短节及绳索取心钻进系统

1.本实用新型涉及钻探工程技术领域，特别是涉及一种短节及绳索取心钻进系统。

背景技术：

2.绳索取心钻进技术作为一种比较成熟的、可不提出钻头和钻具就能够从孔底取出岩心的钻进技术广泛应用于金属、非金属、煤层气、可燃冰等矿产资源钻探勘查，也应用于水文地质和工程地质勘查取样等施工中。
3.绳索取心钻进技术具体包括：连接着钻头的外岩心管与用于容纳岩心的内岩心管之间利用弹簧卡销锁定，也可以脱开分离；在钻头钻进一定的深度后，自地面从钻杆内利用细钢丝绳下入打捞器，打捞器到达孔底抓住内岩心管的打捞头，然后上提脱开卡销并使内、外岩心管分离，从钻杆内将内岩心管提到地面，将岩心取出，取出岩心后，重新将内岩心管投入钻杆内，到达孔底卡销又卡住外岩心管，即可继续进行取心钻进。
4.随着绳索取心钻进深度的不断增加，工程人员需要及时获取钻孔顶角、方位角等轨迹数据及近钻头处的钻压、扭矩、振动、温度等相关参数，及时掌握钻孔轨迹及孔内钻具的实际工作状态，确保钻进过程与钻具的安全性。在油气勘查领域，随钻测量技术已经是一种成熟可靠且应用广泛的技术，具体通过在钻头后方连接随钻测量装置，可以实时测得钻头周边地层的地质参数，同时可以对钻头位置、钻压、钻井轨迹等相关参数进行监测，便于地面技术人员在获取相关钻进参数后及时进行纠偏。传统油气勘查领域采用的随钻测量短节安装后到钻头的距离通常都比较大(大于5米)，直接应用在绳索取心钻进的随钻测量中会存在较长的测量盲区；此外，现有技术中，还有将用于测量工程参数和地质参数的各种测量装置安装在不同的短节内外壁上，然后将不同的短节依次相连的方案，与传统油气勘查领域的随钻测量系统相比，这种方案虽然能够在一定程度上缩短测量盲区，但是连接后的整体结构不够紧凑、短节的空间利用率低，导致距离钻头较远的几个短节上的测量装置仍存在测量盲区的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种短节及绳索取心钻进系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高空间利用率，有效地减小测量盲区。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.本实用新型提供一种短节，包括短节本体以及至少一个盖板，所述短节本体的一端用于与钻头固定连接，所述短节本体的另一端用于与外岩心管固定连接，所述短节本体上开设有通过孔，所述通过孔的一端用于与所述钻头连通，所述通过孔的另一端用于与所述外岩心管连通，且内岩心管能够穿过所述通过孔，所述短节本体的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽，所述盖板的数量用于与所述第一安装槽的数量相等，各所述盖板用于分别密封且固定地设于各所述第一安装槽内，且各所述盖板与各所述第一安装槽的底面之间留有安装空间，各所述安装空间用于容纳测量装置。
8.优选地，各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面上均开设有第二安装槽，各所述第二安装槽用于分别与各所述第一安装槽的底面形成各所述安装空间。
9.优选地，各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面用于与各所述第一安装槽的底面贴合，且各所述第一安装槽的底面上用于与各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面接触的部分开设有密封槽，各所述密封槽均用于容纳密封圈。
10.优选地，各所述第一安装槽的底面上布设有第一定位孔，各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面上布设有第二定位孔，所述第一定位孔的数量与所述第二定位孔的数量相等，且各所述盖板分别置于各所述第一安装槽内能够保持各所述第一定位孔与各所述第二定位孔对正并连通；还包括定位销，各所述定位销的一端用于置于各所述第一定位孔内，各所述定位销的另一端用于置于各所述第二定位孔内。
11.优选地，各所述第一安装槽的底面上布设有螺纹安装孔，各所述盖板上布设有沉头孔，所述螺纹安装孔的数量与所述沉头孔的数量相等，且各所述盖板分别置于各所述第一安装槽内能够保持各所述螺纹安装孔与各所述沉头孔对正并连通；还包括螺纹紧固件，各所述螺纹紧固件上的螺纹端能够穿过各所述沉头孔并与各所述螺纹安装孔螺纹连接。
