CN105209712A - 上孔衬套和包括上孔衬套的岩芯筒头组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于在上孔钻探操作期间定位在岩芯筒组件内的衬套。

Description

上孔衬套和包括上孔衬套的岩芯筒头组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月14日提交的标题为“Up-HoleBushingandCoreBarrelHeadAssemblyComprisingSame,”的美国专利申请号13/803,820的提交日的利益，所述申请以引用的方式整体并于本文。

技术领域

本发明大体涉及可用于钻探地质和/或人造岩层的钻探装置和方法。具体而言，本发明涉及在上孔钻探操作期间使用的衬套和并入有这种衬套的岩心筒头组件。

背景技术

勘探钻探可包括从岩层取回所需物料的样品(岩芯样品)。钢丝绳钻探系统是用于取回岩芯样品的一种常见类型的钻探系统。在钢丝绳钻探过程中，岩芯钻头附接到外管或钻杆的前缘。随后，通过随着外管更深地下降到所需岩层中，将逐段地组装在一起的一连串钻杆附接而形成钻柱。随后，将岩芯筒组件降入或泵入钻柱中。使岩芯钻头旋转、推动和/或振动到岩层中，从而使得所需物料的样品进入岩芯筒组件中。一旦获取到岩芯样品，即使用钢丝绳从钻柱取回岩芯筒组件。随后，可将岩芯样品从岩芯筒组件中移除。

岩芯筒组件通常包括用于接收岩芯的岩芯筒和用于附接到钢丝绳的头组件。通常，将岩芯筒组件降入钻柱中，直到岩芯筒到达外管的部分或最远的钻杆。这时，展开头组件上的闩锁，以限制岩芯筒组件的相对于钻杆的移动。一旦被闩锁上，随后即将岩芯筒组件与钻杆一起推进到岩层中，从而使得物料填满岩芯筒。

在上孔钻探操作期间，水通常积聚在岩芯筒组件上方。钻探操作者必须在移除岩芯筒组件之前排放积水。这种积水的排放造成钻探操作中的延迟并降低钻探效率。

因此，相关领域需要用于在上孔钻探操作期间改善从钢丝柱排放水并改善钻探效率的装置、系统和方法。

发明内容

本发明的一个或多个实现方式借助有效且高效地将岩芯筒组件闩锁到钻柱的钻探工具、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现方式包括具有从动闩锁机构的岩芯筒组件，所述从动闩锁机构可将岩芯筒组件可靠地锁定到钻柱内的固定轴向位置中。另外，从动闩锁机构可减少或消除岩芯筒组件与钻柱的匹配部件之间的磨损。具体而言，从动闩锁机构可相对于钻柱旋转锁定岩芯筒组件，从而减少或消除岩芯筒组件与钻柱的匹配部件之间的滑动接触(和相关的磨损)。

例如，岩芯筒头组件的一个实现方式包括具有穿过其延伸的多个闩锁开口的套筒。岩芯筒头组件还可包括至少部分定位在套筒内的驱动构件。驱动构件可包括多个平面驱动表面。另外，岩芯筒头组件可包括定位在多个平面驱动表面上或抵靠多个平面驱动表面的多个楔形构件。多个楔形构件可在多个闩锁开口内延伸。驱动构件可使多个楔形构件楔入钻柱的内表面与多个平面驱动表面之间，从而防止岩芯筒头组件相对于钻柱的旋转。

另外，岩芯筒头组件的另一个实现方式可包括套筒、可移动联接至套筒的上闩锁体和至少部分定位在套筒内的驱动构件。岩芯筒头组件还可包括至少部分定位在上闩锁体内的坐放构件。此外，岩芯筒头组件可包括定位在驱动构件上的多个楔形构件。驱动构件相对于多个楔形构件的轴向移动可使多个楔形构件相对于套筒在闩锁位置与释放位置之间径向移动。另外，岩芯筒头组件可包括定位在坐放构件上的多个制动元件。坐放构件相对于多个制动元件的轴向移动可使多个制动元件相对于上闩锁体在缩回位置与延伸位置之间径向移动。

此外，用于取回岩芯样品的钻探系统的实现方式可包括钻杆，所述钻杆包括延伸到钻杆内径中的第一环形凹槽。另外，钻探系统可包括适于插入钻杆内的岩芯筒组件。另外，钻探系统可包括定位在岩芯筒组件内的从动闩锁机构。从动闩锁机构可包括驱动构件和多个楔形构件，所述驱动构件包括多个平面驱动表面。驱动构件相对于多个楔形构件的轴向位移可推动或迫使多个楔形物进入钻杆的第一环形凹槽，从而相对于钻杆轴向锁定岩芯筒头组件。此外，钻杆的旋转可使得多个楔形构件相对于钻杆旋转锁定岩芯筒组件。

除前述之外，一种钻探的方法可涉及将岩芯筒组件插入到钻柱内。岩芯筒组件可包括从动闩锁机构,所述从动闩锁机构包括定位在多个平面驱动表面上的多个楔形构件。所述方法还可涉及将钻柱内的岩芯筒组件移动到钻探位置。所述方法还可涉及将多个楔形构件展开到钻柱的环形凹槽中。另外，所述方法可涉及旋转钻柱，从而使得多个楔形构件楔入到钻柱的内径与多个平面驱动表面之间。多个楔形构件的楔入可相对于钻柱旋转地锁定岩芯筒组件。

本文还描述一种用于在上孔钻探操作期间定位在岩芯筒组件内的衬套。所述衬套具有纵轴线和具有内表面和外表面的壁。所述衬套的内表面可限定衬套的入口、出口和中心镗孔。衬套的中心镗孔可围绕衬套的纵轴线并在衬套的入口与出口之间延伸。衬套的外表面可具有被定位成接近衬套的入口的第一部分和被定位成接近衬套的出口的第二部分。外表面的第一部分可相对于衬套的纵轴线从外表面的第二部分向外突出，使得外表面的第一部分限定相对于衬套的纵轴线大体垂直延伸的相对的第一台肩表面和第二台肩表面。任选地，衬套的内表面可限定定位在衬套的入口与出口之间在衬套的中心镗孔内的突起。

具有纵轴线的岩芯筒头组件可提供有如上文所述的套筒、下闩锁体、活塞和上孔衬套。套筒可限定至少一个流体端口并具有内表面。套筒的内表面可具有内部突起。下闩锁体可移除地联接至套筒。活塞可具有端部和细长的轴部分。活塞可被配置用于相对于岩芯筒头组件的纵轴线轴向移动。衬套可定位在套筒内。衬套的纵轴线可与岩芯筒头组件的纵轴线对齐。衬套的外表面的至少一部分可被配置用于与套筒的内表面接合。衬套的第一台肩表面可被配置用于与下闩锁体接合，而衬套的第二台肩表面可被配置用于与套筒的内部突起接合。衬套的中心镗孔可被配置来接收活塞的至少一部分，使得活塞相对于岩芯筒组件的纵轴线的轴向移动选择性地控制流体流动穿过衬套。

