CN102770618A - 具有外流体通路的岩心钻进工具 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方案包括岩心管总成，所述岩心管总成包括大体沿着所述岩心管总成的外表面轴向延伸的外流体通路。所述一个或多个外流体通路将围绕闩锁机构的增加的流体流考虑在内。所述围绕闩锁机构的增加的流体流可允许岩心管总成在钻柱内更快地移动，且当闩锁机构被接合时可允许钻井液经过闩锁机构。本发明的实施方案还包括含有外流体通路的钻进系统，以及使用这种钻进系统取回岩心样本的方法。

Description

具有外流体通路的岩心钻进工具
技术领域
本发明的实施大体涉及可用于钻进地质和/或人造岩层（formation）的钻进设备和方法。尤其是，本发明的实施涉及岩心管总成（core barrelassembly）。
背景技术
岩心钻进（或岩心取样）包括为了各种原因获得不同深度处的地下岩层的岩心样本。例如，取回的岩心样本可表明什么样的物质，诸如石油、贵金属以及其他期望物质，存在于或可能存在于特定的岩层，以及存在于什么样的深度。在一些情况中，岩心采样可用于给予物质和事件的地质时间表。因此，岩心采样可用于决定特定区域的进一步开采的需要。
绳索钻进系统（wireline drilling system）是用于取回岩心样本的一种普通类型的钻进系统。在绳索钻进过程中，岩心钻针附接到外管或钻杆的前边缘。但外管在期望岩层中被下降较深时，于是通过一系列节对节组装在一起的钻杆形成了钻柱（drill string）。岩心管总成于是被降低或泵送到钻柱中。岩心钻针在岩层中旋转、推动和/或振动，从而导致期望物质的样本进入岩心管总成中。一旦获取岩心样本，使用绳索将岩心管总成从钻柱取回。于是岩心样本可从岩心管总成中去除。
岩心管总成通常包括用于接收岩心的岩心管，以及用于将岩心管总成附接到绳索的头部总成。典型地，岩心管总成被下降到钻柱中，直到岩心管到达外管或最远端钻杆上的着陆位置。在该点上，采用头部总成上的闩锁以限制岩心管总成相对于钻杆的运动。一旦闩锁上，于是岩心管总成和钻杆一起推进到岩层中，使物质填充到岩心管中。
通常可能希望获取岩层中不同深度处的岩心样本。另外，在一些情况中，可以期望获取地面水平以下数千英尺深度处的岩心样本，或另外获取延伸钻进通路的岩心样本。在这种情况中，获取岩心样本可能需要从钻孔去除整个钻柱（或断开钻柱）的耗时且昂贵的过程。在其他情况下，绳索钻进系统可用于避免与断开整个钻柱有关的困难和时间。甚至当使用绳索钻进系统时，将岩心管总成下放到钻柱中和从钻柱中起出仍然是耗时的。
所以，在传统绳索系统中存在许多可被解决的不利因素。
发明内容
本发明的一个或多个实施方案利用用于有效地且高效地将岩心管总成下放到钻柱中和从钻柱中起出的钻进工具、系统和方法来克服本领域的一个或多个问题。例如，本发明的一个或多个实施方案包括具有一个或多个外流体通路的岩心管总成。具体地，岩心管总成的一个或多个构件可包括允许岩心管总成和钻柱的内表面之间的增加的流体流的轴向流体槽。所以，本发明的一个或多个实施方案可通过减少岩心管总成移动穿过钻柱所需要的时间来提高在岩心钻进操作中的生产性和效率。
例如，岩心管总成的闩锁主体的一个实施方案包括管状主体，其包括外表面和内表面。管状主体可适于容纳用于将管状主体固定到钻柱的闩锁机构。另外，闩锁主体可包括延伸通过管状主体的至少两个闩锁开口。此外，闩锁主体可包括延伸到管状主体的外表面中的至少一个槽。该至少一个槽可沿着管状主体的外表面轴向延伸。
另外，岩心管总成的闩锁主体的另一实施方案可包括含有内表面和外表面的管状主体。管状主体可适于容纳用于将管状主体固定到钻柱的闩锁机构。进一步，闩锁主体可包括延伸通过管状主体的至少一个流体口。该至少一个流体口可允许流体在管状主体的内表面和外表面之间流动。闩锁主体还可包括延伸到管状主体的外表面中的至少一个槽。该至少一个槽可沿着管状主体的外表面轴向延伸且与该至少一个流体口交叉。
又进一步，岩心管头部总成的一实施方案可包括闩锁主体，其包括内表面和外表面。另外，闩锁主体可包括多个闩锁开口，其延伸通过闩锁主体。闩锁主体还可包括固定在闩锁主体内的闩锁机构。闩锁机构包括配置成径向移入和移出多个闩锁开口的多个闩锁构件。另外，闩锁主体可包括至少一个槽，其延伸到外表面中。该至少一个槽沿着管状主体的外表面轴向延伸。
此外，用于取回岩心样本的钻进系统的一实施方案可包括含有多个钻杆的钻柱。而且，钻进系统可包括适于插入钻柱内的岩心管总成。岩心管总成可包括闩锁主体和定位在闩锁主体内的闩锁机构。闩锁机构可相对于钻柱锁定岩心管总成。另外，岩心管总成可包括延伸穿过闩锁主体的流体口。又进一步，闩锁主体可包括延伸到闩锁主体的外表面中的至少一个槽。该至少一个槽沿着管状主体的外表面轴向延伸且可与流体口交叉。
除上述内容之外，一种钻进方法可包括将岩心管总成插入钻柱。岩心管总成可包括延伸到岩心管总成的外表面中的至少一个槽。至少一个槽可沿着岩心管总成的外表面轴向延伸。该方法还可包括将岩心管总成沿着钻柱传送到钻进位置。当岩心管总成在钻柱内移动时，流体可在至少一个槽中从闩锁主体的第一端流动到所述闩锁主体的第二端。另外，该方法可包括旋转钻柱，从而导致多个闩锁构件从岩心管总成径向延伸到钻柱的环形槽中；因此将岩心管总成相对于钻柱锁定。
本发明的示例性实施方案的另外的特征和优势将在以下的描述中阐述，并且部分地将从该描述中是明显的，或可通过该示例性实施方案的实践被学习。这些实施方案的特征和优势可通过尤其在所附权利要求中指出的工具和组合被认识到和获得。这些和其他特征将从以下描述和所附权利要求变得更加完全明显，或可通过如之后阐述的这种示例性实施方案的实践被学习到。
附图说明
为了描述可获得本发明的上述以及其他优势及特征的方式，以上概述的本发明的更具体的描述将通过参考其在附图中示出的具体实施方案给出。应注意，附图不一定按比例绘制，且相似结构或功能的元件通常通过相同的参考数字表示，以便达到贯穿附图的说明目的。应理解，这些附图仅仅描述了本发明的典型实施方案，并因此不应被认为限制其范围，本发明将通过使用附图描述且解释另外的特性以及细节，在附图中：
图1示出了包括根据本发明实施方案的具有外流体通路的岩心管总成的钻进系统的示意图；
图2示出了图1的岩心管总成的放大视图，进一步示出了头部总成上的外流体通路；
图3示出了图2的头部总成的分解视图；
图4示出了图2岩心管总成沿着图2中的线4-4截取的横截面视图；
图5示出了图2的岩心管总成的闩锁主体的分解透视图；
图6A示出了图5的闩锁主体的侧视图；