12.优选地，所述短节本体的一端用于与所述钻头螺纹连接，所述短节本体的另一端用于与所述外岩心管螺纹连接。
13.优选地，所述测量装置包括供电单元、数据传送单元以及测量单元；所述测量单元能够测量工程参数和地质参数，所述数据传送单元与所述测量单元通信连接并能够将所述测量单元测得的数据传送至置于地面的接收单元，所述供电单元与所述测量单元和所述数据传送单元均连接并能够为所述测量单元以及所述数据传送单元供电，所述第一安装槽的数量为三个，所述供电单元、所述数据传送单元以及所述测量单元分别用于置于三个所述安装空间内，且任意相邻两个所述安装空间均通过线路通道连通，所述线路通道能够使导线通过。
14.本实用新型还提供一种绳索取心钻进系统，包括内岩心管、外岩心管、钻头以及如上述任一项所述的短节，所述短节的一端用于与所述钻头固定连接，所述短节的另一端用于与所述外岩心管固定连接，所述内岩心管的一端能够穿过所述外岩心管以及所述短节并进入所述钻头上的内孔中。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本实用新型提供的短节及绳索取心钻进系统，通过短节本体的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽，以及使与第一安装槽同等数量的各盖板固定安装在各第一安装槽内，并在各盖板与各第一安装槽的底面之间留有用于容纳测量装置的安装空间，仅仅通过一个短节就能够容纳下全套测量装置，就能够实现多个工程参数(钻头附近的钻压、扭矩、振动、温度等)和地质参数(钻孔顶角、方位角等轨迹数据等)的同时测量，提高了短节的空间利用率，同时本实施例提供的短节通过将短节本体的一端直接与钻头固定连接，最大程度地减小了测量盲区，有效地保证了钻头周围数据测量的时效性和准确性，同时测得的原始数据能够更加真实的反应钻头的实际工作状况，为开展钻头磨损机理研究提供真实而又丰富的数据。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型提供的短节整体结构示意图；
19.图2为图1提供的短节中的a-a处剖面结构示意图；
20.图3为图2提供的短节中的b-b处剖面结构示意图；
21.图4为图1提供的短节中的短节本体的结构示意图；
22.图5为图4提供的短节中的c-c处剖面结构示意图。
23.图中：100-短节、1-短节本体、2-盖板、3-第一安装槽、4-第二安装槽、5-密封圈、6-螺纹紧固件、7-通过孔、8-线路通道。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型的目的是提供一种短节及绳索取心钻进系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高空间利用率，有效地减小测量盲区。
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
27.实施例一
28.如图1-5所示，本实施例提供一种短节100，包括短节本体1以及至少一个盖板2，短节本体1的一端用于与钻头固定连接，短节本体1的另一端用于与外岩心管固定连接，短节本体1上开设有通过孔7，通过孔7的一端用于与钻头连通，通过孔7的另一端用于与外岩心管连通，且内岩心管能够穿过通过孔7，短节本体1的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽3，盖板2的数量用于与第一安装槽3的数量相等，各盖板2用于分别密封且固定地设于各第一安装槽3内，且各盖板2与各第一安装槽3的底面之间留有安装空间，各安装空间用于容纳测量装置。
29.因此，本实施例提供的短节100，通过短节本体1的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽3，以及使与第一安装槽3同等数量的各盖板2固定安装在各第一安装槽3内，并在各盖板2与各第一安装槽3的底面之间留有用于容纳测量装置的安装空间，仅仅通过一个短节100就能够容纳下全套测量装置(用于测量工程参数和地质参数的各种测量装置)，就能够实现多个工程参数(钻头附近的钻压、扭矩、振动、温度等)和地质参数(钻孔顶角、方位角等轨迹数据等)的同时测量，提高了短节100的空间利用率，同时本实施例提供的短节100通过将短节本体1的一端直接与钻头固定连接，最大程度地减小了测量盲区，有效地保证了钻头周围数据测量的时效性和准确性，同时测得的原始数据能够更加真实的反应钻头的实际工作状况，为开展钻头磨损机理研究提供真实而又丰富的数据，在此需要说明的是，短节
