能够快速重新配置的钻芯管头组件 |
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| 申请号 | CN201080068859.6 | 申请日 | 2010-08-30 | 公开(公告)号 | CN103154422B | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
| 申请人 | 阿特拉斯·科普柯加拿大有限公司; | 发明人 | 帕特里克·萨尔瓦多; 丹尼斯·格鲁克斯; 保罗·兰伯特; | ||||
| 摘要 | 一种能够 定位 在钻探设备的 钻柱 内的一种钻芯管头组件。所述钻芯管头组件包括上部 锁 体，所述上部锁体具有用于可接合地锁住所述钻柱的锁组件和用于接收密封构件的位于所述锁组件下方的直径减小部分。所述直径减小部分在其底部具有下部联接部分。管头组件还包括下部锁体，所述下部锁体在其顶部包括上部联接部分，管头组件还包括用于可将所述上部锁体可移除地联接到所述下部锁体的联接件。密封构件能够安装在所述直径减小部分上，并且能够通过将所述上部锁体从所述下部锁体上拆除而从所述直径减小部分上移除。所述管头组件能够在地面构型与 泵 入/地下构型之间快速地重新配置。钻芯管外部管部件也不需要在这两种构型之间重新配置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种能够定位在钻探设备的钻柱内的钻芯管头组件，所述钻芯管头组件包括： |
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| 说明书全文 | 能够快速重新配置的钻芯管头组件技术领域背景技术[0002] 在岩芯钻操作中，通常希望获得岩芯试样以获得关于特定位置的地质信息。理想地，该操作在不将钻柱从钻孔取出的情况下实现。为了实现该目的，已经发展出中空的钻柱，该中空的钻柱包括在钻柱的端部的钻头端和位于取芯钻头端附近的钻芯管单元。内部管组件单元能够穿过钻柱输送并因此理想地避免了必须取出整个钻柱以获得钻芯试样。 [0003] 然而，不同的钻探应用要求提供钻柱能够以不同的定向进行定位的钻探设备。钻柱的定位的不同迫使改变钻芯管部件以将内部管组件适当地并高效地定位到钻柱的钻头端。改变这些钻芯管部件需要将整个钻柱取出从而得以接近这些钻芯管部件。该过程会非常耗时并且低产。诸如地下采矿之类的其他钻探情况需要在所有定向上钻探的能力。另外，在向下钻孔的应用中，孔的角度可偏离到更平的水平角度，这会要求钻芯管改变为向上钻孔的构型，以高效地将内部管组件推进至钻柱的钻头端。仍然存在避免在地面构型与泵入/地下构型之间对钻芯管外部管部件进行重新配置的需要。 [0004] US4,834,198公开了一种包括内部管组件的钻芯管设备，内部管组件可以在重力作用下下降或者通过流体被推进至钻柱的钻头端。在该设备中，密封件插入在螺纹连接在锁体上的和垫圈上的锁紧螺母之间。垫圈靠在推压下部管构件的螺旋弹簧上。该构型中的密封件不可能被取出而不影响剩余部件的适当接合。 [0005] US6,425,449公开了一种钻探设备，其包括安装在锁体适配器部件上的密封件，该锁体适配器部件能够被取出以从向上钻孔构型转变为向下钻孔构型。 [0006] 因此，目前仍然存在对能够在地面构型与泵入/地下构型之间快速地重新配置、能够在现场便利地维护并且需要最少量的部件来实现重新配置的管头组件的需要。 发明内容[0007] 本发明的目的是提供满足至少一个上文提到的需要的管头组件。 [0008] 相应地，本发明提供一种能够定位在钻探设备的钻柱内的钻芯管头组件，所述钻芯管头组件包括： [0009] -上部锁体，所述上部锁体包括： [0010] -用于可接合地锁住所述钻柱的锁组件；以及 [0011] -位于所述锁组件下方的直径减小部分，所述直径减小部分用于接收密封构件，所述直径减小部分在其底部包括下部联接部分； [0012] -下部锁体，所述下部锁体在其顶部包括上部联接部分；以及 [0013] -联接件，所述联接件用于分别通过所述下部联接部分和所述上部联接部分将所述上部锁体可移除地联接到所述下部锁体； [0014] 其中，所述密封构件能够安装在所述直径减小部分上，并且能够通过将所述上部锁体从所述下部锁体上拆除而从所述直径减小部分上移除。 [0015] 与本申请人了解的现有设计相比，根据本发明的管头组件提供以下优点： [0016] -用于地面构型和泵入/地下构型的共同的外部管部件； [0017] -用于从地面构型向地下构型转变增加的部件最少(尽管地下构型可用于地面应用)；以及 [0019] 前面的概要以及本发明的优选实施方式的详细描述在与附图结合起来阅读时将被更好地理解。为了说明本发明的目的，在示意性的附图中示出有目前优选的实施方式。然而应当理解，本发明不限于示出的确切布置和机构。在附图中： [0020] 图1是根据本发明的优选实施方式的管头组件的分解立体图。 [0021] 图2是根据本发明的另一个优选实施方式的管头组件的侧视截面图。 [0022] 图3是根据本发明的另一个优选实施方式的管头组件的侧视截面图。 具体实施方式[0023] 在详细说明本发明的任何实施方式之前，要理解本发明不限于其在下文的描述中说明的或在下面的附图中示出的构型和部件的布置方式的细节中的应用。本发明能够用于其他实施方式并能够以不同的方式来实施或执行。