图6B示出了图5的闩锁主体的侧视图，类似于图6A，但是旋转了90度；
图6C示出了图5的闩锁主体的侧视图，类似于图6A，但是旋转了180度；
图6D示出了图5的闩锁主体的侧视图，类似于图6A，但是旋转了270度；
图6E示出了图5的闩锁主体的俯视图；
图6F示出了图5的闩锁主体的仰视图；
图7示出了包括根据本发明实施方案的外流体通路的闩锁主体的另一实施方案的分解透视图；
图8A示出了图7的闩锁主体的侧视图；
图8B示出了图7的闩锁主体的侧视图，类似于图8A，但是旋转了90度；
图8C示出了图7的闩锁主体的侧视图，类似于图8A，但是旋转了180度；
图8D示出了图7的闩锁主体的侧视图，类似于图8A，但是旋转了270度；
图8E示出了图7的闩锁主体的俯视图；
图8F示出了图7的闩锁主体的仰视图；
图9示出了包括根据本发明实施方案的外流体通路的闩锁主体的又另一实施方案的透视图；
图10示出了图2的岩心管总成的类似于图4的横截面视图，但是其中驱动式闩锁机构被锁定在回缩位置，以将岩心管总成下放到钻柱中；
图11示出了岩心管总成的类似于图4的横截面视图，但是其中驱动式闩锁机构被闩锁在钻柱；
图12示出了图11的岩心管总成的沿着图11中的线12-12截取的横截面视图；
图13示出了岩心管总成的类似于图4的横截面视图，但是其中驱动式闩锁机构处于释放的位置，允许岩心管总成从钻柱中的取回。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及钻进工具、系统以及用于有效地且高效地将岩心管总成下放到钻柱以及从钻柱中起出的方法。例如，本发明的一个或多个实施方案包括具有一个或多个外流体通路的岩心管总成。尤其是，岩心管总成的一个或多个部件可包括允许在岩心管总成和钻柱的内表面之间的增加的流体流的轴向流体槽。因此，本发明的一个或多个实施方案可通过减少岩心管总成在钻柱中移动所需要的时间来提高岩心钻进操作中的生产性和效率。
如在以下更详细解释的，外流体通路可允许围绕岩心管总成的增加的流体流。增加的流体流可提供增加的对钻针冷却。另外，增加的流体流可实现提高对表面切屑的冲洗。因此，外流体通路可改善钻进性能。此外，一个或多个实施方案的外流体通路可增加岩心管总成的外表面和钻柱之间的空间；从而允许在岩心管总成的下放期间可能存在的钻探流体或地下水的容易通过。因此，本发明的一个或多个实施方案可通过减少将岩心管总成下放进钻柱或从钻柱起出所需要的时间来提高岩心钻进操作中的生产性和效率。
此外，外流体通路可允许岩心管总成的部件具有增加的尺寸，而不必减少或限制流体流的横截面积。因此，在一个或多个实施方案中，外流体通路可帮助确保岩心管总成具有足够物质的截面，以提供足够的强度来承受在钻进以及岩心管总成取回期间产生的力。例如，岩心管部件可具有增加的厚度以提供增加的强度。
另外，或可选择地，外流体通路能够允许岩心管总成具有相对于钻柱的内径构成仅仅轻微间隙的外径，其中减少了流体流。因此，外流体通路可允许内岩心管头部构件具有增加的尺寸或数量。例如，外流体通路可运行增加数量的闩锁元件、闩锁机构设计以及阀控制设计。例如，在一个或多个实施方案中，外流体通路可允许岩心管头部总成包括具有四个或更多个楔构件的驱动式闩锁机构，并且仍然允许围绕岩心管头部总成到足够的流体流。
如在图1中所示，钻进系统100可用于从岩层102取回岩心样本。钻进系统100可包括钻柱104，钻柱104可包括钻针106（例如，开面的钻针（open-faced drill bit）或其他类型的钻针）和/或一个或多个钻杆108。钻进系统100还可包括孔内总成，例如岩心管总成110。岩心管总成110可包括配置成将岩心管总成至少部分地锁定在远端钻杆或外管112的闩锁机构128，如在以下更详细解释的。如本文所使用的，术语“向下”和“远端”是指钻柱104的包括钻针106的端部。而术语“向上”或“近端的”是指钻柱104的与钻针106相对的端部。另外，属于“轴向的”或“轴向地”是指沿着钻柱104的长度的方向。
钻进系统100可包括钻塔114，钻塔114可将钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分旋转和/或推动到岩层102中。钻塔114可包括例如，旋转的钻头116、滑板总成（sled assembly）118以及桅杆120。钻头116可连接到钻柱104，并且可允许旋转钻头116旋转钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分。如果需要，旋转钻头116可配置成改变其旋转这些构件的速度和/或方向。滑板总成118可相对于桅杆120移动。当滑板总成118相对于桅杆120移动时，滑板总成118可抵着旋转钻头116提供力，旋转钻头116可将钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分进一步推动到例如岩层102中，同时这些构件会旋转。
但是，将理解到钻塔114不需要旋转钻头、滑板总成、滑动框架或驱动总成，并且钻塔114可包括其他适合的构件。还将理解到钻进系统100不需要钻塔，并且钻进系统100可包括可旋转和/或推动钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分到岩层102中的其他合适的构件。例如，可使用声波的、冲击的或井下马达。
岩心管总成110可包括内管或岩心管124以及头部总成126。头部总成126可包括闩锁机构128。如在以下更详细解释的，驱动式闩锁机构128可将岩心管124锁定在钻柱104内，尤其是锁定到外管112。此外，在一个或多个实施方案中，闩锁机构128可将岩心管总成110旋转地锁定到钻柱104，从而防止因为钻柱104和闩锁机构128的匹配构件之间的旋转或滑动造成的磨损。
一旦岩心管124通过闩锁机构128锁定到外管112，钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分可被旋转和/或推动到岩层102中，以允许岩心样本收集到岩心管124内。在收集到岩心样本之后，岩心管总成110可从外管112和钻柱104解锁。岩心管总成110于是可例如使用绳索取回系统被取回，同时钻针106、外管112、钻杆108中的一个或多个和/或钻柱104的其他部分仍然在钻孔内。
