CN101999029A - 声波锁位机构 - Google Patents
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Abstract
一种头组件，包括：本体；矛头，其操作上与本体联接，并构造成相对于本体沿轴向平移；以及至少一个锁位装置，其操作上与矛头和本体联接。锁位装置构造成响应于矛头相对于本体的轴向平移而相对于本体在延伸位置和撤回位置之间移动。在延伸位置时，锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的上述本体的圆周的超过25％的区域。
Description
技术领域
本申请总体涉及钻探装置和方法。特别地，本申请涉及用于声波钻探工艺中使用的绳索钻探组件的锁位装置。
背景技术
钻探工艺常用于从地表下取回所需材料的样本。在声波钻探工艺中，开式取芯钻头附接到岩芯管的底部或引导边缘。岩芯管附接到钻柱，钻柱是已连接在一起的一系列带螺纹并耦接在一起的钻杆。振动岩芯管，并可选地转动和推动岩芯管进入期望的亚表面岩层以获取所需材料的样本(常称作芯样)。岩芯管常位于外套管内。在一些示例中，可同时将外套管和岩芯管钻进。外套管可用于保持敞开钻孔，并可用于安装井、仪器以及用于其它很多目的。
在利用绳索系统的钻探工艺中，岩芯管和套管一起钻进地岩层。套管具有连接到钻柱的钻头，并钻进地岩层。然而，岩芯管不一定包括钻头，并且从岩芯管组件内的钻柱可拆下，从而容许钻柱保留在孔内。岩芯管组件至少包括岩芯管和用于附接到绳索的头部。在正常操作中，将岩芯管组件下降到钻柱内，直到头部到达套管的如下部分为止，套管的该部分与头部上的锁位装置接合以限制岩芯管组件相对于套管的运动。一旦锁位完成，岩芯管组件与套管一起钻进地岩层，从而使材料填充岩芯管。当获取样本时，利用绳索系统将岩芯管组件与套管分离地取出，并移出芯样。绳索系统省去了为获取样本而将钻杆降下和提出钻孔所需的时间。
因为在声波钻探过程中产生的振动可很大程度地破坏岩芯管组件的部件、特别是锁位装置，因此绳索系统通常不用于声波钻探工艺中。传统锁位装置在声波钻探工艺中容易损坏和破坏，导致在修复已破损设备、特别是部分样本时效率较低。另外，绳索岩芯管组件中的传统锁位装置没有设计成抵抗岩芯管组件上的向上和向下的力。本文要求的主题并不局限于消除任何缺点或仅在诸如上述那些环境等环境中操作的实施方式。相反，该背景技术仅提供用来例示可实施本文所述的一些实施方式的一个示例性技术领域。
发明内容
一种头组件，包括：本体；矛头，其操作上与本体联接，并构造成相对于本体沿轴向平移；以及至少一个锁位装置，其操作上与矛头和本体联接。锁位装置构造成响应于矛头相对于本体的轴向平移而相对于本体在延伸位置和撤回位置之间移动。在延伸位置时，锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域。
一种钻探组件，可包括：外套管；以及头组件，其构造成位于外套管内。头组件包括：本体；矛头，其操作上与本体联接，并构造成相对于本体沿轴向平移；以及多个锁位装置，其操作上与矛头和本体联接。锁位装置构造成响应于矛头相对于本体的轴向平移而相对于本体在延伸位置和撤回位置之间移动。在延伸位置时，锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域，以将头组件相对于外套管固定在位。
一种钻探系统，可包括：外套管；头组件，其构造成位于外套管内。头组件包括：本体；矛头，其操作上与本体联接，并构造成相对于本体沿轴向平移；以及多个锁位装置，其操作上与矛头和本体联接。锁位装置构造成响应于矛头相对于本体的轴向平移而相对于本体在延伸位置和撤回位置之间移动。在延伸位置时，锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域，以将头组件相对于外套管固定在位。所述系统还包括声波钻头，其构造成将振动力传递到外套管。
