[發明專利]一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置

在審

• 申請號: 202111365814.1
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114016943A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 程賀;鄭微微;楊櫻花;田鵬州;張紅星;申立;王平森
• 申請（專利權）人: 程賀
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B47/00
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 劉闖

1.一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，包括鉆桿(1)、連接管(2)和取芯鉆管(3)，其特征在于：所述鉆桿(1)底部與連接管(2)頂部螺紋連接，所述連接管(2)底部與取芯鉆管(3)頂部螺紋連接，所述連接管(2)表面套設有限位結構(4)，所述限位結構(4)底部貫穿至取芯鉆管(3)內部，且與取芯鉆管(3)內壁配合使用；

所述取芯鉆井裝置內配置有一測量系統，所述測量系統包括壓力傳感器模塊(9)、超聲波發射模塊(10)、超聲波接收模塊(11)、數據處理模塊(12)、參數設置模塊(13)和顯示模塊(14)。

2.根據權利要求1所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述限位結構(4)包括套環(41)和兩個抵動桿(42)，兩個所述抵動桿(42)頂部分別與套環(41)底部兩側固定連接，所述抵動桿(42)底部接觸有第一固定桿(43)，所述第一固定桿(43)內部頂部和底部均活動連接有滑桿(44)，所述滑桿(44)兩側均與取芯鉆管(3)內部固定連接，兩個所述第一固定桿(43)相互靠近一側頂部和底部均固定連接有第二固定桿(45)，所述第二固定桿(45)遠離第一固定桿(43)一側貫穿取芯鉆管(3)并延伸至取芯鉆管(3)內部，所述第二固定桿(45)遠離第一固定桿(43)一側固定連接有限位塊(46)。

3.根據權利要求2所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述限位塊(46)遠離第二固定桿(45)一側固定連接有橡膠墊(5)，所述取芯鉆管(3)內壁開設有與限位塊(46)和橡膠墊(5)配合使用凹槽(6)。

4.根據權利要求3所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述第一固定桿(43)底部固定連接有定位塊(7)，所述定位塊(7)相互靠近一側貫穿取芯鉆管(3)并延伸至取芯鉆管(3)內部，且與限位塊(46)和橡膠墊(5)配合使用。

5.根據權利要求2所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述套環(41)表面頂部固定連接有復位環(8)，所述復位環(8)底部橫截面積小于頂部橫截面積。

6.根據權利要求4所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述抵動桿(42)底部與第一固定桿(43)頂部均呈斜角，且相互配合使用，所述定位塊(7)相互靠近一側開設有斜角。

7.根據權利要求2所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置，其特征在于：所述壓力傳感器模塊(9)用于測量限位塊(46)處夾持的壓力，所述超聲波發射模塊(10)和超聲波接收模塊(11)用于測量套環(41)和取芯鉆管(3)之間的距離，所述數據處理模塊(12)用于對壓力傳感器模塊(9)、超聲波發射模塊(10)和超聲波接收模塊(11)的數據進行處理，根據參數設置模塊(13)數據對比，生成計算結果，所述參數設置模塊(13)用于對參數數據進行輸入，所述顯示模塊(14)用于對數據處理模塊(12)產生計算結果進行顯示。

8.根據權利要求7所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置的測量系統，其特征在于：所述數據處理模塊(12)配置有處理策略，所述處理策略為：先設定取芯體積參數和重力與質量的比值，將體積參數和重力與質量的比值帶入第一算法中求出物體重量，將物體重量帶入第二算法中求出所需夾持力，將夾持力與超聲波發射模塊(10)和超聲波接收模塊(11)測出數據進行比對，根據顯示模塊(14)中的顯示數據進行取芯或調整。

9.根據權利要求7所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置的測量系統，其特征在于：所述第一算法配置為：G＝mg，其中，G是物體重力，m是物體的質量，g是重力與質量的比值，測算出物體的重量，所述第二算法配置為：N＝G/2μ，其中，N為測算出物體的重量，G為夾持力，μ為物體和夾持物間的摩擦因數。

10.根據權利要求9所述一種煤層氣井繩索取芯鉆井裝置的測量系統，所述測量系統還包括執行模塊，所述執行模塊配置有執行策略，所述執行策略包括：當夾持力小于測量壓力時，夾持力度為特緊，當夾持力等于測量壓力時，夾持力度為緊，當夾持力大于測量壓力時，夾持力度為松；

當力度為特緊和緊時，繼續取芯，當力度為松時，及時調整；

超聲波接收模塊(11)配置有調整策略，所述調整策略包括當距離為0時，抵動力為超強，當距離為0-X時(不包括0)，抵動力為強，當距離為X以上時，抵動力為無；

X為抵動桿(42)和第一固定桿(43)剛接觸的距離，當距離為0-X時(包括0)，夾持力有效，繼續取芯，當距離為X以上時，夾持力無效，及時調整。