岩心样本可从取回的岩心管总成110的岩心管124去除。在岩心样本被去除之后，岩心管总成110可被送回并锁定到外管112。通过将岩心管总成110再次锁定到外管112，钻针106、岩心管总成110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分可被进一步旋转和/或推动到岩层102中，以允许另一岩心样本被收集到岩心管124内。岩心管总成110可以此方式重复地取回和送回，以获得多个岩心样本，同时钻针106、外管112、钻杆108中的一个或多个和/或钻柱104的其他部分仍然在钻孔内。这可以有利地减少获得岩心样本必要的时间，因为钻柱104不需要为了每次岩心样本而从钻孔内起出。
图2更详细地示出了岩心管总成110。如之前所提到的，岩心管总成110可包括头部总成126和岩心管124。头部总成126可包括适于与打捞器连接的矛头总成（spear head assembly）200，其转而可被附接到绳索。此外，头部总成126可包括闩锁主体206。如图2所示，闩锁主体206可包括第一构件202和套管204。闩锁主体206可包括配置成容纳闩锁机构128的管状主体，闩锁机构208可将岩心管总成110锁定在钻柱104内。另外，如以下更详细解释的，闩锁主体可包括一个或多个外流体通路。
鉴于本文的公开内容，将能理解到本发明的一个或多个实施方案的外流体通路可被并入到任何类型的闩锁主体中。例如，关于图2-6D所示和描述的闩锁主体206包括可移动地连接到彼此的两个部件（即，第一部件202和套管204）。在可选择的实施方案中，闩锁主体可包括单一整体件，诸如以下关于图9所描述的闩锁主体906。以类似方式，一个或多个实施方案的闩锁主体可被配置以容纳任何类型的闩锁机构。例如，闩锁机构可包括任何数量的闩锁臂、闩锁滚子、闩锁球、多构件的连接装置或配置成将闩锁机构移动到与钻柱的接合位置的任何机构。
在一个或多个实施方案中，闩锁机构可包括驱动机构式机构，诸如那些在2010年12月14日提交的第12/968,127号美国专利申请以及2010年10月6日提交的第12/898,878号美国专利申请描述的，这些专利申请的每个的公开内容通过引用并入本文。事实上，本发明的外流体通路可尤其适合与驱动式闩锁机构一起使用，因为它们允许增加数量的闩锁或楔构件和具有增大尺寸的内部构件。对于以下其中的大部分内容，为了易于描述，外流体通路被描述成位于被配置以容纳驱动式闩锁机构的闩锁主体。本发明不被限制如此；而是可包括任何类型的岩心管总成和闩锁机构。
换句话说，以下描述提供了具体的细节，以便提供对本发明的完全理解。然而，技术人员将理解该装置以及使用该装置的相关方法不必采用这些具体的细节就可以被实施和使用。事实上，该装置及其相关方法可通过修改所示出的装置及其方法来付诸实践，并且可连同任何其他的装置和技术一起使用。例如，尽管以下描述致力于岩心采样操作，但是该装置及其相关方法可同等地应用于其他钻进过程，诸如在常规的钻孔中，且可用于任意数量的钻进系统或各种钻进系统，诸如旋转钻进系统、冲击钻进系统等等。
图3和4以及相应的文本示出或描述了图1和2中示出的岩心管总成110的许多构件、细节和特征。尤其是，图3示出了头部总成126的分解视图。而图4示出了岩心管总成110的沿着图2的线4-4截取的侧视横截面视图。图4示出了处于完全展开状态的驱动式闩锁机构128。如图3和4所示，驱动式闩锁机构128可包括多个楔构件300。在一个或多个实施方案中，楔构件300可包括球形形状或者是滚动球，如在图3和4中所示。楔构件300可由钢，或其他铁合金、钛和钛合金、使用聚芳酰胺纤维的复合物、润滑浸渍的尼龙或塑料、其组合或其他合适的材料制成。
楔构件300可定位在驱动构件302上或抵住驱动构件302。更具体地，楔构件300可定位在大体平面的或平坦的驱动表面304上。如以下更详细解释的，驱动表面304的大体平面的构型可允许楔构件300被楔入驱动构件302和钻柱的内径之间，以将岩心管总成110旋转地锁定到钻柱。
图3和4还示出了楔构件300可延伸穿过闩锁开口306，闩锁开口延伸穿过大体中空的套管204。闩锁开口306可帮助将楔构件300保持或维持与驱动表面304接触，驱动表面转而可确保驱动构件302相对于套管204的轴向运动导致楔构件300的径向位移。如在以下更详细解释的，当驱动构件302朝向套管204移动或进一步移动到套管204中时，驱动表面304可迫使楔构件300从套管204径向向外到展开或闩锁的位置（图12）。以类似方式，当驱动构件302轴向移动离开或脱出套管204，楔构件300可至少部分地径向回缩到套管204中至释放位置（图11）。
如较早提到的，在至少一个实施方案中，驱动构件302可包括用于将楔构件300沿着驱动构件302轴向锁定到位置的一个或多个槽。例如，驱动构件302可包括回缩槽305。如在以下更详细解释的，回缩槽305可在将岩心管总成110下放到钻柱104或从钻柱104起出期间接收且保持楔构件300在径向回缩的位置。
在一个或多个实施方案中，驱动构件302，且更具体地平面的驱动表面304可具有锥形，如在图3和4中所示。当驱动构件302轴向移动接近套管204或移动到套管204中时，锥形可允许驱动构件302将楔珠300径向向外驱动。而且，当驱动构件302轴向移动远离套管204时，驱动构件302的锥形可允许楔构件300至少部分地径向回缩到套管204中。
在至少一个实施方案中，回缩槽305可定位在驱动构件302的锥形的较小端部上。这可确保当楔构件300固定在回缩槽305中时，楔构件300将至少部分地径向回撤到套管204内。在至少一个实施方案中，当楔构件300被接收在回缩槽305中时，可完全回缩到套管204内。在任何情况下，回缩槽305可将楔构件300充分地维持在套管204中，以便不接合钻柱104。维持因而回缩到套管204内的楔构件300可减少楔构件300和钻柱104之间的接触，这样转而可减少摩擦，且从而允许岩心管总成110快速下放和起出钻柱104。
此外，图3和4还示出了第一构件202可以是大体中空的且可容纳着陆构件（landing member）312。将理解，套管204、第一构件202以及着陆构件312可共同连接在一起。尤其是，如图3和4所示，在至少一个实施方案中，第一销320可然后延伸穿过着陆构件312的安装通道322。第一销320可然后延伸穿过第一构件202的安装槽324（且更具体地驱动构件302）。从安装槽324，第一销320可延伸进入套管204中的安装孔326中。因此，着陆构件312和套管204可相对于彼此轴向固定。另一方面，安装槽324可允许着陆构件312和套管204相对于第一构件202轴向移动，反之亦然。第一构件202和套管204之间的轴向移动可导致驱动表面304径向向外和向内移动楔构件300。