一种钻探方法，可包括：将岩芯管组件下降到套管内；接合锁位机构，使得岩芯管组件沿轴向固定到套管；以及利用声波钻探工艺钻探。
本发明的示例性实施例的附加特征和优点将在下述中阐明，且部分地将从该描述中显见，或可通过在这些示例性实施例的实践中而获知。借助于在所附权利要求中特别指出的仪器以及结合形式可实现和获得这些实施例的特征和优点。这些以及其它特征将从下述以及所附权利要求中更完全地清楚，或可通过在下文阐述的这些示例性实施例的实践中获知。
附图说明
为了描述可获得本发明的上述以及其它优点和特征的方式，将通过参照附图中图示的本发明的特定实施方式对以上简要描述的本发明进行更详细地描述。可以理解，这些附图仅绘示出了本发明的典型实施方式，并因此不视为限制本发明范围，将通过参照附图并借助于特性和细节描述和解释本发明，其中：
图1A图示根据一个示例的声波钻探系统的局部视图；
图1B图示在图1A中示出的声波钻探系统的另一局部视图；
图2A图示根据一个示例的头组件；
图2B图示沿剖面2B-2B所剖得的图2A中的头组件的剖视图；
图2C图示沿剖面2C-2C所剖得的图2A中的头组件的剖视图；
图3A图示根据头组件的锁位装置延伸的一个示例的岩芯管组件；
图3B图示图3A中的岩芯管组件，其中头组件的锁位装置回撤；以及
图3C图示位于套管内的头组件的主视图。
具体实施方式
本文提供的装置、组件、系统以及方法包括一种用于将组件固定在孔下位置的锁位机构。在至少一个示例中，锁位机构是绳索系统整体的部分，并可特别地为岩芯管组件的部分。锁位机构可为可相对于外套管下降到位的头组件的部分。当定位完成时，可利用锁位机构将头组件固定在期望位置。
岩芯管组件的锁位机构和/或其它部件可构造成容许锁位机构以如下方式相对于外套管固定在位，使岩芯管组件成为声波钻探系统的部分，在声波钻探系统中钻机头通过套管和/或岩芯管组件传递声波力(sonic force)。例如，当延伸锁位机构的锁位装置时，锁位装置可接触外套管的内圆周的25％或更多的区域。此外，锁位装置可包括任何数量的接合结构，这些接合结构与位于外套管内的相应结构中的一个或更多类型互相作用，以帮助将头组件相对于外套管锁定在位。
这种构造可降低这种可能性，即岩芯管组件以及尤其是锁位装置将由于通过钻柱传递的与一些钻探关联的振动力而移动和/或损坏。因此，这种构造可通过减少从外套管内提起整个钻柱所需的时间，而减少与声波应用有关的停工期。
下述给出特定细节以便于能透彻理解。然而，本领域技术人员可理解，可在不利用这些特定细节的情况下实施和使用这些设备以及利用这些设备的方法。事实上，可通过修改图示的设备及其关联方法来实施这些设备及其关联方法，且这些设备及其关联方法可结合其它任何设备和技术一起使用。例如，尽管以下描述集中于芯样操作，但这些设备及其关联方法可等同地应用于诸如传统的钻孔钻探等其它钻探工艺中，并可用于任何数量或种类的钻探系统中，例如回转钻机系统、冲击钻机系统等。
此外，尽管附图示出锁位机构中的四个锁位装置，但任何数量的锁位装置均可使用。相似地，本领域技术人员可根据需要对图示组件的精确配置进行修改或重新设置。附加地，尽管示例性实施方式具体讨论了绳索系统，但任何撤回系统均可使用，例如钻柱。
图1A和图1B图示根据一个示例的钻探系统100。特别地，图1A图示钻探系统100的地表部分，而图1B图示钻探系统100的地下部分。因此，图1A图示示出了钻机头组件105的钻探系统100的地表部分。钻机头组件105可耦接到桅杆110，桅杆110转而耦接到钻机115。钻机头组件105构造成具有耦接到钻机头组件105的钻杆120。