本发明的另外的优点将部分陈述在以下描述中，并且部分地将从所述描述变得显而易见或者可通过实践本发明习得。本发明的优点将借助在所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现并达成。应理解，以上概述和以下详述均仅为示例性和解释性的，并且不限制要求保护的本发明。

附图说明

本发明的优选实施方案的这些和其他特征将在参考附图的详述中变得更加显而易见，其中：

图1示出根据本发明的实现方式的钻探系统的示意图，所述钻探系统包括具有从动闩锁机构的岩芯筒组件；

图2示出图1的岩芯筒组件的放大图，其还示出头组件和岩芯筒；

图3示出图2的头组件的分解图；

图4示出沿图2中的线4-4截取的图2的岩芯筒组件的剖视图；

图5示出与图4类似的图2的岩芯筒组件的剖视图，不过从动闩锁机构处在用于将岩芯筒组件泵送到钻柱内的位置；

图6A示出沿图5中的线6-6截取的图5的岩芯筒组件的剖视图，其中制动机构接合具有第一内径的钻杆；

图6B示出与图6A类似的图5的岩芯筒组件的剖视图，不过制动机构接合具有大于第一直径的直径的钻杆；

图7示出与图4类似的岩芯筒组件的剖视图，不过从动闩锁机构被闩锁到钻柱；

图8示出沿图7中的线8-8截取的图7的岩芯筒组件的剖视图；并且

图9示出与图4类似的岩芯筒组件的剖视图，不过从动闩锁机构处在允许从钻柱取回岩芯筒组件的释放位置。

图10示出如本文描述的具有上孔衬套的示例性岩芯筒组件的剖视图。岩芯筒组件的从动闩锁机构被示出为处于伸出/展开位置。

图11是图10的岩芯筒组件的剖视图，其中从动闩锁机构处于缩回位置。

图12-图14示出如本文描述的示例性上孔衬套。图12是上孔衬套的底部透视图。图13是图13的上孔衬套的顶部透视图。图14是图13的上孔衬套的剖视图。

具体实施方式

可通过参考以下详细描述、实例、图和权利要求及其之前和之后的描述而更容易地理解本发明。然而，在公开和描述本装置、系统和/或方法之前，应理解，除非另外说明，否则本发明不限于所公开的具体装置、系统和/或方法，因而当然可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，且并不意图加以限制。

本发明的以下描述被提供为本发明的当前已知的最好的实施方案的能实现的教导。为此，相关领域的技术人员将认识并了解到可对本文中描述的本发明的各种方面做出许多改变，而仍然获得本发明的有益结果。还将显而易见的是，本发明的一些希望益处可通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征来获得。因此，本领域的从业人员将认识到对本发明进行许多修改和改编是可能的，并且在某些情况下甚至可能是希望的并且是本发明的一部分。因此，以下描述是作为说明本发明的原理而提供的并不在其限制之中。

除非上下文另外明确规定，否则如通篇所使用的单数形式“一个(种)”和“所述”包括多个指示物。因此，例如，除非上下文另外说明，否则提及“木质层”可包括两个或更多个此类木质层。

在本文中，范围可表达为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表达这种范围时，另一方面包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，将理解的是特定值形成了另一方面。应进一步理解，所述范围的每个端点相对于另一个端点都是有区别的，并且独立于另一个端点。

如本文所使用的，术语“任选的”或“任意地”意指随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，并且所述描述包括所述事件或情形发生的情况和不发生的情况。

本文所使用的单词“或”意指特定列表的任何一个构件并且还包括列出的任何构件的组合。

具有从动闩锁机构的岩心筒头组件

本发明的实现方式涉及用于有效且高效地将岩芯筒组件闩锁到钻柱的钻探工具、系统和方法。例如，本发明的一个或多个实现方式包括一种具有从动闩锁机构的岩芯筒组件，所述从动闩锁机构可将岩芯筒组件可靠地锁定到钻柱内的固定轴向位置中。另外，从动闩锁机构可减少或消除岩芯筒组件与钻柱的匹配部件之间的磨损。具体而言，从动闩锁机构可相对于钻柱旋转锁定岩芯筒组件，从而减少或消除岩芯筒组件与钻柱的匹配部件之间的滑动接触(和相关的磨损)。

一个或多个实现方式的组件、系统和方法可包括或使用从动闩锁机构，所述从动闩锁机构用于将岩芯筒组件固定到管状构件(如钻柱的钻杆)内的所需位置。从动闩锁机构可包括多个楔形构件和具有多个驱动表面的驱动构件。驱动表面驱动楔形构件与钻杆的内表面相互作用，以便将岩芯筒组件闩锁或锁定到钻柱内的所需位置。此后，钻杆的旋转可使得楔形构件楔入到驱动表面与钻杆的内径之间，从而相对于钻柱旋转锁定岩芯筒组件。

此外，一个或多个实现方式提供从动闩锁机构，所述从动闩锁机构可不管匹配的头组件部件由于钻探操作或异常的钻柱移动而产生的振动和惯性载荷，仍然维持展开或闩锁状态。另外，一个或多个实现方式可提供闩锁机构，所述闩锁机构不会无意地脱离或缩回，并因此防止岩芯筒内管组件从下倾角孔中的钻探位置上升，或从上倾角的钻孔中突然下降。

另外，一个或多个实现方式可包括制动机构，所述制动机构可防止岩芯筒组件以不受控制且可能不安全的方式无意地滑出钻柱。具体而言，制动机构可包括坐放构件和多个制动元件。坐放构件可抵靠钻柱的内表面推动多个制动元件，从而允许制动机构停止岩芯筒组件在钻柱内或相对于钻柱的轴向移动。在一个或多个实现方式中，坐放构件可包括锥度，使得坐放构件的轴向位置的改变使制动元件的径向位置改变，从而允许制动元件维持与钻柱的可变内径的接合。

为便于参考，从动闩锁机构应被描述为具有大体平面驱动表面和圆形或球形楔形构件。将了解，驱动构件可具有任何数量、具有任何所需形状的驱动表面，包括但不限于，凸形、凹形、有图案的或能够按需要使楔形构件楔入的任何其他形状或配置。此外，楔形构件可具有任何可能的形状和配置。在至少一个实例中，万向接头可取代大体球形的楔形构件、锥形的平面驱动表面和附带插孔。因此，本发明可在不脱离其精神或本质特征的情况下以其他具体形式实施。所描述的实施方案应被认为在所有方面仅为说明性的而不是限制性的。