在可选择的实施方案中，套管204和第一构件202可包括单一构件（即，闩锁主体）。换句话说，套管204和第一构件202可相对于彼此固定。在这种实施方案中，驱动构件302可以可移动地连接到闩锁主体（即，套管204和第一构件202）。
图3和4还示出了头部总成126可包括偏置构件330。偏置构件330可定位在着陆构件312和驱动构件302之间。因此，偏置构件330可将驱动构件302朝向套管204偏置或偏置到套管204中。因此，在一个或多个实施方案中，偏置构件330可偏置驱动构件302抵住楔构件300，因而径向向外偏置楔构件300。偏置构件330可包括机构（例如，弹簧）、磁体或其他配置成将驱动构件302朝向套管204偏置或偏置到套管204中的机构。例如，图3和4示出了偏置构件330可包括螺旋弹簧。
另外进一步，图3和4还示出了头部总成126可包括流体控制构件342。流体控制构件342可包括活塞344和轴345。轴345可包括本文限定的通道346。活塞销348可延伸到通道346中，且连接都到第一构件202中的销孔350（且尤其是驱动构件302）。通道346可因此允许活塞344相对于驱动构件302轴向移动。尤其是，如在以下详细解释的，活塞344可相对于第一构件202轴向移动，以进入和离合与形成阀的密封件或衬套352的接合。流体控制构件342的相互作用将在之后更详细地讨论。
在一个或多个可选择的实施方案中，流体控制构件342可刚性地连接到驱动构件302。在这种实施方案中，活塞销348可延伸到销孔中，而不是通道346，其可防止流体控制构件342相对于驱动构件302轴向移动。
如之前提到的，头部总成126可包括矛头总成200。矛头总成200可经由矛头销360连接到第一构件202。矛头销360可延伸到矛头总成200中的安装通道362中，从而允许矛头总成200相对于第一构件202轴向移动。
如之前所提到的，闩锁主体206可包括允许流体流动通过闩锁主体206或围绕闩锁主体206流动的特征。例如，图3示出了套管204可包括延伸穿过套管204的一个或多个流体口370。另外，套管204可包括至少部分沿着其长度轴向延伸的一个或多个流体槽372。类似地，第一构件202可包括延伸穿过第一构件202的一个或多个流体口376。另外，第一构件202可包括至少部分沿着其长度轴向延伸的一个或多个流体槽378。
鉴于本文的公开内容，将要理解流体口370、376可允许流体从头部总成126的外径流动到头部总成126的中心或孔中。另一方面，流体槽372、378可允许流体沿着头部总成126在头部总成126的外径和钻柱104的内径之间轴向流动。除了流体孔和轴向流体槽之外，岩心管总成110可包括可允许流体内部地穿过岩心管总成110流动的中心孔。
现在参照图5-6F，闩锁主体206的流体口和外流体通路将被更详细地描述。如图5-6F所示，套管可包括延伸到套管204的外表面380中的五个流体槽372a、372b、372c、372d、372e。类似地，第一构件202可包括延伸到第一构件202的外表面384中的五个流体槽378a、378b、378c、378d、378e。流体槽372a-e、378a-e中的每个可朝向闩锁主体206的内表面382、386延伸到闩锁主体206的外表面380、384中。可选择的实施方案可包括多于或少于五个的流体槽。
流体槽372a-e、378a-e的深度，或者流体槽延伸到外表面380、384中的深度，可足以允许足够的流体沿着闩锁主体206流动，而不会削弱闩锁主体206的结构整体性。例如，在一个或多个实施方案中，流体槽372a-e、378a-e的深度可以在闩锁主体206的量度（外表面380、384和内表面382、386之间的距离）的大约5%至大约50%之间。在进一步的实施方案中，流体槽372a-e、378a-e的深度可以在闩锁主体206的量度的大约10%至大约25%之间。在又进一步的实施方案中，流体槽372a-e、378a-e的深度可以在闩锁主体206的量度的大约10%至大约20%之间。
除了径向延伸到闩锁主体206的外表面380、384中之外，流体槽372a-e、378a-e还可沿着闩锁主体206的长度的至少一部分轴向延伸。具体地，在一个或多个实施方案中，流体槽372a-e、378a-e可沿着闩锁主体206的长度线性延伸，如图6A-6D所示。在可选择的实施方案中，流体槽372a-e、378a-e可具有螺旋或螺旋状的构型。在一个或多个实施方案中，套管204的流体槽372a-e可与第一构件202的流体槽378a-e对齐，使得组合的或对齐的流体槽372a-e、378a-e实质上沿着闩锁主体206的整个长度延伸。在这种实施方案中，组合的流体槽372a和378a可被认为是单一的流体槽。在可选择的实施方案中，套管204的流体槽372a-e可与第一构件202的流体槽378a-e不对齐。在这样的实施方案中，非对齐的流体槽可被认为是沿着闩锁主体206的仅一部分（即，套管204或第一构件202）延伸的分开的流体槽。
闩锁主体206可包括任意数量的流体槽372a-e、378a-e。例如，在图5-6F中，闩锁主体206包括沿着其长度延伸的五个流体槽。在一个或多个实施方案中，流体槽372a-e、378a-e的数量可基于闩锁开口306的数量。例如，图6A-6D示出了闩锁主体206包括五个闩锁开口306a-e以及五个流体槽372a-e、378a-e。尤其是，流体槽372a-e、378a-e中的每个可沿圆周方向定位在相邻的闩锁开口306a-e之间。如在以下更详细解释的，这可允许流体在闩锁主体206的外表面380、384和钻柱104的内表面之间流动，甚至在楔构件300与钻柱104相接合时。
在可选择的实施方案中，两个或更多个流体槽372a-e、378a-e可定位在相邻的闩锁开口306a-e之间。另外，在一个或多个实施方案中，流体槽372a-e、378a-e可围绕闩锁主体206在圆周方向相等地间隔开。在可选择的实施方案中，流体槽372a-e、378a-e可围绕闩锁主体206交错或以其他方式在圆周方向不相等地间隔开。
除流体槽372a-e、378a-e之外，闩锁主体206还可包括如之前提到的一个或多个流体口。例如，图5-6D示出了闩锁主体206可包括接近闩锁主体206的第一端388的一对流体口370a和370b以及接近闩锁主体206的第二相对端390的一对流体口376a、376b。另外，闩锁主体206可包括接近闩锁主体206的中心的一个或多个流体口389a、389b。接近闩锁主体206的中心的流体口389a、389b可通过形成在套管204中的凹口387形成，凹口387与形成在驱动构件302中的槽385对齐。将要理解的是当驱动构件302从套管204中撤出时流体口389a、389b可增加尺寸。