如图1A和1B所示，钻杆120可转而与另外的钻杆耦接到一起以形成外套管125。外套管125可耦接到钻头130，钻头130构造成与诸如地岩层135的待钻探材料相界接。钻机头组件105可构造成转动外套管125。特别地，在钻探过程中外套管125的转速可根据需要而改变。此外，钻机头组件105可构造成在钻探过程中相对于桅杆110平移，以将轴向力施加到外套管125，从而将钻头130促动进地岩层135。钻机头组件105也可产生传递到钻杆120的振荡力。这些力从钻杆120通过外套管125传递到钻头130。
钻探系统100也包括位于外套管125内的岩芯管组件140。岩芯管组件140可包括绳索145、孔下部件150、打捞筒组件155、以及岩芯管头组件(头组件)200。在图示示例中，孔下部件150可耦接到头组件200，头组件200转而可以能移除方式耦接到打捞筒组件155。因此，当组装完成时，绳索145可用于将孔下部件150、打捞筒组件155、以及头组件200降下到外套管125内部的合适位置。
头组件200包括锁位机构，锁位机构具有与外套管125的内圆周的相对较大百分比部分相接合的锁位装置。这种构造可有助于将头组件200以及因此还有孔下部件150锁定于外套管125内的期望位置处的合适位置。
特别地，当岩芯管组件140降至期望位置时，可利用头组件200的锁位机构将头组件200相对于外套管125锁定在合适位置。也可致动打捞筒组件155以使头组件200脱离。其后，由于孔下部件150耦接到头组件200，且头组件200耦接到外套管125，因此孔下部件150可与外套管125一起转动。
有时，诸如为了取出芯样，可能期望将孔下部件150提至地表。为了撤回孔下部件150，可使用绳索145以降下打捞筒组件155使打捞筒组件155与头组件200接合。然后，可通过将锁位装置拉入头组件200内，使头组件200与外套管125脱离。其后，可将打捞筒组件155、头组件200、以及孔下部件150提至地表。
如以下更详细讨论的，头组件200可具有坚固构造，其通过容许矛头相对于基部枢转，减小与头组件200相对于钻柱150的运动有关的应力。此外，头组件200可通过随动件与位于头组件上的非凸型第一随动件表面之间的互相作用而回归到中间位置。
图2A和2B图示头组件200的较详细视图。特别地，图2A图示头组件200的平面图，而图2B图示沿图2A中剖面2B-2B所剖得的剖视图。如图2A所示，头组件200大体包括本体220、矛头240以及锁位装置260。如以下更详细描述的，矛头240相对于本体220的轴向平移，导致锁位装置260的延伸和撤回。作为介绍，在图3A中示出撤回位置，而在图3B中示出延伸位置。首先将介绍示例性本体、矛头以及锁位装置的构造，之后将介绍这些部件之间的互相作用。
如所介绍的和图2B中示出的，头组件200包括本体220、矛头240以及锁位装置260。导轨242与矛头240操作上联接。导轨242构造成通过随动件262与锁位装置260操作上联接。特别地，如图2B所示，导轨242可包括凸轮表面244。随动件262构造成被偏置成与凸轮表面244相接触。在图示示例中，锁位装置260可以如下方式耦接到随动件262，即随动件262在随动件262保持与凸轮表面244接触时的径向运动导致了随动件262的相应径向平移。随动件262的径向平移导致了锁位装置260的相应径向平移，从而容许延伸和撤回锁位装置260，下文将对其进行更详细描述。