换句话说，以下描述提供具体细节以便透彻理解本发明。然而，技术人员应理解，设备和使用所述设备的相关方法可实施和使用而无需采用这些具体细节。事实上，设备和相关方法可通过修改示出的设备和相关方法来投入实践，并可结合任何其他设备和技术来使用。例如，虽然以下描述集中在岩芯取样操作上，但设备和相关方法可同样应用于其他钻探工艺，如常规井眼钻探，并可用于任何数量或种类的钻探系统，如旋转式钻探系统、冲击式钻探系统等。

此外，虽然图中示出闩锁机构中的六个楔形构件，但可使用任何数量的闩锁。在至少一个实例中，从动闩锁机构中将使用五个球形楔形构件。类似地，可按技术人员的要求对所示部件的精确配置进行修改或重新布置。另外，虽然示出的实现方式具体论述钢丝绳系统，但可使用任何取回系统，如钻柱。

如图1所示，钻探系统100可用于从岩层102取回岩芯样品。钻探系统100可包括钻柱104，所述钻柱104可包括钻头106(例如，开放面钻头或其他类型的钻头)和/或一个或多个钻杆108。钻探系统100还可包括孔中组件，如岩芯筒组件110。岩芯筒组件110可包括从动闩锁机构，所述从动闩锁机构被配置来将岩芯筒组件至少部分地锁定在远端钻杆或外管112内，如以下更详细解释的。如本文所述使用的术语“下”和“远端”指的是钻柱104的包括钻头106的端部，无论钻柱以水平取向、相对于水平以向上的角度还是向下的角度取向。而术语“上”或“近端”指的是钻柱104的与钻头106相对的端部。

钻探系统100可包括钻机114，所述钻机114可将钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分旋转和/或推动进入岩层102中。钻机114可包括，例如，旋转式钻探头116、滑移组件118、滑动框架120和/或驱动组件122。钻探头116可联接至钻柱104，并可允许旋转钻探头116旋转钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分。如果需要，那么旋转式钻探头116可被配置来改变其旋转这些部件的速度和/或方向。驱动组件122可被配置来相对于滑动框架120移动滑移组件118。在滑移组件118相对于滑动框架120移动时，滑板组件118可提供抵抗旋转式钻探头116的力，所述力可例如在钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分在旋转的同时推动它们进一步深入岩层102。

然而，应了解，钻机114不需要旋转式钻探头、滑移组件、滑动框架或驱动组件，并且钻机114可包括其他合适的部件。还将了解，钻探系统100不需要钻机并且钻探系统100可包括其他合适的部件，所述其他合适的部件可将钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分旋转和/或推动进入岩层102。例如，可使用声波、冲击或井下马达。

岩芯筒组件110可包括内管或岩芯筒124和头组件126。头组件126可包括从动闩锁机构128。如下文更详细解释的，从动闩锁机构128可将岩芯筒124锁定在钻柱104内，并具体而言是锁定到外管112。此外，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱104，从而防止由于从动闩锁机构128与钻柱104的匹配部件之间的旋转或滑动而引起的磨损。

一旦岩芯筒124通过从动闩锁机构128锁定到外管112，钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分即可被旋转和/或推动进入岩层102，以允许岩芯样品被收集在岩芯筒124内。在岩芯样品被收集之后，岩芯筒组件110可从外管112和钻柱104解锁。随后，可例如使用钢丝绳取回系统来取回岩芯筒组件110，同时钻头106、外管112、一个或多个钻杆108和/或钻柱104的其他部分保留在钻孔内。

岩芯样品可从取回的岩芯筒组件110的岩芯筒124中移除。在移除岩芯样品之后，岩芯筒组件110可被送回并锁定到外管112。由于岩芯筒组件110被再次锁定到外管112，钻头106、岩芯筒组件110、钻杆108和/或钻柱104的其他部分可被旋转和/或推动而更深地进入岩层102，以允许另一种岩芯样品被收集在岩芯筒124内。可按这种方式反复地取回和送回岩芯筒组件110以获取若干岩芯样品，同时钻头106、外管112、一个或多个钻杆108和/或钻柱104的其他部分保留在钻孔内。这可有利地减少获取岩芯样品所必需的时间，因为不需要针对每个岩芯样品将钻柱104从钻孔中起出。

在一些钻探过程期间，可使用液压来将钻柱104内的岩芯筒组件110泵送和/或推进至外管112。具体而言，当钻柱104相对于水平向上取向时(如图1所示)、大体水平取向或相对于水平以轻微向下的角度取向时，可使用液压将钻柱104内的岩芯筒组件110泵送至外管112。为了允许岩芯筒组件110被泵送至外管112，岩芯筒组件110还可包括被配置成与钻柱104的一个或多个部分如钻杆108的内壁形成密封的密封件130。密封件130还可被配置为泵内密封件，使得泵送到钻柱104内密封件130之后的加压流体可使得密封件130之后的液压在钻柱104内并沿着钻柱104泵送和/或推进岩芯筒组件110，直到岩芯筒组件110到达所需位置(例如，如上文讨论的岩芯筒组件110可连接至外管112的位置)。

如本文进一步描述的，在操作中，可以设想，泵送到钻柱104中的加压流体可在取回期间(当阀处于打开位置时)累积在岩芯筒组件110之后。如本文进一步描述的，还可以设想，在岩芯筒组件110的泵入期间(当阀处于关闭位置时)不会发生加压流体的累积。在倾斜井中，可以设想，在缩回岩芯筒组件110期间应用加压流体可通过减少制动机构的重量和弹簧力来防止应用制动机构(如本文进一步描述的)。在示例性方面中，可以设想，本文进一步描述的和图10-图14示出的衬套600可允许本文描述的阀元件在缩回岩芯筒组件期间保持关闭，使得可维持流体压力。还可设想，衬套600可如本文描述的应用到岩芯筒组件110而无需制动机构，从而允许应用流体压力来移除任何闩锁机构的重量和弹簧力，确保解闩锁的过程大体无负荷并防止累积加压流体。

在一个或多个实现方式中，岩芯筒组件110还可包括制动机构132。制动机构132可帮助防止岩芯筒组件110从钻柱104无意地排出。因此，制动机构132可允许在上孔钻探操作中使用钢丝绳取回系统，而不存在岩芯筒组件110以不受控制且可能不安全的方式滑出钻柱104的危险。因此，制动机构132可通过将制动元件展开在外壳的内壁或钻柱104(或井眼)之间的摩擦布置中，来抵抗岩芯筒组件110从井眼无意地移除或排出。