鉴于本文的公开内容，将要理解到流体口370a-b、376a-b、389a-b可允许流体在闩锁主体206的内表面382、386和外表面380、384之间流动。因此，流体口370a-b、376a-b、389a-b可允许流体流动通过并流过岩心管总成110的其中流体流可另外由岩心管总成110内的几何形状或特征限制的部分。另外，流体口370a-b、376a-b、389a-b可允许流体流到闩锁主体206中，以便能够作用在流体控制构件342或流过被包括在岩心管总成110的外表面和钻柱104的内表面之间的任意密封件（诸如允许岩心管总成110被液压地泵送通过钻柱104的密封件）。
在至少一个实施方案中，流体口370a-b、376a-b可被封闭。换句话说，相对于形成在边缘，类似凹口387处，流体口370a-b、376a-b可整体形成在闩锁主体206内。此外，尽管图5-6D示出了接近第一端388的两个流体口370a-b、接近闩锁主体206的中间的两个流体口389a-b以及接近第二端390的两个流体口376a-b，但是在可选择的实施方案中，闩锁主体可包括更多或更少的流体口。另外，在一个或多个实施方案中，流体口370a-b、376a-b、389a-b中的每组可围绕闩锁主体206在圆周方向相等地间隔开，如在图5-6D中所示的。在可选择的实施方案中，流体口370a-b、376a-b、389a-b中的每组可围绕闩锁主体206在圆周方向交错或以其他方式不相等地间隔开。而且，接近第一端388的流体口流体口370a-b可以与接近第二端390的流体口376a-b沿圆周对齐，如图5-6D所示。在可选择的实施方案中，接近第一端388的流体口流体口370a-b可以不与接近第二端390的流体口376a-b沿圆周对齐。
如图所示，流体口370a-b、376a-b可具有相对大的尺寸以允许闩锁主体206的内部和外部之间的大量的流体流。例如，在一个或多个实施方案中，每个流体口370a-b、376a-b可具有在闩锁主体206的圆周周长的大约5%和大约30%之间的宽度（径向围绕闩锁主体206跨过的距离）。在进一步的实施方案中，每个流体口370a-b、376a-b可具有在闩锁主体206的圆周周长的大约10%和大约25%之间的宽度。在又进一步的实施方案中，每个流体口370a-b、376a-b可具有在闩锁主体206的圆周周长的大约15%和大约20%之间的宽度。此外，在一个或多个实施方案中，每个流体口370a-b、376a-b可具有近似等于本文以上描述的宽度的高度（沿着闩锁主体206轴向跨过的距离）。
在一个或多个实施方案中，流体槽372a-e、378a-e中的一个或多个可与流体口370a-b、376a-b、389a-b中的一个或多个流体相通。鉴于本文的公开内容，将要理解到流体槽372a-e、378a-e和流体口370a-b、376a-b、389a-b之间的流体相通可沿着闩锁主体206将流体轴向引导到闩锁主体206的内部，反之亦然。如图5-6D所示，在一个或多个实施方案中，每个流体槽372a-e、378a-e可与至少一个流体口370a-b、376a-b、389a-b交叉。又进一步，一个或多个组合的流体槽（即，378a和372a等等）可与接近第一端388的流体口370a和接近第二端390的流体口376a两者交叉。在可选择的实施方案中，流体槽372a-e、378a-b可以不与任何流体口370a-b、376a-b、389a-b交叉。
除流体槽之外，在一个或多个实施方案中，闩锁主体206还可包括一个或多个平坦部392，如图5所示。平坦部392可包括闩锁主体206的外表面380、384的平坦区域。类似于流体槽，平坦部392增加在岩心管总成的外表面和钻柱104的内表面之间的空间，且提供其中的增加的流体流。
如之前所提到的，本发明的一个或多个实施方案的流体槽可并入各种不同类型的闩锁主体。例如，图7-8F示出了配置成容纳驱动式闩锁机构和制动机构（诸如在2010年10月6日提交的专利申请No.12/898,878中描述的制动机构）两者的闩锁主体206a。如图7-8F所示，闩锁主体206a可包括多个流体槽。尤其是，闩锁主体206a可包括套管204a上的六个流体槽772a-f和第一构件202a上的六个流体槽776a-f。流体槽772a-e、776a-e中的每个可朝向闩锁主体206a的内表面782、786延伸进闩锁主体206a的外表面780、784中。
除径向延伸到闩锁主体206a的外表面780、784中之外，流体槽772a-f、778a-f可沿着闩锁主体206a的长度的至少一部分轴向延伸。在一个或多个实施方案中，套管204a的流体槽772a-f可与第一构件202的流体槽778a-f对齐，使得流体槽772a-f、778a-f实质上沿着闩锁主体206a的整个长度延伸。在这种实施方案中，流体槽772a和778a可被认为是单一流体槽。
如图7-8D所示，闩锁主体206a可包括多个制动开口314a-f。制动开口314a-f，类似于闩锁开口706a-e，可从内表面782、786延伸穿过闩锁主体206a，至外表面780、784。制动开口714a-f可允许制动元件（未示出）径向回缩到闩锁主体206a中，和从闩锁主体206中伸出。如在2010年10月6日提交的美国专利申请No.12/898,878中所描述的，制动元件可帮助防止岩心管总成110从钻柱104中的意外推出。因此，制动机构可允许岩心管总成110用在向上钻孔的钻进操作中，而没有岩心管总成110以不可控制且可能不安全的方式滑出钻柱104的危险。所以，制动机构可通过将制动元件展开到与套筒或钻柱104（或钻井）的内壁之间的摩擦布置来抵制岩心管总成110从钻井意外移除或推出。
在一个或多个实施方案中，流体槽772a-f、778a-f的数量可基于闩锁开口706a-f和/或制动开口314a-f的数量。例如，图7-8D示出了闩锁主体206a可包括六个闩锁开口706a-e、六个制动开口314a-f以及六个流体槽772a-f、778a-f。尤其是，流体槽772a-f、778a-f中的每个可沿圆周方向定位在相邻的闩锁开口706a-e之间和相邻的制动开口314a-f之间。这可以允许流体在闩锁主体206a的外表面780、784和钻柱104的内表面之间流动，甚至在楔构件300和/或制动元件（未示出）与钻柱104接合时。