同样，要理解此处使用的用语和术语是用于说明的目的而不应被作为限制。在此，“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用意于包含随后列出的项目及其对等物以及附加的项目。除非另外指出或限制，否则词语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变型将在广义的方面使用并包含直接和间接的安装、连接、支承和联接，并因此意于包括两个构件之间直接连接(没有任何其他构件位于这两个构件之间)以及构件之间的间接连接(其中一个或多个其他构件位于构件之间)。另外，“连接”和“联接”不限制于物理的或机械的连接或联接。附加地，词语“下”、“上”、“向上”、“下方”和“向下”指的是在被参考的附图中的方向。词语“内部”、“向内”和“外部”、“向外”分别指朝向和背离所描述的元件的指定轴线或几何中心的方向，特定的含义在说明书的上下文中容易显而易见。术语包括上文具体提到的词语、其派生词、以及词语或类似含义。 [0024] 现在详细参考附图，其中相同的数字用于自始至终指代相同的元件，在图1中示出了用于钻探设备的钻芯管头组件10的目前优选的实施方式。 [0025] 钻芯管头组件10可定位在钻探设备的钻柱内。钻芯管头组件10包括上部锁体12，上部锁体12具有用于可接合地锁住钻柱的锁组件14。上部锁体12还包括位于锁组件 14下方的直径减小部分16，直径减小部分16用于接收密封构件18。直径减小部分16在其底部具有下部联接部分20。头组件10还包括下部锁体22，下部锁体22在其顶部包括上部联接部分24。头组件10还包括联接件26，联接件26用于分别通过下部联接部分20和上部联接部分24将上部锁体12可移除地联接到下部锁体22。密封构件18可安装在直径减小部分16上，并且在将上部锁体12从下部锁体22上拆除时，密封构件18可从直径减小部分16上移除。 [0026] 优选地，头组件10还包括台肩部60，并且在密封构件18的安装或移除之后以及联接件26的整个安装期间，台肩部60与锁组件14之间的距离是恒定的。 [0027] 优选地，下部联接部分20和上部联接部分24是螺纹部分，并且联接件26是带螺纹的锁紧螺母、螺纹联接件或衬套或任何其他等同的结构。在图2示出的本发明的实施方式中，联接件26是具有与下部锁体22接合的直径减小部分38的螺纹联接件。联接件26将上部锁体12锁紧到下部锁体22，并且还将台肩部60锁紧至适当位置。联接件26使得泵密封构件18和台肩部28从上部锁体12的移除变得方便。因此，上部锁体12拧入螺纹联接件26中，直到到达最低点，无论密封构件18安装与否，台肩部28与锁组件14之间的距离都保持恒定。 [0028] 优选地，对于图2示出的实施方式，螺纹连接部26包括用于接收垫圈32的凹部。将密封固件18和止挡垫圈32从头组件10移除，用于地面构型。这通过将联接件26从上部锁体和下部锁体上拆除来实现。联接件26中的容纳止挡垫圈32的凹部适于使得无论止挡垫圈安装与否台肩部60与锁组件14之间的距离都保持相同。 [0029] 在图3示出的本发明的实施方式中，联接件26拧入带螺纹的锁紧螺母30中。锁紧螺母30将上部锁体12联接到下部锁体22，并且还将台肩部60锁紧到适当的位置。锁紧螺母30因此也使得泵密封构件18和台肩部28从上部锁体12的移除变得方便。因此，上部锁体12拧入下部锁体22中，直到到达最低点，锁紧螺母30将锁体和台肩部60锁紧到适当的位置。无论密封构件18安装与否，台肩部60与锁组件14之间的距离都保持恒定。 [0030] 优选地，当使用锁紧螺母30时，上部锁体12包括用于接收垫圈32的凹部。将密封构件18和止挡垫圈32从头组件10移除，用于地面构型。这通过将锁紧螺母30从上部锁体和下部锁体上拆除来实现。上部锁体12中的容纳止挡垫圈32的凹部适于使得无论止挡垫圈安装与否台肩部60与锁组件14之间的距离都保持相同。 [0031] 优选地，如图1至图3所示，上部锁体12还包括上部中心孔和用于将上部锁体的外表面连接到上部中心孔的上部接口系统34，并且下部锁体22还包括与上部中心孔流体连通的下部中心孔和用于将下部锁体的外表面流体地连接到下部中心孔的下部接口系统36。 [0032] 优选地，上部接口系统34位于上部锁体12的直径减小部分16的上方。 [0033] 优选地，密封构件18包括至少一个环形密封件，如在图1至图3中示出的第一环形密封件40和第二环形密封件42。密封件可以由任何弹性材料制成，并且适于在位于钻柱内时防止上部锁体12与下部锁体22之间在其外部上的流体循环，并因此迫使流体流过中心孔部分。 [0034] 上部锁体12中的锁组件14可以按照本领域已知的各种设计进行操作。例如，图1示出了包括与伸缩壳体52操作性连接的一对锁50的锁组件，伸缩壳体52容置与弹簧56连接的锁活塞54和弹簧保持部58。 [0035] 对于泵入/地下构型和地面构型，所有部分都是一致的。外部管部件因此能够对于泵入/地下应用和地面应用保持相同。 [0036] 尽管在此已经详细地描述了并在附图中示出了本发明的优选实施方式，然而要理解的是本发明不限于这些具体的实施方式，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以实现各种变化和变型。 |
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