如图2B所示，本体220包括在其内限定的中心通道222。中心通道222可构造成为矛头240提供通路。本体220也可包括与中心通道222连通的附加结构，上述附加结构约束矛头240相对于本体220的平移。这些结构可包括连接器224、止挡突棱226以及弹性止挡228。中心通道222也可为流体和材料提供通路，以使流体和材料在操作过程中通过头组件200。可在本体220内提供附加部分230(图2A)，以在将头组件200降下和提出钻孔时，根据需要进一步容许流体和材料流通过中心通道222和绕中心通道222流通，以便利于引入流体，或者将流体阻力最小化。
连接器224可用于将头组件200与其它部件耦接，例如绳索组件的部件(图1B)，包括岩芯管(未示出)以及在钻探过程中必需或需要的任何干涉部件在内。连接器224可为任何类型的连接器或耦接头，例如如图2B示出的凹型带螺纹耦接头，焊接接头、或本领域技术人员可根据需要用来将头组件200与附加部件连接的其它任何连接类型。
矛头240可包括截头圆锥形尖端246，截头圆锥形尖端246用来将矛头240与如上所述地用于将岩芯管组件放置于钻孔内、或用于将岩芯管组件从钻孔移出的绳索(未示出)连接。在其它示例中，头组件200可包括不同于矛头的连接器。这些连接器可为用于连接到绳索系统的任何形状或设计，例如销和U形夹、孔眼、或其它任何连接类型。相似地，截头圆锥形尖端246并不限于绳索系统，并可以任何已知方式将头组件200连接到钻柱，或者可将头组件200连接到其它任何种类的钻孔插入和移出系统。
矛头240还包括延伸远离截头圆锥形尖端246的轴248。此外，轴248可至少部分地延伸穿过诸如弹簧250的偏置构件。在图示示例中，保持垫圈252和紧固件254耦接到轴248的钻头端端部(bit end)。这种构造可借助于保持垫圈252将弹簧250耦接到矛头240。弹簧250可通过与弹簧止挡228接合而相对于本体220保持在合适位置。
在图示示例中，当矛头240沿轴向远离连接器224时，弹簧250可在弹簧止挡228和保持垫圈252之间压缩。因此，弹簧250可构造成朝连接器224偏置矛头240，以抵抗矛头240远离连接器224的轴向运动。止挡突棱226可进一步限制矛头240远离连接器224的平移。特别地，止挡突棱226可具有比保持垫圈252的外径小的直径，以阻止矛头240从本体220移出。
在至少一个示例中，箍圈256可将导轨242耦接到矛头240。在图示示例中，销258可将箍圈256耦接到矛头240。尽管图示了一个构造，但可以理解，矛头240可以以包括通过螺纹连接、焊接等任何方式连接到箍圈256，或可为通过单一材料零件所制成的一体式的。相似地，导轨242可由销259连接到箍圈256，或可借助于包括一体式构造的任何方式连接到箍圈256。
如图2C所示，导轨242可位于在本体220内限定的多个通道232内。通道232减少或阻止导轨242转动，同时容许导轨242如上所述地相对于本体220轴向运动。如前述和图2B中示出的，导轨242可各自包括凸轮表面244，凸轮表面244与随动件262协作以在延伸位置和撤回位置之间移动锁位装置260。
锁位装置260可位于在本体220内限定的凹槽内。如图2B所示，随动件262可通过随动件销264耦接到锁位装置260，使得当矛头240和导轨242如上所述地相对于本体220沿轴向移动时，随动件262在位于导轨242上的凸轮表面244上滚动。
在图2C图示的示例中，四个锁位装置260绕本体220的圆周定位。在其它示例中，可使用单个锁位装置。在其它示例中，可使用两个、三个或五个或更多个锁位装置。在每个实施方式中，锁位装置260可覆盖本体220的圆周的一部分，该部分足以能充分承受声波钻探操作中的力和振动，而不会剪切和破坏锁位装置260。在一些实施方式中，本体220的圆周的至少约25％的区域由锁位装置260覆盖，而在其它实施方式中，本体220的圆周的约50％或更多的区域由锁位装置260覆盖，如图2C所示。