除流体槽772a-f、778a-f之外，闩锁主体206a还可包括如之前提到的一个或多个流体口。例如，图7-8D示出了闩锁主体206a可包括接近闩锁主体206a的第一端788的三个流体口770a、770b、770c以及接近闩锁主体206a的第二相对端790的三个流体口776a、776b、776c。另外，闩锁主体206a可包括接近闩锁主体206a的中心的一个或多个流体口789a、789b。接近闩锁主体206a的中心的流体口789a、789b可通过形成在套管204a中的凹口787形成，凹口与形成在驱动构件702中的槽785对齐。将要理解的是，当驱动构件702从套管204a中撤出时，流体口789a、789b可增加尺寸。如图7所示，在至少一个实施方案中，槽785可从安装槽724偏置90度。
在一个或多个实施方案中，流体槽772a-f、778a-f中的一个或多个可与流体口770a-b、776a-b、789a-b中的一个或多个流体相通。鉴于本文的公开内容，将要理解到，流体槽772a-f、778a-f和流体口770a-b、776a-b、789a-b之间的流体相通可沿着闩锁主体206a将流体轴向引导到闩锁主体206a的内部中，反之亦然。如图7-8D所示，在一个或多个实施方案中，每个流体槽772a-f、378a-e可与至少一个流体口770a-b、776a-b、789a-b交叉。又进一步地，一个或多个组合的流体槽（即，378a和772a等等）可与接近第一端788的流体口770a和接近第二端790的流体口776a交叉。又进一步，一个或多个组合的流体槽（即，378e和772e等等）可与接近第一端788的流体口770c、接近第二端790的流体口776c和接近闩锁主体206a的中间的流体口789b交叉。在可选择的实施方案中，流体槽772a-f、778a-e可以不与任何流体口770a-b、776a-b、789a-b交叉。
除流体槽之外，在一个或多个实施方案中，闩锁主体206a还可包括一个或多个平坦部792，如图7所示。平坦部792可包括闩锁主体206a的外表面780、784的平坦区域。类似于流体槽，平坦部792可增加岩心管总成的外表面和钻柱104的内表面之间的空间，且提供其中增加的流体流。
流体槽和流体口可并入任何岩心管构件中，而不仅仅闩锁主体。此外，流体槽和/或流体口可用于任何闩锁机构或闩锁主体设计。例如，图9示出了配置成容纳具有枢转出长形闩锁开口906a的闩锁臂的闩锁机构的闩锁主体206c。如图9所示，闩锁主体206c可包括延伸到闩锁主体206c的外表面980中的流体槽972a、972b。除径向延伸到外表面980中之外，流体槽972a、972b可沿着闩锁主体206c的长度的至少一部分轴向延伸。此外，流体槽972a、972b可定位在闩锁开口906a之间，且可以不与任何流体口流体相通。
现在参照图10-13，岩心管总成110、驱动式闩锁机构128和流体槽372a-e、378a-e和流体口376a-b、370a-b的操作现在将被更详细的描述。如之前提到的，在本发明的一个或多个实施方案中，岩心管总成110可被下降到钻柱104中。例如，图10示出了当其下放进入钻柱104或沿着钻柱104下放的岩心管总成110。
如在一个或多个实施方案中所示出的，在将岩心管总成110放到钻柱104中之前，操作员可将楔构件300锁定到回缩槽305中。例如，操作员可按压，将驱动构件302拉出或远离套管204。通过做这些，偏置构件330可被压缩，并且楔构件300可被接收在回缩槽305内，如图5所示。
当岩心管总成110沿着钻柱104向下移动时，钻柱104内的钻井液和/或地下流体可对岩心管总成110的运动导致流体阻力和液压阻力。流体槽372a-e、378a-e可允许容纳在钻柱104中的钻井液或其他物质（例如，钻井气体、钻井泥浆、碎屑、空气等等）以较大的体积流过岩心管总成110，且因此允许岩心管总成110沿着钻井组104更快移动。另外，流体口376a-b、370a-b可允许钻井液或其他物质从闩锁主体206的内部流到外部（反之亦然），以使流体围绕闩锁机构128和岩心管总成110的其他内部构件流动。因此，结合流体槽372a-e、378a-e和流体口376a-b、370a-b可最大化其中流体可流动的区域，并因此减少当岩心管总成110沿着钻柱104移动时作用在岩心管总成110上的曳力。
现在参照图11，一旦孔内总成或岩心管总成110已经在钻柱104中到达其期望位置；岩心管总成110的远端可移动经过最后的钻杆并着陆于位于外管112的顶部上的着陆环上。在该位置，闩锁机构128可展开，从而将岩心管总成110轴向地且旋转地锁定到钻柱104。例如，岩心管总成110接触着陆环的冲击，连同偏置构件330产生的偏置力，可克服将楔构件300维持在回缩槽305内的保持力。
一旦岩心管总成110已经着陆于着陆位置，岩心管总成110可浸入流体中。在钻井操作中，该流体可被加压。流体的加压，以及和岩心管总成110的远端之间的密封接触，可导致加压流体进入流体口376a-b、370a-b。进入流体口376a-b、370a-b的加压流体可产生作用在流体控制构件342的活塞344上的远端作用的流体力。活塞344转而可施加远端地驱动流体控制构件342的远端作用力，直到通道346的近端接合销348。结果，通道346的近端接合销348，施加在流体控制构件342上远端作用的流体力被传递通过销348，至驱动构件302，从而将驱动构件302朝向套管204拉动或拉进套管204中。由流体控制构件342产生的力可和由偏置构件330产生的偏置力一起作用，以克服将楔构件300维持在回缩槽305内的保持力。
在任何情况下，一旦保持力已经被克服，偏置构件330可远端地朝向套管204推动驱动构件302（并且在一些实施方案中，将驱动构件至少部分地推进套管中）。驱动构件302朝向套管204或进入套管204的运动可迫使驱动表面304与楔构件300增进的接合中。换句话说，驱动构件302朝向套管204的轴向平移可导致驱动表面304迫使楔构件300随着其沿着锥形驱动表面304移动而径向向外。该运动可导致驱动表面304径向向外驱动楔构件300（通过闩锁开口306）并使楔构件300与钻柱104的内表面1002接合。尤其是，楔构件300可被驱动到与形成在钻柱104的内表面1002中的环形槽1102的接合中，如图11所示。
通过楔构件300在环形槽1102中展开，驱动式闩锁机构128可将岩心管总成110轴向地锁定在钻进位置。换句话说，楔构件300和环形槽1102可防止岩心管总成110相对于外管112或钻柱104的轴向运动。具体地，驱动式闩锁机构128可承受当岩心样本进入岩心管124时的钻井负载。另外，尽管由于钻井操作或异常的钻柱运动产生的振动和配合的头部总成构件的惯性负载，但是驱动式闩锁机构128可维持展开或闩锁的状态。