图2更详细地示出岩芯筒组件110。如前所述，岩芯筒组件110可包括头组件126和岩芯筒124。头组件126可包括适于与打捞筒联接的矛头组件200，所述打捞筒进而可附接到钢丝绳。此外，头组件126可包括可容纳制动机构132的第一构件202和可容纳从动闩锁机构128的套筒204。

图3和图4以及对应的文字示出或描述了图1和图2中示出的岩芯筒组件110的许多部件、细节和特征。具体而言，图3示出头组件126的分解图。而图4示出沿图2中的线4-4截取的岩芯筒组件110的侧面剖视图。图4示出处于完全展开状态的从动闩锁机构128和制动机构132。如图3和图4所示，从动闩锁机构128可包括多个楔形构件300。如图3和图4所示，在一个或多个实现方式中，楔形构件300可包括球形或为滚子球。楔形构件300可由钢或其他铁合金、钛和钛合金、使用芳族聚酰胺纤维的化合物、润滑浸渍的尼龙或塑料、其组合或其他合适材料制成。

楔形构件300可定位在驱动构件302上或抵靠驱动构件302。更具体而言，楔形构件300可定位在大体平面或平坦的驱动表面304上。如下文更详细地解释的，驱动表面304的大体平面配置可允许楔形构件300楔入驱动构件302与钻柱内径之间，以将岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱。

图3和图4还示出，楔形构件300可延伸穿过闩锁开口306，所述闩锁开口306延伸穿过大体中空的套筒204。闩锁开口306可帮助保持或维持楔形构件300与驱动表面304接触，这进而可确保驱动构件302相对于套筒204的轴向移动导致楔形构件300的径向位移。如下文更详细地解释的，随着驱动构件302朝向套筒204轴向移动或更深地进入套筒204内，驱动表面304可迫使楔形构件300径向移出套筒204到展开或闩锁位置(图7)。类似地，随着驱动构件302轴向移动而远离套筒204或离开套筒204，楔形构件300可至少部分地径向缩回到套筒204中，到释放位置(图5)。

如图3和图4所示，在一个或多个实现方式中，驱动构件302，并且更具体而言是平面驱动表面304可具有锥度。锥度可允许驱动构件302迫使楔形球300随着驱动构件302轴向移动接近套筒204或在套筒204内移动，而径向向外。另外，当驱动构件302轴向移动远离套筒204时，驱动构件302的锥度可允许楔形构件300至少部分地径向缩回到套筒204中。将了解到，驱动构件302(和驱动表面304)不需要呈锥形。例如，在替代实现方式中，驱动构件302可包括具有较小直径的第一部分、过渡部分和具有较大直径的第二部分。换句话说，驱动构件302可包括在较小直径与较大直径之间的阶梯部，而不是沿驱动构件的长度的锥度。此类实现方式的驱动构件302的较小直径部分可允许楔形球300至少部分地缩回到套筒204中，并且驱动构件302的较大直径可迫使楔形球300径向向外以便锁定或闩锁到钻柱。

图3和图4还示出，除了驱动构件302，第一构件202可包括上闩锁体308。上闩锁体308可以是大体中空的并可容纳制动机构132。如图3和图4所示，制动机构132可包括多个制动元件310。如图3和图4所示，在一个或多个实现方式中，制动元件310可包括球形或为滚子球。在其他实例中，制动元件310可以是平坦的，可具有圆柱形形状或可具有楔形形状，以增加制动元件310抵靠外壳和/或圆锥表面的制动表面面积。在其他实施方案中，制动元件310可以是需要完成任何需要的制动特性的任何形状和设计。

制动元件310可由适合被用作压缩摩擦制动元件的任何材料制成。例如，制动元件310可由钢或其他铁合金、钛和钛合金、使用芳族聚酰胺纤维的化合物、润滑浸渍的尼龙或塑料或其组合制成。用于任何制动元件310的材料可与任何其他制动元件310相同或不同。

制动元件310可定位在坐放构件312上。更具体而言，制动元件310可定位在大体圆锥形或锥形的坐放构件312上。如下文更详细地解释的，坐放构件312的大体圆锥或锥形形状可允许制动元件310接合钻杆的内径或维持与其的接触，所述钻杆的内径沿钻杆的长度变化。例如，一些钻杆或外壳在其末端(接近联轴器)处具有第一较小内径并在接近其中心处具有较大内径。较大内径可允许增加岩芯筒组件周围的流体流量，并因此，更快地放入和起出岩芯筒组件。如下文将更详细地描述的，坐放构件312的锥形或圆锥形配置可允许坐放构件312的轴向平移导致制动元件310的径向位移，这进而允许制动元件310移动而与相关钻柱的内表面接触和脱离接触，以防止无意的或不想要的排出。

图3和图4还示出制动元件310可延伸穿过制动开口314，所述制动开口314大体延伸穿过第一构件308。制动开口314可帮助保持或维持制动元件310与坐放构件312的锥形表面接触，这进而可确保坐放构件312相对于上闩锁体308的轴向移动导致制动元件310的径向位移。如下文更为详细地解释的，随着坐放构件312径向移动而离开或远离上闩锁体308，坐放构件312的锥形表面可迫使制动元件310从上闩锁体308径向向外到延伸位置。类似地，随着坐放构件312朝向上闩锁体308轴向移动或更深地进入上闩锁体308内，制动元件310可至少部分地径向缩回到上闩锁体308而到缩回位置中。

将了解到，套筒204、第一构件202和坐放构件312可全部联接在一起。具体而言，如图3和图4所示，在至少一个实现方式中，第一销320可延伸穿过坐放构件312中的安装通道322。第一销320可随后延伸穿过第一构件202(并且更具体而言是驱动构件302)的安装狭槽324。第一销320可从安装狭槽324延伸到套筒204中的安装孔326中。因此，坐放构件312和套筒204可相对于彼此轴向固定。另一方面，安装狭槽324可允许坐放构件312和套筒204相对于第一构件202轴向移动，或者反之亦然。第一构件202与套筒204之间的轴向移动可使得驱动表面304径向向外和向内移动楔形构件300。同时，坐放构件312与第一构件202之间的轴向移动可使得坐放构件312径向向外和向内移动制动元件310。

图3和图4还示出，头组件126可包括偏置构件330。偏置构件330可将坐放构件312轴向偏置远离驱动构件302。坐放构件312的偏置远离驱动构件302可趋向于迫使坐放构件312抵靠制动元件310，从而使制动元件310径向向外偏置。类似地，在一个或多个实现方式中，偏置构件330可使驱动构件302偏置成抵靠靠楔形构件300，从而使楔形构件300径向向外偏置。偏置构件330可包括机械(例如弹簧)、磁性或配置成使驱动构件312轴向偏置远离驱动构件302的其他机构。例如，图3和图4示出偏置构件330可包括螺旋弹簧。