本体1的外径应不大于钻头钻出的钻孔直径，并且在将各盖板2安装到各第一安装槽3内后，短节100仍然能够在钻头钻出的钻孔中顺畅移动。
30.进一步地，各盖板2上的用于靠近各第一安装槽3的底面的表面上均开设有第二安装槽4，各第二安装槽4用于分别与各第一安装槽3的底面形成各安装空间，可以实现直接将测量装置安装在盖板2上的第二安装槽4内，能够在保证短节本体1的强度的前提下，最大程度地降低加工难度，同时其中较为优选地，将各第一安装槽3的形状和大小均设置成相同的，将各盖板2的形状和大小也均设置成相同的，则会具有较好的可互换性，在需要的数据类型改变时，只需拆卸、更换对应的盖板2即可。
31.进一步地，各盖板2上的用于靠近各第一安装槽3的底面的表面用于与各第一安装槽3的底面贴合，且各第一安装槽3的底面上用于与各盖板2上的用于靠近各第一安装槽3的底面的表面接触的部分开设有密封槽，各密封槽均用于容纳密封圈5，结构简单，便于加工及安装，密封效果可靠，并且密封圈5的存在还能够起到减震作用，能够缓冲钻孔侧壁上可能会出现的凸起对短节100的冲击作用。
32.进一步地，各第一安装槽3的底面上布设有第一定位孔，各盖板2上的用于靠近各第一安装槽3的底面的表面上布设有第二定位孔，第一定位孔的数量与第二定位孔的数量相等，且各盖板2分别置于各第一安装槽3内能够保持各第一定位孔与各第二定位孔对正并连通；还包括定位销，各定位销的一端用于置于各第一定位孔内，各定位销的另一端用于置于各第二定位孔内，能够实现各个盖板2与各个第一安装槽3之间的快速对位，缩短安装时间，提高工作效率。
33.进一步地，各第一安装槽3的底面上布设有螺纹安装孔，各盖板2上布设有沉头孔，螺纹安装孔的数量与沉头孔的数量相等，且各盖板2分别置于各第一安装槽3内能够保持各螺纹安装孔与各沉头孔对正并连通；还包括螺纹紧固件6，各螺纹紧固件6上的螺纹端能够穿过各沉头孔并与各螺纹安装孔螺纹连接，结构简单，连接牢靠，各沉头孔的设置能够保证各螺纹紧固件6在安装后能够避免与钻孔的孔壁发成摩擦或剐蹭，螺纹紧固件6的具体设置数量以及安装位置需要结合实际使用的需求进行确定。
34.进一步地，短节本体1的一端用于与钻头螺纹连接，短节本体1的另一端用于与外岩心管螺纹连接，方便组装以及拆卸，能够缩短安装时间，提高工作效率。
35.进一步地，测量装置包括供电单元、数据传送单元以及测量单元；测量单元能够测量工程参数和地质参数，数据传送单元与测量单元通信连接并能够将测量单元测得的数据传送至置于地面的接收单元，供电单元与测量单元和数据传送单元均连接并能够为测量单元以及数据传送单元供电，第一安装槽3的数量为三个，供电单元、数据传送单元以及测量单元分别用于置于三个安装空间内，且任意相邻两个安装空间均通过线路通道8连通，线路通道8能够使导线通过，需要说明的是，在此仅仅是提供了一种较为优选的测量装置以及第一安装槽3数量的实施方式，具体将测量装置分为供电单元、数据传送单元以及测量单元并分别对应地安装到三个安装空间内，结构较为匀称；线路通道8的开设位置可以根据实际需要进行调整，并结合加工难度、对短节本体1的强度影响等实际限制因素进行确定；其中，数据传送单元与置于地面的接收单元之间的数据传送形式可以是无线形式传送，且其中较为优选地，采用电磁波无线传输，不需要钻井液作为信号载体，不受钻井液排量限制，数据传输能力更强。
36.实施例二
37.本实施例提供一种绳索取心钻进系统，包括内岩心管、外岩心管、钻头以及实施例一中的任一种短节100，短节100的一端用于与钻头固定连接，短节100的另一端用于与外岩心管固定连接，内岩心管的一端能够穿过外岩心管以及短节100并进入钻头上的内孔中。
38.因此，本实施例提供的绳索取心钻进系统，通过在短节本体1的外壁上开设至少一个第一安装槽3，以及使与第一安装槽3同等数量的各盖板2固定安装在各第一安装槽3内，并在各盖板2与各第一安装槽3的底面之间留有用于容纳测量装置的安装空间，仅仅通过一个短节100就能够容纳下整个测量装置，就能够实现多个工程参数(钻头附近的钻压、扭矩、振动、温度等)和地质参数(钻孔顶角、方位角等轨迹数据等)的同时测量，提高了短节100的空间利用率，同时本实施例提供的短节100通过将短节本体1的一端直接与钻头固定连接，最大程度地减小了测量盲区，有效地保证了钻头周围数据测量的时效性和准确性，同时测得的原始数据能够更加真实的反应钻头的实际工作状况，为开展钻头磨损机理研究提供真实而又丰富的数据，在此需要说明的是，短节本体1的外径应不大于钻头钻出的钻孔直径，并且在将各盖板2安装到各第一安装槽3内后，短节100仍然能够在钻头钻出的钻孔中顺畅移动。