将要理解到，当处于钻进位置时，偏置构件330可远端地推动驱动构件302，从而迫使楔构件300径向向外，进入展开的位置。因此，驱动式闩锁机构128可帮助确保楔构件300不会意外地脱离或回缩使得岩心管内管总成在向下成角度的孔中从钻进位置升起，从而阻止钻井。
除上述之外，图11还示出了当处于钻进位置时，活塞344可远端地移动超出衬套352。这可允许流体流进岩心管总成110。因此，流体控制构件342可允许钻井液到达钻针106，以提供冲洗和冷却，如在钻井过程期间所期望或需要的。鉴于本文的公开内容，将要理解到压力尖峰信号可被产生且在岩心管总成110到达钻进位置且活塞344移动超出衬套352时被解除。该压力尖峰信号可向钻井操作员提供岩心管总成110已经到达钻进位置且被闩锁到钻柱104的指示。
除将岩心管总成110轴向锁定或闩锁到钻进位置之外，驱动式闩锁机构128可将岩心管总成110相对于钻柱104旋转地锁定，使得岩心管总成110与钻柱104串联旋转。如之前所提到的，这可防止岩心管总成110和钻柱104的匹配构件（楔构件300、钻柱104的内表面1002、岩心管的远端处的着陆肩部、外管112的近端处的着陆环）之间的磨损。
具体地，参照图12，当钻柱104旋转时（由箭头1200指示），岩心管总成110和驱动构件302可具有惯性（由箭头1204指示），没有惯性，驱动式闩锁机构128也可能意图导致岩心管总成110不旋转或以比钻柱104慢的速度旋转。但是，如图12所示，当钻柱104的旋转试图相对于驱动构件302旋转楔构件300时（由箭头1202显示），钻柱104的旋转导致楔构件300楔入驱动构件302的驱动表面304和钻柱104的内表面1002之间。楔构件300在驱动表面304和钻柱104的内表面1002之间的楔入或夹住可相对于钻柱104旋转地锁定驱动构件302（以及因此的岩心管总成110）。因此，驱动式闩锁机构128可确保岩心管总成110和钻柱104一起旋转。
将要理解到，在驱动式闩锁机构128可提供增加的闩锁强度，且将岩心管总成110轴向地且旋转地锁定到钻柱104的同时；驱动式还可减少其中流体可流过岩心管总成110的空间。例如，接合钻柱104的闩锁构件300的增加的数量、闩锁主体206的增加的直径，以及闩锁主体206内较大、更坚固的构件都可以减少其中流体（诸如传送以冷却钻针106的钻井液）（图1）可流动的空间。如图12所示，流体槽372a-e可增加闩锁主体206的外表面380和钻柱104的内表面1002之间的空间。该增加的空间可允许流体在楔构件300之间流动，且流过闩锁机构128。以类似方式，在包括制动机构和配置以容纳制动机构的闩锁主体206a的实施方案中，流体槽778a-e（图7-8D）可允许流体到流体在制动元件之间流动且流过制动机构。
在一些位置，可期望回缩岩心管总成110，诸如在岩心样本已经被获得时。参照图13，为了取回岩心管总成110，绳索可用于降低打捞筒总成（overshot assembly）1300与矛头总成200接合。绳索然后可用于近端地拉动打捞筒900和矛头总成200。这转而可作用以近端地拉动第一构件202离开套管204。
第一构件202的近端运动可导致驱动构件302相对于套管204和楔构件300运动。驱动构件302相对于楔构件300的近端运动可导致楔构件300随着其沿着锥形驱动构件302运动而径向回缩。在该位置，安装槽324的远端可接合销320，从而近端地拉动套管204。
本发明的实施方案还可包括使用具有可回缩地可锁定的驱动式闩锁机构的岩心钻井工具来进行钻井以获得岩心样本的方法。以下描述了参照图1-13的构件和图解来获得岩心样本的方法的至少一个实施方案。当然，作为初步的内容，本领域的技术人员将认识到本文详细解释的方法可使用本发明的一个或多个构件来改变。例如，所描述的方法的各种动作可被省略或扩展，且所描述的方法的各种动作的顺序可如所期望地进行改变。
因此，根据本发明的一个实施方案，方法可包括将所述岩心管总成110插入钻柱104中。例如，使用者可将岩心管总成110下降到钻柱104中。岩心管总成可包括延伸到岩心管总成110的外表面380、384中的至少一个流体槽372a-e、378a-e。该至少一个流体槽372a-e、378a-e可沿着岩心管总成110的外表面380、384轴向延伸。
该方法然后可包括沿着钻柱104传送岩心管总成110到钻进位置。在至少一个实施方案中，岩心管总成110可在重力的作用下沿着钻柱104或沿着钻柱104向下移动到钻进位置。在另一实施方案中，岩心管总成110可通过液压力被沿着钻柱104或沿着钻柱104向下推动。在任何情况下，当岩心管总成110沿着钻柱104向下移动时，流体可在至少一个流体槽372a-e、378a-e中流动，从闩锁主体206的第一端388流动到闩锁主体206的第二端390。
在到达钻进位置时，多个楔构件300可自动地从至少一个回缩槽305移出，进入其中多个楔构件300至少部分地从套管204径向向外延伸的展开位置。例如，通过由偏置构件330产生的偏置力，可克服将楔构件300维持在回缩槽305内的保持力。在一些实施方案中，偏置力可与岩心管总成110接触着陆环的冲击产生的冲击力和/或作用于流体控制构件342的流体产生的力合作，以克服保持力。偏置构件330可然后迫使驱动构件302相对于套管204轴向移动。该移动可从套管204径向向外推动楔构件300，直到楔构件300接合钻柱104内的环形槽1102；从而，将岩心管总成110相对于钻柱104轴向锁定。在一些实施方案中，驱动构件302相对于套管204的运动可推动楔构件300进入展开槽802，其可将楔构件300锁定在延伸或展开位置。
该方法可然后包括旋转钻柱104；从而导致多个楔构件300楔入所述钻柱104的内表面1002和驱动构件302之间，从而将岩心管总成110相对于钻柱104旋转地锁定。由进一步，该方法可包括将钻柱104推进到岩层102中，从而导致岩层102的一部分进入岩心管总成110。
如之前所提到的，本领域技术人员可设计出各种变形和可选择的布置，而不偏离本描述的精神和范围。例如，根据本发明的岩心管总成不仅可包括形成在闩锁主体中的流体槽，还可包括形成在岩心管总成的其他构件中的流体槽。例如，流体槽和或流体口可被包括在岩心管上。因此，本发明可以其他具体的形式实施，而不偏离其精神或实质性特点。所述的实施方案在所有方面都被认为是示例性的和非限制性的。本发明的范围因此由所附权利要求表明，而不是由以上描述表明。属于权利要求的意思和等效范围内的所有改变都将包括在其范围内。