参见图2B，至少一个锁位弹簧266与每个锁位装置260联接。在图示示例中，两个锁位弹簧266与每个锁位装置260联接。锁位弹簧266将锁位装置260沿径向偏置远离本体220。因此，这种构造将锁位装置260偏置到延伸位置。在图示示例中，锁位弹簧266位于在本体220内限定的弹簧槽(springchannel)内。当锁位弹簧266促动随动件262使随动件262与凸轮表面244接触时，锁位装置260通过与随动件262接合而保持在本体220内。
图3A图示位于套管300内的延伸位置的锁位装置260，套管300可与上述的外套管125相似。套管300可为钻探套管、钻柱、或本领域技术人员已知的其它任何钻杆。套管300可包括一个或多个表面结构302，表面结构302与锁位装置260协作以将头组件200固定到套管300。套管300也可包括突棱306，突棱306与形成在本体220上的唇部238协作，以将头组件200定位在套管300内的期望位置。
表面结构302可为如图示在套管300内表面内所形成的切口。表面结构302可绕套管300的整个内圆周延伸，或可为单独结构以与锁位装置260中一个或多个协作。在一些实施方式中，表面结构302可包括起作用以与锁位装置206协作的凸部、可变图案、或其它任何设计。相似地，锁位装置260可为与表面结构302协作的多种形状和设计，或按照本文所述地操作的任何构造。
图3B图示位于撤回位置的锁位装置260。在一些实施方式中，为接合位于延伸位置的锁位装置260，利用绳索系统145(图1B)将岩芯管组件下降到套管300内，如上所述。在下降过程中，头组件200可作为其一部分的岩芯管组件的重力使本体220降低，从而将矛头240如上所述地拉离本体220。随动件262滚动脱离与导轨242上的凸轮表面244的接合，迫使锁位装置260向内进入本体220。在撤回位置，锁位装置260与套管300脱离，从而限制该拖拉和将岩芯管组件下降到钻孔内所需的时间。
当岩芯管组件到达期望深度时，突棱306与唇部238协作以阻止岩芯管组件在套管300内更进一步下降。当包括头组件200的岩芯管组件的重力通过突棱306传递到外套管300时，由于弹簧250和重力施加了足够的力以朝连接器224移动矛头240，因此矛头240朝连接器224移动。当矛头240朝连接器224移动时，导轨242也沿同一方向移动，将凸轮表面244移至容许延伸锁位装置260的位置。当延伸锁位装置260时，锁位装置260接合表面结构302。当各锁位装置260可具有专用锁位弹簧266时，各锁位装置260可独立地接合。
为了移出岩芯管组件，可将轴向力施加到截头圆锥形尖端246，迫使矛头240、以及因此还有导轨242远离连接器224。当导轨242因此沿轴向平移时，凸轮表面244迫使随动件262和锁位装置260向内进入撤回位置，并脱离与表面结构302的接合。在撤回位置，岩芯管组件可提出钻孔。
如图3A所示，为了将对锁位装置260的损害最小化，可减小锁位装置260和表面结构302之间的竖向容差304，优选地尽可能得小。在一些实施方式中，容差304可小于约0.015英寸。在其它实施方式中，容差304可为约0.05英寸或更小。在钻探操作过程中，特别是在声波钻探操作中，减小的容差304可限制包括头组件200的岩芯管组件与套管300之间的惯性。减小惯性可减小锁位装置260上的力以及任何随之生成的损害。
由于声波钻探操作的轴向运动，因此锁位装置260可被固定以防在套管300内向上或向下移动。在一些实施方式中，可在套管300内包括驱动键310以阻止头组件200相对于套管300转动。在一些实施方式中，驱动键可为套管300的延伸进图3C中的锁位装置260之间空隙内的部分。驱动键可为表面结构302中的突变部，或可为突出部。相似地，驱动键可位于套管300内的能与岩芯管组件的任何结构协作、从而限制岩芯管组件的转动的任何位置。
