[發明專利]取芯筒閥組件

無效

• 申請號: 201380006805.0
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN104080998A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 保羅·蘭伯特;帕特里克·薩爾瓦多;帕特里克·陸
• 申請（專利權）人: 阿特拉斯·科普柯加拿大有限公司
• 主分類號: E21B25/02
• 分類號: E21B25/02;E21B34/10;E21B21/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;魏金霞

技術領域

本發明總體上涉及取芯筒。更具體地，本發明涉及取芯筒頭組件。

背景技術

已知的是在各種連接中使用閥，閥通過在承受來自流體的特定壓力時被打開來對流體的供給進行控制。一個這種應用是在繩索取芯鉆探中，如將在下文中描述的。

當執行勘探鉆探以收集來自從幾百米到幾千米深度的巖石試樣時，使用具有內管和外管的雙芯管。該試樣收集在通常具有幾米長度的內管內。當內管充滿時，這通常由對芯管內的沖水壓力進行測量的壓力計等檢測到。懸置在線材上的取回裝置被降低至管中以便收回帶有試樣的內管，所述取回裝置包括爪或“矛尖”形式的抓取裝置，該抓取裝置設置成與設置在內管的上端上/中的抓取裝置接合。當線材之后被拉緊時，內管與外管脫開，并且帶有試樣的內管可以被吊起。相反地，爪和內管上的抓取裝置可以用于使新的內管降落。這種類型的設備通常被稱為繩索系統(wire?line?system)。

當插入新內管時，重要的是能夠確定內管實際上已經徹底到達外管的底部并且在鉆探開始之前，已經采取其用于鉆進的正確位置。對關于管不再能夠移動而是被牢固地保持的確定通常被當作是內管已經到達其正確位置的指示。因此，根據已知技術，抓取裝置通常被設計成與一些類型的鎖定構件結合，在內管已經達到正確位置時，該鎖定構件相對于外管牢固地鎖定內管。該鎖定構件通常包括優選地為彈簧加載的鉤狀裝置、鎖定爪或閂鎖，該鎖定爪或閂鎖與設置在外管內側中的凹部或肩部接合。內管的實際插入通常在水的輔助下通過沿鉆柱內側“泵送”內管來執行。當內管被固定到位時，水壓將增加至使得設置用于內管中的沖洗介質的閥被釋放的程度。

這些已知裝置的一個問題在于，當內管被插入鉆柱中時，內管有時在其到達用于鉆探的正確位置之前卡住。通過目前使用的設計，隨后發生的水壓增加將在內管到達其正確位置之前釋放沖洗閥，并且在最壞的情況下，鉆探將開始。從經濟的角度來看這主要導致缺點，因為鉆探將無影無蹤。還存在芯在底部處被毀壞的風險。因此，提供著陸指示系統以確保內管已到達其正確位置是有用的。

提供著陸指示系統的當前產業標準使用球和套管或柱塞(附接至伸縮殼體的球)和套管作為具有短信號持續時間的閥組件。

用于取芯筒閥的當前標準具有壓力信號，該壓力信號持續時間非常短并且很容易被鉆探者錯過，并且在較深的孔上是不可靠的，而且需要頻繁的更換。先前已知的具有持續的壓力信號的閥由于泥和巖屑阻塞閥的移動部分而不是可靠的。先前的閥在具有非常低的地下水位以及非常深的孔的孔條件下也是受限的，因為這些閥不能應對流體靜力學壓力的較大差異。

在US?6,708,784中描述的系統試圖補救上述問題中的一些問題。US6,708,784公開了用于閥的方法，該閥包括可移動的閥元件，該可移動的閥元件具有第一側和第二側，該第一側面向用于供給加壓流體的裝置并且在供給方向上受來自所述流體的力的影響，該第二側在相反方向上受來自所述流體的力的影響。該閥設置有連接閥元件的第一側與閥元件的第二側的至少一個連接裝置，并且還包括通過將閥元件從關閉位置移置至打開位置來打開閥的彈簧。該方法包括以下步驟：加壓流體被供給至處于關閉位置的閥，使得閥保持關閉；至關閉的閥的加壓流體的供給停止，第一側與第二側之間的壓力差因而減小，從而使彈簧能夠打開閥，并且加壓流體被供給至處于打開位置的閥，并且閥保持打開。

然而，US?6,708,784中描述的閥組件不是自復位式的，并且在沖洗介質中存在有巖屑和/或添加物時未適當地起作用。

因此，目前仍需要一種用于著陸指示系統的閥組件，該閥組件是自復位式的，并且在沖洗介質中存在巖屑和/或添加物的情況下將工作，同時在低水位條件下以及在淺孔中適當地起作用。

發明內容

本發明的目的是提供解決上述需求中的至少一個需求的閥組件。

因此，本發明提供用在能夠定位在鉆探設備的鉆柱內的取芯筒頭組件中的閥組件，該閥組件包括：

–著陸肩部；

–至少一個上游流體端口，該至少一個上游流體端口能夠在著陸肩部的上游定位在鉆探設備的流體管路中；

–至少一個下游流體端口，該至少一個下游流體端口能夠在著陸肩部的下游定位在鉆探設備的流體管路中；

–至少一個流體壓力連通端口，該至少一個流體壓力連通端口能夠在著陸肩部的上游定位在鉆探設備的流體管路中；