Claims (34)

1.一种岩心管总成的闩锁主体，包括：
管状主体，其包括外表面和内表面，所述管状主体适于容纳用于将所述管状主体固定到钻柱的闩锁机构；
至少两个闩锁开口，其延伸通过所述管状主体；以及
至少一个流体槽，其延伸到所述管状主体的所述外表面中，其中所述至少一个流体槽沿着所述管状主体的所述外表面轴向延伸。
2.如权利要求1所述的闩锁主体，其中所述至少一个流体槽定位在所述至少两个闩锁开口之间。
3.如权利要求1所述的闩锁主体，其中所述至少一个槽沿着所述管状主体的整个长度延伸。
4.如权利要求1所述的闩锁主体，还包括：
第一流体口，其延伸通过所述管状主体；
其中所述第一流体口适于允许流体在所述内表面和所述外表面之间流动；并且
其中所述第一流体口定位在接近所述管状主体的第一端。
5.如权利要求4所述的闩锁主体，其中至少一个流体槽与所述第一流体口交叉。
6.如权利要求4所述的闩锁主体，还包括：
第二流体口，其延伸通过所述管状主体；
其中所述第二流体口适于允许流体在所述内表面和所述外表面之间流动；并且
其中所述第二流体口定位在接近所述管状主体的第二端，所述第二端与所述第一端相对。
7.如权利要求6所述的闩锁主体，其中至少一个流体槽与所述第一流体口和所述第二流体口交叉。
8.如权利要求1所述的闩锁主体，其中所述至少两个闩锁开口各自包括大体圆形形状。
9.如权利要求8所述的闩锁主体，其中所述至少两个闩锁开口包括五个闩锁开口。
10.如权利要求9所述的闩锁主体，其中所述至少一个流体槽包括围绕所述管状主体在圆周方向相等间隔开的五个流体槽。
11.如权利要求1所述的闩锁主体，其中所述管状主体包括第一构件和套管，所述第一构件可移动地连接到所述套管。
12.如权利要求11所述的闩锁主体，还包括连接到所述第一构件的驱动构件，所述驱动构件配置成容纳在所述套管中。
13.一种岩心管总成的闩锁主体，包括：
管状主体，其包括外表面和内表面，所述管状主体适于容纳用于将所述管状主体固定到钻柱的闩锁机构；
至少一个流体口，其延伸通过所述管状主体，所述至少一个流体口适于允许流体在所述内表面和所述外表面之间流动；以及
至少一个流体槽，其延伸到所述管状主体的所述外表面中，其中所述至少一个流体槽沿着所述管状主体的所述外表面轴向延伸，且与所述至少一个流体口交叉。
14.如权利要求13所述的闩锁主体，其中所述管状主体包括第一构件和套管，所述第一构件可移动地连接到所述套管。
15.如权利要求14所述的闩锁主体，还包括连接到所述第一构件的驱动构件，所述驱动构件配置成容纳在所述套管内。
16.如权利要求14所述的闩锁主体，其中所述至少一个流体槽沿着所述第一构件和所述套管两者轴向延伸。
17.如权利要求13所述的闩锁主体，其中所述至少一个流体槽具有线性构型。
18.如权利要求13所述的闩锁主体，其中所述至少一个流体口具有在所述管状主体的圆周长度的大约5%和30%之间的宽度。
19.一种岩心管头部总成，包括：
闩锁主体，其包括内表面和外表面；
多个闩锁开口，其延伸通过所述闩锁主体；
闩锁机构，其固定在所述闩锁主体内，所述闩锁机构包括配置成径向移入和移出所述多个闩锁开口的多个闩锁构件；以及
至少一个流体槽，其延伸到所述外表面中，所述至少一个流体槽沿着所述管状主体的所述外表面轴向延伸。
20.如权利要求19所述的岩心管头部总成，其中所述闩锁构件包括大体球形的楔构件。
21.如权利要求19所述的岩心管头部总成，其中所述至少一个流体槽定位在所述多个闩锁开口的所述相邻的闩锁开口之间。
22.如权利要求19所述的岩心管头部总成，其中所述至少一个流体槽沿着所述闩锁主体的整个长度延伸。
23.如权利要求19所述的岩心管头部总成，还包括：
第一流体口，其延伸穿过所述闩锁主体；
其中所述第一流体口适于允许流体在所述内表面和所述外表面之间流动；并且
其中所述第一流体口定位在接近所述管状主体的第一端。
24.如权利要求23所述的岩心管头部总成，其中至少一个流体槽与所述第一流体口交叉。
25.如权利要求19所述的岩心管头部总成，还包括：
第二流体口，其延伸穿过所述闩锁主体；
其中所述第二流体口适于允许流体在所述内表面和所述外表面之间流动；并且
其中所述第二流体口定位在接近所述闩锁主体的第二端，所述第二端与所述第一端相对。
26.如权利要求25所述的岩心管头部总成，其中至少一个流体槽与所述第一流体口和所述第二流体口交叉。
27.一种用于取回岩心样本的钻进系统，包括：
钻柱，其包括多个钻杆；
岩心管总成，其适于插入所述钻柱中，所述岩心管总成包括：
闩锁主体；
闩锁机构，其定位在所述闩锁主体内，所述闩锁机构配置成相对于所述钻柱锁定所述岩心管总成；
流体口，其延伸穿过所述闩锁主体；以及
至少一个流体槽，其延伸到所述闩锁主体的外表面中，所述至少一个流体槽沿着所述管状主体的所述外表面轴向延伸，所述至少一个流体槽与所述流体口交叉。
28.如权利要求27所述的钻进系统，其中所述闩锁机构是适于将所述岩心管总成相对于所述钻柱旋转地且轴向地锁定的驱动式闩锁机构。
29.如权利要求27所述的钻进系统，其中所述多个钻杆中的至少一个钻杆包括沿着所述至少一个钻杆的长度变化的内径。
30.如权利要求27所述的钻进系统，还包括延伸穿过所述闩锁主体的多个闩锁开口。
31.如权利要求27所述的钻进系统，其中所述至少一个流体槽定位在所述多个闩锁开口的相邻的闩锁开口之间。
32.一种钻进方法，包括：
将岩心管总成插入钻柱中，所述岩心管总成包括延伸到所述岩心管总成的外表面中的至少一个流体槽，其中所述至少一个流体槽沿着所述岩心管总成的所述外表面轴向延伸；
将所述岩心管总成沿着所述钻柱传送到钻进位置，借此当所述岩心管总成沿着所述钻柱移动时，流体在所述至少一个流体槽中从闩锁主体的第一端流动到所述闩锁主体的第二端；以及
旋转所述钻柱，从而导致所述多个闩锁构件从所述岩心管总成径向延伸到所述钻柱的环形槽中，因此将所述岩心管总成相对于所述钻柱锁定。
33.如权利要求32所述的方法，还包括：
将打捞筒下降到所述岩心管总成的矛头上；以及
拉动所述打捞筒以回缩所述岩心管总成；
其中所述拉动将所述多个闩锁构件移动到所述岩心管总成中。
34.如权利要求32所述的方法，还包括将所述钻柱推进到岩层中，从而导致所述岩层的一部分进入所述岩心管总成。
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