在一些实施方式中，可采用锁定装置以阻止锁位装置260在位于延伸位置时向内移动。例如，如图3A所示，当延伸每个锁位装置260时，矛头240的延伸部240A可延伸于锁位装置260之间，从而防止锁位装置260向内移动。当提升矛头240时，锁位装置260将然后能够如上所述地移入撤回位置。
在至少一个示例中，锁位装置260可作为单元构件操作。例如，导轨242可包括具有凸轮轮廓的凸轮槽，且锁位装置260可具有位于上述槽内的凸轮销，使得导轨242上下移动，且凸轮销将依循凸轮轮廓，迫使锁位装置260在延伸位置和撤回位置之间移动。在其它实施方式中，锁位装置260可利用本领域技术人员已知的其它部件和设计撤回和延伸。
除了任何前述修改外，本领域技术人员在不脱离以上描述的主旨和范围的情况下可设计很多其它变型和替代性配置，且所附权利要求意图涵盖这些修改和配置。因此，尽管关联了目前认为是最实用和最优选的方面并借助于特性和细节阐述了上述信息，但本领域技术人员清楚，在不脱离本文阐述的原理和概念的情况下可进行很多修改，包括但不限于形式、功能、操作方式和用途等修改。事实上，在不脱离本发明的主旨或本质特性的情况下，本发明可以其它具体形式实施。上述实施方式在所有方面应理解为示例性和非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非前述进行限定。落入与所述权利要求等效的意义和范围内的所有变化意图为本发明范围所涵盖。
Claims (30)
1.一种头组件，包括：
本体；
矛头，所述矛头操作上与所述本体联接，并构造成相对于所述本体沿轴向平移；以及
至少一个锁位装置，所述至少一个锁位装置操作上与所述矛头和所述本体联接，所述锁位装置构造成响应于所述矛头相对于所述本体的轴向平移而相对于所述本体在延伸位置和撤回位置之间移动，其中在延伸位置时，所述锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域。
2.如权利要求1所述的组件，还包括操作上与所述本体和所述矛头联接的多个锁位装置。
3.如权利要求2所述的组件，其中，在所述延伸位置时，所述锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的至少50％的区域。
4.如权利要求2所述的组件，还包括：至少一个耦接到所述矛头的导轨，所述导轨具有在其上形成的至少一个凸轮表面；以及至少一个耦接到各个锁位装置的随动件。
5.如权利要求4所述的组件，其中，所述随动件构造成将所述锁位装置从所述随动件与所述凸轮表面连通时的延伸位置移至所述随动件与所述凸轮表面不连通时的撤回位置。
6.如权利要求5所述的组件，其中，所述导轨沿轴向平移以移动所述凸轮表面使所述凸轮表面与所述随动件接合和脱离。
7.如权利要求5所述的组件，还包括多个锁位装置，各所述锁位装置具有至少一个导轨，所述至少一个导轨借助于在各个所述导轨上所形成的凸轮表面操作上与所述锁位装置联接。
8.如权利要求7所述的组件，还包括至少一个弹簧，所述至少一个弹簧耦接到各个所述锁位装置，并构造成将所述随动件偏置成与所述导轨接合。
9.如权利要求8所述的组件，其中，所述矛头的轴向平移导致所述至少一个导轨沿轴向平移。
10.一种钻探组件，包括：
外套管；以及
头组件，所述头组件构造成位于所述外套管内，所述头组件包括：本体；矛头，所述矛头操作上与所述本体联接，并构造成相对于所述本体沿轴向平移；以及多个锁位装置，所述多个锁位装置操作上与所述矛头和所述本体联接，所述锁位装置构造成响应于所述矛头相对于所述本体的轴向平移而相对于所述本体在延伸位置和撤回位置之间移动，其中在延伸位置时，所述锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域，以将所述头组件相对于所述外套管固定在位。