39.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种短节，其特征在于：包括短节本体以及至少一个盖板，所述短节本体的一端用于与钻头固定连接，所述短节本体的另一端用于与外岩心管固定连接，所述短节本体上开设有通过孔，所述通过孔的一端用于与所述钻头连通，所述通过孔的另一端用于与所述外岩心管连通，且内岩心管能够穿过所述通过孔，所述短节本体的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽，所述盖板的数量用于与所述第一安装槽的数量相等，各所述盖板用于分别密封且固定地设于各所述第一安装槽内，且各所述盖板与各所述第一安装槽的底面之间留有安装空间，各所述安装空间用于容纳测量装置。2.根据权利要求1所述的短节，其特征在于：各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面上均开设有第二安装槽，各所述第二安装槽用于分别与各所述第一安装槽的底面形成各所述安装空间。3.根据权利要求2所述的短节，其特征在于：各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面用于与各所述第一安装槽的底面贴合，且各所述第一安装槽的底面上用于与各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面接触的部分开设有密封槽，各所述密封槽均用于容纳密封圈。4.根据权利要求3所述的短节，其特征在于：各所述第一安装槽的底面上布设有第一定位孔，各所述盖板上的用于靠近各所述第一安装槽的底面的表面上布设有第二定位孔，所述第一定位孔的数量与所述第二定位孔的数量相等，且各所述盖板分别置于各所述第一安装槽内能够保持各所述第一定位孔与各所述第二定位孔对正并连通；还包括定位销，各所述定位销的一端用于置于各所述第一定位孔内，各所述定位销的另一端用于置于各所述第二定位孔内。5.根据权利要求3所述的短节，其特征在于：各所述第一安装槽的底面上布设有螺纹安装孔，各所述盖板上布设有沉头孔，所述螺纹安装孔的数量与所述沉头孔的数量相等，且各所述盖板分别置于各所述第一安装槽内能够保持各所述螺纹安装孔与各所述沉头孔对正并连通；还包括螺纹紧固件，各所述螺纹紧固件上的螺纹端能够穿过各所述沉头孔并与各所述螺纹安装孔螺纹连接。6.根据权利要求1所述的短节，其特征在于：所述短节本体的一端用于与所述钻头螺纹连接，所述短节本体的另一端用于与所述外岩心管螺纹连接。7.根据权利要求1所述的短节，其特征在于：所述测量装置包括供电单元、数据传送单元以及测量单元；所述测量单元能够测量工程参数和地质参数，所述数据传送单元与所述测量单元通信连接并能够将所述测量单元测得的数据传送至置于地面的接收单元，所述供电单元与所述测量单元和所述数据传送单元均连接并能够为所述测量单元以及所述数据传送单元供电，所述第一安装槽的数量为三个，所述供电单元、所述数据传送单元以及所述测量单元分别用于置于三个所述安装空间内，且任意相邻两个所述安装空间均通过线路通道连通，所述线路通道能够使导线通过。8.一种绳索取心钻进系统，其特征在于：包括内岩心管、外岩心管、钻头以及如权利要求1-7中任一项所述的短节，所述短节的一端用于与所述钻头固定连接，所述短节的另一端用于与所述外岩心管固定连接，所述内岩心管的一端能够穿过所述外岩心管以及所述短节并进入所述钻头上的内孔中。

技术总结

本实用新型公开了一种短节，涉及钻探工程技术领域，包括短节本体以及至少一个盖板，短节本体的一端用于与钻头固定连接，短节本体的另一端用于与外岩心管固定连接，短节本体上开设有通过孔，通过孔的一端用于与钻头连通，通过孔的另一端用于与外岩心管连通，且内岩心管能够穿过通过孔，短节本体的外壁上在周向开设有至少一个第一安装槽，盖板的数量用于与第一安装槽的数量相等，各盖板用于分别密封且固定地设于各第一安装槽内，且各盖板与各第一安装槽的底面之间留有安装空间，各安装空间用于容纳测量装置，能够提高空间利用率，有效地减小测量盲区。测量盲区。测量盲区。