头组件126还可包括制动头340。制动头340可联接至坐放构件312。在一个或多个实现方式中，制动头340可包括被配置来防止制动元件310离开坐放构件312的锥形表面的挡块。

另外，图3和图4示出头组件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可包括限定在其中的通道346。活塞销348可在通道346中延伸并联接至第一构件202(并且具体而言是驱动构件302)内的销孔350。通道346可因此允许活塞344相对于驱动构件302轴向移动。具体而言，如下文更为详细地解释的，活塞可相对于第一构件202轴向移动而与密封件或衬套352接合和脱离接合，从而形成阀。下文将对流体控制构件342的相互作用进行更为详细地论述。

与流体控制构件342和密封件130结合，岩芯筒组件110可包括各种另外的特征以辅助泵送岩芯筒组件110下降到钻柱104。具体而言，套筒204可包括延伸穿过套筒204的一个或多个流体端口370。另外，套筒204可包括至少部分地沿其长度延伸的一个或多个轴向凹槽372。类似地，第一构件202可包括延伸穿过第一构件202的一个或多个流体端口376。此外，第一构件202可包括至少部分地沿其长度延伸的一个或多个轴向凹槽378。

根据本文公开应了解到，流体端口372、376可允许流体从头组件126的外径流入头组件126的中心或镗孔内。另一方面，轴向凹槽378可允许流体在头组件126的外径与钻柱104的内径之间沿头组件126轴向流动。除了流体端口和轴向凹槽之外，岩芯筒组件110可包括中心镗孔380，所述中心镗孔380可允许流体在内部经过密封件130而流动穿过岩芯筒组件110。

如前所述，头组件126可包括矛头组件200。矛头组件200可通过矛头销360联接至第一构件202。矛头销360可在矛头组件200中的安装通道362中延伸，从而允许矛头组件200相对于第一构件202轴向移动。

现参考图5至图9，将对岩芯筒组件110、从动闩锁机构128和制动机构132的操作进行更为详细地描述。如前所述，在本发明的一个或多个实现方式中，可使用液压将岩芯筒组件110泵入钻柱104中。例如，图5示出在被下入或降入钻柱104中时的岩芯筒组件110。

具体而言，图5示出活塞344被定位成抵靠衬套352，从而密封中心镗孔380。此外，密封件130将岩芯筒组件110密封到钻柱104。因此，在图5示出的泵入配置中，流体不能通过中心镗孔380流过衬套352和活塞344，或流过环之间的密封件130，所述环在岩芯筒组件110与钻柱104的内径502之间。这样，随着流体泵入钻柱344，液压作用于岩芯筒组件110(活塞344等)并推动岩芯筒组件110下降到钻柱104。

随着岩芯筒组件110被泵送下降到钻柱104，泵入力可作用于活塞344，使得活塞通道346的近端与活塞销344接合。因此，泵入力可对活塞344和第一构件202(因为第一构件被固定到活塞销348上)施加指向远端的力。因为第一构件202被泵入力向远端推动，这可使得制动元件310沿着坐放构件312的锥形表面向远端行进。这至少部分是因为偏置构件330对坐放构件312施加了近端力。制动元件310相对于坐放构件312的锥形表面的轴向移动(在远端方向上)可迫使制动元件轴向向外，直到制动元件310靠在钻柱104的内径502上，如图5所示。因此，随着岩芯筒组件110被泵送下降到钻柱104中，偏置构件330可帮助制动元件310保持在延伸位置中。

由于制动元件310靠在钻柱104的内径502上，可防止制动元件310、活塞销348和活塞344相对于坐放构件312和套筒204的任何进一步的远端移动。因此，可防止通过泵入力将活塞344推动穿过衬套352。另外，可防止驱动构件302相对于套筒204在远端方向上轴向移动，其可保持在径向缩回部分。维持楔形构件300至少部分地缩回到套筒204内可减少钻柱104与闩锁机构128之间的摩擦，从而提高岩芯筒组件110可降入钻柱104的速度。

根据本文公开应了解到，制动机构132可帮助防止岩芯筒组件110的无意近端移动。例如，如果近端力将作用于岩芯筒组件110(如在重力由于液压问题而克服泵入力的情况下)，坐放构件312可相对于制动元件310被推向近端，从而迫使制动元件310径向向外抵靠钻柱104，并制动或停止岩芯筒组件110的近端移动。因此，制动机构132可作为安全特征件而起作用，以防止岩芯筒组件110无意的或不需要的下降。

另外，如前所述，制动机构132可允许钻柱104的内径的变化，如与快速下降的外壳和钻杆相关的变化。具体而言，图6A示出沿图5中的线6-6(即，穿过制动元件310)的头组件126的剖视图。如图6A所示，坐放构件312可迫使制动元件310径向向外与钻柱104的内径502接触。在至少一个实现方式中，坐放构件312可具有如图6A所示的大体圆形横截面，这可允许在岩心筒组件110被泵送下降到钻柱104中时制动元件310沿钻柱104转动。

如前所述，在一个或多个实现方式中，坐放构件312可包括锥度，使得坐放构件312的直径沿坐放构件的长度改变。这与偏置构件330组合，可确保制动元件310维持与钻柱104的内径的接合，即使钻柱104的内径变化。例如，图6B示出与图6A类似的剖面图，不过制动机构定位在钻柱104中的比图6A示出的钻柱104的内径D1大的内径D2的位置。如图所示，尽管钻柱104的内径502改变，坐放构件312可确保制动元件310维持与钻柱104的内径502的接合。

现参考图7，一旦井内组件或岩芯筒组件110已到达钻柱104内的所需位置；岩芯筒组件110的远端即可穿过最后的钻杆并落在处于外管112顶部的坐放环上。这时，制动元件310可与钻柱104中的第一环形凹槽700轴向对齐。这时，偏置构件330可完全展开，向近端推动坐放构件312，从而推动制动元件310径向向外进入第一环形凹槽700中。

此外，一旦岩芯筒组件110已落到外管112的坐放环上，第一构件202即可朝向套筒204远端地移动(并且在一些实现方式中至少部分地进入所述套筒中)。这一移动可使得驱动表面304径向向外驱动楔形构件300(穿过闩锁开口306)并与钻柱104的内径104接合。具体而言，楔形构件300可被驱动进入与钻柱104的内表面502上形成的第二环形凹槽702接合。

由于楔形构件300展开在第二凹槽702中，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110轴向锁定在钻探位置中。换句话说，楔形构件300和环形凹槽702可防止岩芯筒组件110相对于外管112的轴向移动。具体而言，从动闩锁机构128可承受样品进入岩芯筒124时的钻探载荷。另外，尽管匹配头组件部件由于钻探操作或异常的钻柱移动会产生振动和惯性载荷，从动闩锁机构128可维持展开或闩锁状态。

