CN116411849A - 一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，包括差动总成、锁紧及悬挂总成、外筒总成、内筒总成、可遮挡双岩心爪结构总成、取心钻头。取心钻进时，卡箍式岩心爪处于遮挡套和缩颈套之间，不直接接触岩心。需要割心时，同时采用下压和上拔两种割心方式，差动总成和锁紧及悬挂总成先下压剪断剪切销钉，瓣式可收缩岩心爪收缩，上提遮挡套，露出卡箍式岩心爪，差动总成带动内滑套和外滑套同时上移，锁块触碰到下定位接头后，继续上提内滑套，遮挡套从卡箍式岩心爪中提出，完成上拔割心过程。

Description

一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发钻井井下工具领域，尤其是一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具。

背景技术

随着陆地石油天然气资源的逐渐减少，深水石油开发正在成为一种选择。

目前南海石油开发逐渐进入深水领域，而国内与其配套的深水取心工具及技术方面仍然处于空白。

目前国内常用的钻井取心工具有适用于硬地层的上拔割心取心工具和适用于松散地层的机械加压和液力加压割心取心工具，缺少一种适用于松软到硬地层的通用取心工具。

深水取心作业特点：

1）浮式钻井平台浮动状态下，船体随涌浪上下活动，取心钻头容易脱离井底，导致反复割心，岩心不成柱；

2）深水勘探区域缺乏已有钻井资料，地层岩性不明，取心工具选型困难，不适合的取心工具使得发生掉心几率大大增加；

3）钻井日费高昂，要求能多筒连续取心，取心工具需要具备较高可靠性。

总体情况来看，国内缺少一种与深水作业浮式平台相配套的专用取心工具及相关工艺技术。

发明内容

本发明的目的是针对目前深水取心作业技术存在的问题，提供一种适用于深水取心的牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，同时本发明还给出了利用该工具的取心方法。

本发明的技术方案包括：

一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，包括差动总成（100）、球座配套钢球（200）、锁紧及悬挂总成（300）、外筒总成（400）、内筒总成（500）、可遮挡双岩心爪结构总成（600）、取心钻头（700）；所述差动总成（100）、锁紧及悬挂总成（300）、外筒总成（400）、可遮挡双岩心爪结构总成（600）、取心钻头（700）自上到下依次连接，内筒总成（400）上部与锁紧及悬挂总成（300）连接。

进一步的，所述可遮挡双岩心爪结构总成（600）包括内滑套（35）、下定位接头（37）、外滑套（36）、下锁块（38）、遮挡套（40）、缩颈套短节（39）、卡箍式岩心爪（41）、缩颈套（42）、瓣式可收缩岩心爪（43）；

所述内筒总成（400）下部与内滑套（35）、遮挡套（40）依次连接；

所述外滑套（36）与缩颈套短节（39）、缩颈套（42）、瓣式可收缩岩心爪（43）依次连接；

所述外滑套（36）和内滑套（35）通过剪切销钉连接固定。

进一步的，所述差动总成（100）包括牙嵌上接头（1），50球座（3），牙嵌内定位接头（4），剪切固定螺钉（5），牙嵌下接头（6），间隙调节内接头（7），间隙调节外接头（8），可调间隙内杆（10）、牙嵌锁块（44）；

所述牙嵌上接头（1）上部与上部钻具通过螺纹扣连接，牙嵌上接头（1）下部与间隙调节外接头（8）通过螺纹扣连接；

所述间隙调节外接头（8）与间隙调节内接头（7）通过螺纹扣连接；

所述牙嵌内定位接头（4）与牙嵌上接头（1）通过剪切固定螺钉（5）连接；

所述间隙调节内接头（7）与可调间隙内杆（10）通过螺纹扣连接。

进一步的，所述牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）通过花键相互配合，牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）之间设有牙嵌锁块（44），所述牙嵌锁块（44）对牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）进行轴向限位。

进一步的，当间隙调节内接头（7）转动时，可调间隙内杆（10）与外筒（32）保持相对位置不变，间隙调节内接头（7）可相对于外筒沿轴向移动。

进一步的，所述锁紧及悬挂总成（300）包括40球座（11）、加压杆（14）、伸缩头（13）、定位接头（15）、锁块（16）、内定位接头（17）、承压座（18）、上剪切环（20）、上剪切螺钉（19）、下剪切环（22）、下剪切螺钉（21）、轴承盒（23）、悬挂轴（24）、轴承圈（25）、19钢球（26）、轴承托（27）、分水接头（28）、30球座（31）；

所述定位接头（15）与间隙调节内接头（7）通过螺纹扣连接，定位接头（15）与内定位接头（17）通过锁块（16）连接，伸缩头（13）与内定位接头（17）通过螺纹扣连接，内定位接头（17）与承压座（18）通过螺纹扣连接，承压座（18）与轴承盒（23），轴承盒（23）与轴承托（27）通过螺纹扣连接，悬挂轴（24）与分水接头（28）通过螺纹扣连接，分水接头（28）与30球座（31）通过螺纹扣连接；