11.如权利要求10所述的组件，其中所述外套管包括突棱，且其中所述本体包括唇部，其中当所述头组件位于期望位置时，所述唇部接合所述突棱。
12.如权利要求11所述的组件，还包括在所述唇部邻近处的所述外套管内形成的表面结构。
13.如权利要求12所述的组件，其中，所述表面结构包括在所述外套管内形成的沟槽，所述沟槽的尺寸形成为在其内容纳所述锁位装置。
14.如权利要求13所述的组件，其中，当所述锁位装置延伸进所述表面结构内时，所述表面结构和所述锁位装置的边缘之间的间隙小于约0.05英寸。
15.如权利要求14所述的组件，其中，所述间隙小于约0.015英寸。
16.如权利要求14所述的组件，其中，所述表面结构还包括与所述沟槽连通的键槽，并且其中，所述锁位装置中的至少一个包括键凸部，所述键凸部构造成至少部分地容纳在所述键槽内。
17.如权利要求10所述的组件，还包括配置成能释放地接合所述矛头的打捞筒组件。
18.如权利要求10所述的组件，还包括耦接到所述头组件的岩芯管。
19.一种钻探系统，包括：
外套管；和
头组件，所述头组件构造成位于所述外套管内，所述头组件包括：本体；矛头，所述矛头操作上与所述本体联接，并构造成相对于所述本体沿轴向平移；以及多个锁位装置，所述多个锁位装置操作上与所述矛头和所述本体联接，所述锁位装置构造成响应于所述矛头相对于所述本体的轴向平移而相对于所述本体在延伸位置和撤回位置之间移动，其中在延伸位置时，所述锁位装置覆盖所述锁位装置邻近处的所述本体的圆周的超过25％的区域，以将所述头组件相对于所述外套管固定在位；以及
声波钻头，所述声波钻头构造成将振动力传递到所述外套管。
20.如权利要求19所述的系统，还包括在唇部邻近处的所述外套管内形成的表面结构。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述表面结构包括在所述外套管内形成的沟槽，所述沟槽的尺寸形成为在其内容纳所述锁位装置。
22.如权利要求21所述的系统，当所述锁位装置延伸进所述表面结构内时，所述表面结构和所述锁位装置的边缘之间的间隙小于约0.05英寸。
23.如权利要求21所述的系统，其中，所述表面结构还包括与所述沟槽连通的键槽，且其中，所述锁位装置中的至少一个包括键凸部，所述键凸部构造成至少部分地容纳在所述键槽内。
24.一种钻探方法，包括：
将岩芯管组件下降到套管内；
接合锁位机构，使得所述岩芯管组件沿轴向固定到所述套管；以及
利用声波钻探工艺钻探。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述锁位机构包括多个弹簧偏置的锁位装置，所述锁位装置构造成接合所述套管的内部。
26.如权利要求24所述的方法，还包括：
用绳索撤回系统将所述锁位机构脱离；以及
利用绳索撤回系统撤回所述岩芯管组件，其中，由所述绳索撤回系统施加到所述岩芯管组件的力将所述锁位机构与所述套管脱离。
27.如权利要求24所述的方法，其中，所述锁位机构包括多个锁位装置，且其中将所述锁位机构脱离的步骤包括使杆构件滑动，使得所述多个锁位装置撤回进所述岩芯管组件内。
28.如权利要求24所述的方法，其中，所述锁位机构占用所述岩芯管组件的圆周的至少约25％的区域。
29.如权利要求24所述的方法，其中，接合锁位机构的步骤包括利用弹簧力使所述锁位机构独立地接合所述多个锁位装置。
30.如权利要求24所述的方法，其中，所述锁位机构占用所述岩芯管组件的圆周的超过约50％的区域。
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