应了解，当处于钻探位置时，偏置构件330可向远端迫使驱动构件302，从而迫使楔形构件300径向向外进入展开位置中。因此，从动闩锁机构128可帮助确保楔形构件300不会无意脱离或缩回，使得岩芯筒内管组件从下倾角孔中的钻探位置上升、或从上倾角孔中突然下落从而阻碍钻探。同时，偏置构件330可向近端迫使坐放构件312，从而迫使制动元件310径向向外进入延伸位置中。

除前述之外，图7还示出当处于钻探位置时，活塞344可向远端超过衬套352。这可允许流体在中心镗孔380内经过密封件130流动。因此，在钻探过程期间，流体控制构件342可允许钻探流体到达钻头106，以按所需或需要地提供冲洗和冷却。根据本文公开应了解到，在岩芯筒到达钻探位置并且活塞344超过衬套352时，可产生并随后释放压力峰值。所述压力峰值可向钻探操作人员提供指示:岩芯筒组件110已到达钻探位置并闩锁到钻柱104。

除了将岩芯筒组件110轴向锁定或闩锁在钻探位置之外，从动闩锁机构128可将岩芯筒组件110相对于钻柱104旋转锁定，使得岩芯筒组件110与钻柱104串联旋转。如前所述，这可防止岩芯筒组件110与钻柱104的匹配部件(即，楔形构件300、制动元件310、钻柱104的内径502、位于岩芯筒远端的坐放台肩、位于外管112近端的坐放环)之间的磨损。

具体而言，参考图8，在钻柱104旋转(由箭头800表示)时，岩芯筒组件110和驱动构件302可具有惯性(由箭头804表示)，否则从动闩锁机构128可趋向于使得岩芯筒组件110不旋转或以比钻柱104慢的速率旋转。然而，如图8所示，因为钻柱104的旋转试图使楔形构件300相对于驱动构件302旋转(由箭头802表示)，钻柱104的旋转使得楔形构件300楔入驱动构件302的驱动表面304与钻柱104的内表面502之间。楔形构件300楔入或夹入驱动表面304与钻柱104的内径502之间，并使驱动构件302(且因此使岩芯筒组件110)相对于钻柱104旋转锁定。因此，从动闩锁机构128可确保岩芯筒组件110与钻柱104一起旋转。

根据本文公开应了解，驱动表面304和钻柱104的内径502的配置可产生如图8所示的圆周锥度。换句话说，钻柱104的内径502与驱动构件302之间的距离可周向变化。这一圆周锥度使得楔形构件300楔入钻柱104与驱动构件302之间，或变成夹入钻柱104与驱动构件302之间，从而使岩芯筒组件110旋转锁定到钻柱104。

如图8所示，在至少一个实现方式中，钻柱104与驱动表面104之间的圆周锥度可通过驱动表面304的平面配置产生。在替代实现方式中，驱动表面304可能不具有平面表面。例如，驱动表面304可按需要具有凹形、凸形、圆形、v形或其他配置。无论如何，应了解，驱动表面304的配置可在驱动构件302与钻柱104的内径502之间产生圆周锥度。在又一个实现方式中，驱动构件302可具有大体圆形横截面，并且钻柱104的内径502可包括在钻柱104的内径502与驱动表面304或驱动构件302之间产生圆周锥度的配置。

根据本文公开应了解，制动机构132可起到防止近端作用力使岩芯筒组件110移动而离开钻探位置，从而防止无意或不想要的排出的作用。例如，在钻探期间，可能遇到岩层102中的压力腔或其他异常，这在钻探过程期间产生指向近端的力。这种力可向近端压迫活塞344和驱动构件件302，这可能释放从动闩锁机构128(即，使得楔形构件300径向缩回而离开环形凹槽702)。这进而可允许近端力潜在地沿钻柱104向上朝近端投射出岩芯筒组件，或使岩芯筒组件110崩出。制动机构可防止这种事故。

具体而言，如果近端作用力或干扰力作用来相对于套筒204近端移动第一构件，那么它将向近端压迫坐放构件312。这进而可迫使坐放构件312的锥形表面驱动制动元件310，使制动元件310径向向外穿过制动开口314并接合相关的钻杆。制动元件310与钻柱104之间的接合可起到抗近端作用力或干扰力，从而制动或停止头组件126并防止不想要或无意的排出的作用。在从动闩锁机构128被展开或缩回时，和/或在岩芯筒组件110的泵入或缩回期间，可通过近端作用力来展开制动机构132。

在某种情况下，如当岩芯样品已被捕获时，可能需要取回岩芯筒组件110。参考图9，为了取回岩芯筒组件110，可使用钢丝绳145来使打捞筒组件900下降到与矛头组件200接合。随后可使用所述钢丝绳来向近端牵引打捞筒900和矛头组件200。这进而可起到向近端牵引第一构件202而使其远离套筒204的作用。第一构件202的近端移动可使得制动元件310在沿着坐放构件312移动时缩回到上闩锁体308内。此外，第一构件202的近端移动可使得楔形构件300在它们沿着驱动构件302移动时径向缩回。一旦第一构件202已被足够地向近端牵引以缩回制动机构132和从动闩锁机构128，安装狭槽324的远端即可与销320接合，从而向近端牵引套筒204。

如之前提到的，在不脱离本描述的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可设计许多变体和替代布置。例如，根据本发明的岩芯筒组件可包括提供轴向锁定的常规闩锁机构(如弹簧从动枢转闩锁或机械联动闩锁)和提供旋转锁定的从动闩锁机构。例如，这可通过修改头组件部件(如下闩锁体)以包括与位于外管中的坐放环的内径接合的滚子元件来实现。在这一配置中，所述下闩锁体可包括驱动表面和允许滚子元件变成楔入驱动表面与外管之间的保持器构件，从而使下闩锁体旋转锁定到所述坐放环的内径。

具有上孔衬套的岩芯筒组件

本文参考图10-图14描述的是用于在上孔钻探操作期间定位在岩芯筒组件110内的衬套600。可以设想，当岩芯筒组件110用于进行上孔钻探操作时可使用衬套600来代替衬套352。如本文所使用的，术语“上孔钻探操作”指的是钻柱和岩芯筒组件在相对于水平有向上的角度的井中操作的任何钻探操作。因此，重力克服钻探方向做功的任何钻探操作可被认为是“上孔钻探操作”。

在一个方面，衬套600可具有纵轴线620。如图10-图11示出的，可以设想，岩芯筒组件110可具有纵轴线111。在示例性方面中，衬套600的纵轴线620可与岩芯筒组件110的纵轴线111大体地轴向对齐。

