三通道和第二阀腔，第一阀腔和第二阀腔沿本体的径向设置；阀芯滑动安装于第一阀腔，第一通道和第二通道均与第一进液部连通，第三通道与第一出液部连通；流量调节件设于第二阀腔；其中，流量调节件能够被阀芯调控进而开启或关闭第二通道和第三通道之间、以及第一通道与第三通道之间的连通关系，且介质液自第二通道向第三通道流动的流通阻力大于自第一通道向第三通道流动的流通阻力。

17、在本发明的一个技术方案中，脉冲发生器还包括调节装置，调节装置能够设于本体，调节装置用于根据检测装置的检测信息向阀芯施加作用力，进而实现阀芯位置的调控。

18、在本发明的一个技术方案中，流量调节件包括密封球和弹簧，密封球位于阀芯和弹簧之间，且能够承载来自弹簧和阀芯的作用力，密封球能够通过改变与本体配合状态实现使得第一阀腔和第二阀腔保持连通或保持封闭，进而实现第一通道和第三通道连通关系的开启或关闭；

19、配合状态包括接触状态和脱离状态，接触状态对应第一阀腔和第二阀腔保持封闭的状态，接触状态也对应阀芯将第一通道与第三通道之间的连通关系开启的状态；

20、脱离状态对应第一阀腔和第二阀腔保持连通的状态，脱离状态也对应阀芯将第一通道与第三通道之间的连通关系关闭的状态。

21、在本发明的一个技术方案中，连接组件包括弯接头和长接头，弯接头的两端分别与钻杆和长接头螺纹连接；

22、连接组件还包括第一推力轴承、传扭短节、联轴器、径向轴承、弹性件和扩孔器；

23、第一推力轴承、传扭短节、联轴器、径向轴承和弹性件均设于长接头的内部，第一推力轴承设于弯接头和传扭短节之间，用于承载弯接头向传扭短节所施加的压力；

24、传扭短节内设有长键，长键与驱动段连接传动，且传扭短节与驱动段的相对周向位置能够保持一致；

25、联轴器一端与传扭短节螺纹连接，联轴器的另一端与扩孔器螺纹连接，扩孔器与钻头螺纹连接，扩孔器的外表面设有轴向依次连接的第一圆柱面、第一台阶面和第二圆柱面，第一圆柱面的直径大于第二圆柱面的直径；第二圆柱面上设有径向轴承和弹性件。

26、在本发明的一个技术方案中，连接组件还包括稳定环，扩孔器的内表面有第三圆柱面、第二台阶面和第四圆柱面，其中第三圆柱面的直径小于第四圆柱面的直径，稳定环设于第四圆柱面所围成的空间，第三圆柱面与取芯件间隙配合。

27、(三)有益效果

28、本发明的有益效果是：本发明的螺杆取芯钻具，内管总成包括脉冲段，脉冲段则包括依次连接的第一进液部、脉冲发生器和第一出液部，介质液能够自第一进液部进入脉冲发生器后自第一出液部输出，脉冲发生器能够依据检测装置所检测到的打孔信息，将冲洗液进行编码，例如，脉冲发生器根据检测装置的检测信息执行介质液的输入阻力的调控动作进而实现介质液的编码。

29、在整个编码的过程中，在整个编码的过程中，脉冲发生器可通过检测装置检测到的信息，来调控冲洗液流经脉冲发生器时的流动阻力，例如，将流动阻力设置为两种模式，分别为大流动阻力，或者小流动阻力，依据检测装置的检测信息，通过脉冲发生器按照特定的次序改变流动阻力的大小，就可以使得介质液即冲洗液的输入端获得较大的输入阻力或者较小的流动阻力，该输入阻力会体现在冲洗液输入压力值的变化上，通过对压力值的变化情况进行解码，便可以得到检测装置检测到的打孔信息。

30、与现有技术相比，本发明通过将检测装置检测到的打孔信息赋予在冲洗液中，通过对压力值的变化情况进行解码，便可以得到检测装置检测到的打孔信息，由于打孔信息是赋予在冲洗液中的，因此，数据的传输不会受到打孔深度的限制，实现了打孔信息的无线传输；

31、在进行打孔参数检测时，需要停机进行，检测完毕后，开泵进行钻孔数据传输工作，当检测到钻孔参数符合预定标准时，再向钻杆施加钻压。

32、由于打孔信息被编码至冲洗液的输入压强的变化之中，因此，无需提钻便可实现打孔信息的检测和传递，因此降低了打孔作业的整体时长，确保打孔工作能够高效进行。