在示例性方面中，衬套600可包括具有内表面602和外表面604的壁601。在这些方面中，内表面602可限定衬套600的入口606、出口608和中心镗孔610。可以设想，衬套600的中心镗孔610可围绕衬套的纵轴线620并在衬套的入口606与出口608之间延伸。

在一个方面，衬套600的外表面604可具有被定位成接近衬套的入口606的第一部分612和被定位成接近衬套的出口608的第二部分614。在这个方面，可以设想，壁601的外表面604的第一部分612可相对于衬套600的纵轴线620从外表面的第二部分614向外延伸，使得外表面的第一部分限定相对于衬套的纵轴线大体垂直延伸的相对的第一台肩表面616和第二台肩表面618。任选地，在另一个方面，外表面604的第一部分612可限定相对于衬套600的纵轴线620定位在第一台肩表面616与第二台肩表面618之间的狭槽613。在这个方面，可以设想，狭槽613可在衬套600的外表面604的第一部分612周围周向延伸。可以设想，可选择性地改变狭槽613的尺寸和纵横比，以提供在阀活塞穿过衬套时对阀活塞的干涉配合的衬套阻力的减少。然而，可以设想，可移除狭槽来提供最大的阻力并因此显著更高的流体压力累积和更大可用的供应流体泵送容量，以便允许更深的井深。

在示例性方面，并且如前所述的，可以设想，衬套600可允许阀元件(例如，活塞344)在缩回岩芯筒组件110期间保持关闭，使得可维持流体压力。在这些方面，可以设想，衬套600的外表面的第二部分614作为延伸，所述延伸允许阀在缩回岩芯筒组件期间保持关闭。还可以设想，衬套600可被应用到岩芯筒组件110而无需制动机构，从而允许应用流体压力来移除任何闩锁机构的重量和弹簧力，确保大体无负荷的解闩锁过程并防止累积加压流体。

在示例性方面，并参考图14，衬套600的内表面602可任选地限定突起603，所述突起603定位在衬套的入口606与出口608之间并延伸到衬套的中心镗孔610中。在这些方面，衬套600的入口606可限定衬套的第一内径，并且突起603可限定衬套的第二内径。可以设想，衬套600的第一内径可大于衬套的第二内径。还可以设想，突起603可周向围绕衬套600的纵轴线620。任选地，在另外的方面，还可以设想，衬套600的壁601的内表面602的在入口606与突起603之间的至少一部分可相对于衬套的纵轴线620向内呈锥形。可以设想，向内的锥形可提供过渡至导架的角度并逐渐使阀活塞集中并产生流体压力中逐渐的变化。在示例性方面，可以设想，可采用缓角形锥形来获得这种压力的逐渐变化。在另外的可选方面，壁601的内表面602可限定接近突起603的凹槽622。在这些方面，凹槽622可相对于衬套的纵轴线620定位在衬套600的突起603与出口608之间。可以设想，凹槽622可被配置来接收活塞344的至少一部分。还可以设想，当与突起603相比时，凹槽622的相对尺寸和角度可被配置来获得不同的配合和压力信号(在与活塞接合时)。

在其他的示例性方面，岩芯筒组件110的套筒204可具有限定内部突起375的内表面205。在这些方面，可以设想，衬套600的外表面604的至少一部分可被配置用于与套筒204的内表面205接合。还可以设想，衬套600的第二台肩表面618可被配置用于与套筒204的内部突起375接合。还可以再设想，套筒204的内部突起375可被定位成接近至少一个流体端口370中的第一流体端口，使得衬套600的出口608与第一流体端口流体连通。在示例性方面，衬套600的外表面604的第二部分614的至少一部分可相对于岩芯筒组件110的纵轴线111与至少一个流体端口370的一部分重叠，使得衬套外表面的第二部分的一部分大体邻近流体端口的最里面的部分。

在另一个方面，岩芯筒组件110可包括可移除地联接至套筒204的下闩锁体700。在这个方面，可以设想，衬套600的第一台肩表面616可被配置用于与下闩锁体700接合。还可以设想，下闩锁体700可具有限定与衬套600的入口606流体连通的出口704的第一表面702，其中下闩锁体的出口与中心镗孔380连通。

在另外的方面，活塞344可具有端部347和细长的轴部分345。在这个方面，活塞344可被配置用于相对于岩芯筒组件110的纵轴线111进行轴向移动。可以设想，衬套600的中心镗孔610可被配置来接收活塞344的至少一部分，使得活塞相对于岩芯筒头组件610的纵轴线620的轴向移动选择性地控制流体流动穿过衬套。还可以设想，至少活塞344的端部347可一直保持在衬套的中心镗孔610内。

在示例性方面，活塞344可在阻挡位置与打开位置周围以及在阻挡位置与打开位置之间移动。在这些方面，如图10示出的，在打开位置中，活塞344可定位在衬套600的突起603与衬套的入口602之间，使得活塞从衬套的内表面602脱离。如图11示出的，在阻挡位置中，活塞344的端部347可被配置用于与衬套600的内表面602的至少一部分接合。例如，可以设想，活塞344的端部347可被配置用于与衬套600的内表面602在衬套的突起603与衬套的出口608之间接合。在另外的方面，可以设想，当活塞定位在阻挡位置中时，衬套600的凹槽622可被配置来接收至少活塞344的端部347。在这些方面，为了将活塞344从阻挡位置移动到打开位置，必须施加足以推进活塞的端部347离开凹槽622并经过突起603的轴向力。可以设想，所述轴向力也必须足以克服停靠在活塞344的端部347的任何水。

在示例性方面，活塞344可操作地联接至从动闩锁机构128和制动机构132，使得活塞在从动闩锁机构和制动机构处于缩回位置(图11)时定位在阻挡位置，并且活塞在从动闩锁机构和制动机构处于展开和/或延伸位置(图10)时定位在打开位置。因此，当岩芯筒组件被推进进入井中或从井中移除时，可以设想，活塞344可定位在阻挡位置，并且从动闩锁机构128和制动机构132可定位在缩回位置。还可以设想，在岩芯筒组件落在钻探位置中后，活塞344可定位在打开位置，并且从动闩锁机构128和制动机构132可定位在展开和/或延伸位置，如本文描述的。可以设想，将活塞344定位在打开位置(例如像通过活塞端部347、穿过衬套600的突起603)可使得水开始穿过衬套600的中心镗孔610和套筒204的至少一个流体端口370排出时的压力降低。因此，可以设想，活塞344可作为岩芯筒组件110的坐放指示器。

在另外的方面，可以设想，活塞344的端部347和衬套600的出口608可具有各自的直径。在这些方面，可以设想，出口608的直径可小于或等于活塞344的端部347的直径，使得活塞的端部定位在处于干涉配合的衬套600内。在另外的方面，衬套600的第一内径(如上文描述的由衬套的入口606限定)可大于比活塞的端部347的直径。在再另外的方面，衬套600的第二内径(如上文描述的由突起603限定)可小于活塞的端部347的直径。在再另外的方面，活塞344的细长的轴345可具有小于活塞的端部347的直径的直径。在示例性方面，活塞600的端部347可与凹槽622和突起603的形状一致，使得当活塞的端部定位在凹槽内时，活塞的端部与突起合作来维持使水不能流过活塞周围的阻挡位置。

虽然已经在前述说明书中公开了本发明的若干实施方案，但本领域技术人员理解，受益于前述描述和相关附图中所呈现的教义的本发明所属领域技术人员将能想出本发明的许多修改和其他实施方案。因此应理解本发明不限于上文公开的特定实施方案，并且许多修改和其他实施方案旨在被包括在所附权利要求书的范围之内。另外，虽然本文以及所附的权利要求书中使用特定的术语，但它们仅以一般和描述性意义使用，并且不是为了限制所述发明或所附的权利要求书。

Claims (20)

1.一种用于在上孔钻探操作期间定位在岩芯筒组件内的衬套，所述衬套具有纵轴线并包括：

壁，所述壁具有内表面和外表面，所述内表面限定所述衬套的入口、出口和中心镗孔，所述中心镗孔围绕所述纵轴线并在所述衬套的所述入口与所述出口之间延伸，所述外表面具有被定位成接近所述衬套的所述入口的第一部分和被定位成接近所述衬套的所述出口的第二部分，

其中所述壁的所述外表面的所述第一部分相对于所述衬套的所述纵轴线从所述外表面的所述第二部分向外突出，使得所述外表面的所述第一部分限定相对于所述纵轴线大体垂直延伸的相对的第一台肩表面和第二台肩表面。

2.如权利要求1所述的衬套，其中所述壁的所述外表面的所述第一部分限定相对于所述衬套的所述纵轴线定位在所述第一台肩表面与所述第二台肩表面之间的狭槽。

3.如权利要求1所述的衬套，其中所述内表面限定定位在所述衬套的所述入口与所述出口之间在所述衬套的所述中心镗孔内的突起，其中所述衬套的所述入口限定所述衬套的第一内径，并且其中所述突起限定所述衬套的第二内径，所述衬套的所述第一内径大于所述衬套的所述第二内径。

4.如权利要求3所述的衬套，其中所述壁的所述内表面的在所述入口与所述突起之间的至少一部分相对于所述衬套的所述纵轴线向内呈锥形。

5.如权利要求3所述的衬套，其中所述壁的所述内表面限定接近所述突起的凹槽，所述凹槽相对于所述衬套的所述纵轴线定位在所述衬套的所述突起与所述出口之间。

6.如权利要求5所述的衬套，其中所述凹槽被配置来接收活塞的至少一部分。

7.如权利要求3所述的衬套，其中所述突起周向围绕所述衬套的所述纵轴线。

8.一种被配置成可移除地接收在钻柱内的岩芯筒组件，所述岩芯筒组件具有纵轴线并包括：

套筒，其限定至少一个流体端口并具有内表面，所述套筒的所述内表面具有内部突起；

下闩锁体，其可移除地联接至所述套筒；

活塞，其具有端部和细长的轴部分，所述活塞被配置用于相对于所述岩芯筒头组件的所述纵轴线进行轴向移动；以及

衬套，其定位在所述套筒内，所述衬套具有内表面和外表面，所述内表面限定所述衬套的入口、出口和中心镗孔，所述中心镗孔围绕所述岩芯筒组件的所述纵轴线并在所述衬套的所述入口与所述出口之间延伸，所述外表面具有被定位成接近所述衬套的所述入口的第一部分和被定位成接近所述衬套的所述出口的第二部分，其中所述衬套的所述外表面的所述第一部分相对于所述衬套的所述纵轴线从所述外表面的所述第二部分向外突出，使得所述外表面的所述第一部分限定相对于所述纵轴线大体垂直延伸的相对的第一台肩表面和第二台肩表面；

其中所述衬套的所述外表面的至少一部分被配置用于与所述套筒的所述内表面接合，

其中所述衬套的所述第一台肩表面被配置用于与所述下闩锁体接合，

其中所述衬套的所述第二台肩表面被配置用于与所述套筒的所述内部突起接合，并且

其中所述衬套的所述中心镗孔被配置来接收所述活塞的至少一部分，使得所述活塞相对于所述岩芯筒头组件的所述纵轴线的轴向移动选择性地控制流体流动穿过所述衬套。

9.如权利要求8所述的岩芯筒组件，其中所述下闩锁体限定与所述衬套的所述入口连通的出口。

10.如权利要求8所述的岩芯筒组件，其中所述套筒的所述内部突起被定位成接近所述至少一个流体端口中的第一流体端口，使得所述衬套的所述出口与所述第一流体端口流体连通。

11.如权利要求8所述的岩芯筒组件，其中所述活塞可在阻挡位置与打开位置之间移动，其中，在所述阻挡位置中，所述活塞的所述端部与所述衬套的所述内表面的至少一部分接合。

12.如权利要求11所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述内表面限定定位在所述衬套的所述入口与所述出口之间在所述衬套的所述中心镗孔内的突起。

13.如权利要求12所述的岩芯筒组件，其中，在所述阻挡位置中，所述活塞的所述端部与所述衬套的所述内表面在所述衬套的所述突起与所述衬套的所述出口之间接合。

14.如权利要求13所述的岩芯筒组件，其中，在所述打开位置中，所述活塞定位在所述衬套的所述突起与所述衬套的所述入口之间，使得所述活塞从所述衬套的所述内表面脱离。

15.如权利要求8所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述外表面的所述第一部分限定相对于所述岩芯筒组件的所述纵轴线定位在所述第一台肩表面与所述第二台肩表面之间的狭槽。

16.如权利要求12所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述入口限定所述衬套的第一内径，并且其中所述衬套的所述突起限定所述衬套的第二内径，所述衬套的所述第一内径大于所述衬套的所述第二内径。

17.如权利要求16所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述内表面的在所述衬套的所述入口与所述突起之间的至少一部分相对于所述岩芯筒组件的所述纵轴线向内呈锥形。

18.如权利要求12所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述内表面限定接近所述衬套的所述突起的凹槽，所述凹槽相对于所述岩芯筒组件的所述纵轴线定位在所述衬套的所述突起与所述衬套的所述出口之间。

19.如权利要求18所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述凹槽被配置来接收至少所述活塞的所述端部。

20.如权利要求12所述的岩芯筒组件，其中所述衬套的所述突起周向围绕所述岩芯筒组件的所述纵轴线。