所述轴承盒（23）、轴承圈（25）、轴承托（27）、19钢球（26）、悬挂轴（24）通过自身几何形状组合在一起，工具使用时依靠重力压紧；

所述上剪切环（20）与承压座（18）通过上剪切螺钉（19）连接，下剪切环（22）与承压座（18）通过下剪切螺钉（21）连接。

进一步的，所述球座配套钢球（200）包括30钢球（30）、40钢球（11）、50钢球（2）。

进一步的，所述钢球直径均等于相配套的球座直径，30钢球（30）、40钢球（11）、50钢球（2）的直径依次增大。

进一步的，所述外筒总成（400）包括从上到下依次连接的上接头（9）、上扶正器（29）、外筒（32）、下扶正器（34）。

进一步的，所述外滑套（36）开有两个均布的与下锁块（38）配合的键槽；

所述下锁块（38）内表面与遮挡套（40）配合，外表面与下定位接头（37）配合，其外径大于下定位接头（37）内径。

本发明的优点是：

从结构上避免了深水作业导致的反复割心，防止岩心无法成柱；在地层岩性不明的情况下，提供了一种适用于松软到硬地层的通用取心工具；实现了深水作业多筒连续取心时，工具具有较高可靠性的效果。

附图说明

图1为本发明的牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具的总体结构示意图。

图2为本发明的牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具的上部分结构示意图。

图3为本发明的牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具的中部分结构示意图。

图4为本发明的牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具的下部分结构示意图。

图5为图2中 A-A剖视结构示意图。

图6为图2中 B-B剖视结构示意图。

图7为图3中 C-C剖视结构示意图

图8为图4中 D-D剖视结构示意图.

图中：

100.差动总成，200.球座配套钢球，300.锁紧及悬挂总成，400.外筒总成，500.内筒总成，600.可遮挡双岩心爪结构总成，700.取心钻头，1.牙嵌上接头，2.50钢球，3.50球座，4. 牙嵌内定位接头，5. 剪切固定螺钉，6.牙嵌下接头，7. 间隙调节内接头，8. 间隙调节外接头，9.上接头，10.可调间隙内杆，11.40钢球，12.40球座，13.伸缩头，14.加压杆，15.定位接头，16.锁块，17.内定位接头，18.承压座，19.上剪切螺钉，20上剪切环， 21.下剪切螺钉，22.下剪切环，23.轴承盒，24.悬挂轴，25.轴承圈，26.19钢球，27.轴承托，28.分水接头，29.上扶正器，30. 30钢球， 31.30球座，32.外筒，33.内筒，34.下扶正器，35.内滑套，36.外滑套，37.下定位接头，38.下锁块，39.缩颈套短节，40.遮挡套，41.卡箍式岩心爪，42.缩颈套，43.瓣式可收缩岩心爪，44.牙嵌锁块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一：

一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，由差动总成100、球座配套钢球200、锁紧及悬挂总成300、外筒总成400、内筒总成500、可遮挡双岩心爪结构总成600、取心钻头700组成；差动总成100、锁紧及悬挂总成300、外筒总成400、可遮挡双岩心爪结构总成600、取心钻头700自上到下通过螺纹依次连接，内筒总成400上部与锁紧及悬挂总成300通过螺纹连接。

可遮挡双岩心爪结构总成600由内滑套35、下定位接头37、外滑套36、下锁块38、遮挡套40、缩颈套短节39、卡箍式岩心爪41、缩颈套42、瓣式可收缩岩心爪43组成。内筒总成400下部与内滑套35、遮挡套40依次通过螺纹连接。外滑套36与缩颈套短节39、缩颈套42、瓣式可收缩岩心爪43通过螺纹依次连接。外滑套36和内滑套35通过剪切销钉连接固定。

由差动总成100由牙嵌上接头1，50球座3，牙嵌内定位接头4，剪切固定螺钉5，牙嵌下接头6，间隙调节内接头7，间隙调节外接头8，可调间隙内杆10、牙嵌锁块44组成；牙嵌上接头1上部与上部钻具通过螺纹扣连接，牙嵌上接头1下部与间隙调节外接头8通过螺纹扣连接。间隙调节外接头8与间隙调节内接头7通过螺纹扣连接。牙嵌内定位接头4与牙嵌上接头1通过剪切固定螺钉5连接。间隙调节内接头7与可调间隙内杆10通过螺纹扣连接。

牙嵌上接头1与牙嵌下接头6通过花键相互配合，依靠牙嵌锁块44控制二者是否发生轴向移动；花键形状不局限于本实例所列的矩形。

当间隙调节内接头7转动时，可调间隙内杆10与外筒32保持相对位置不变，间隙调节内接头7可相对于外筒沿轴向移动，起到轴向间隙调节的作用。

锁紧及悬挂总成300由40球座11、加压杆14、伸缩头13、定位接头15、锁块16、内定位接头17、承压座18、上剪切环20、上剪切螺钉19、下剪切环22、下剪切螺钉21、轴承盒23、悬挂轴24、轴承圈25、19钢球26、轴承托27、分水接头28、30球座31组成。定位接头15与间隙调节内接头7通过螺纹扣连接，定位接头15与内定位接头17通过锁块16连接，伸缩头13与内定位接头17通过螺纹扣连接，内定位接头17与承压座18通过螺纹扣连接，承压座18与轴承盒23，轴承盒23与轴承托27通过螺纹扣连接，悬挂轴24与分水接头28通过螺纹扣连接，分水接头28与30球座31通过螺纹扣连接。轴承盒23、轴承圈25、轴承托27、19钢球26、悬挂轴24通过自身几何形状组合在一起，工具使用时依靠重力压紧。上剪切环20与承压座18通过上剪切螺钉19连接，下剪切环22与承压座18通过下剪切螺钉21连接。

球座配套钢球200包括30钢球30、40钢球11、50钢球2。

钢球直径均等于相配套的球座直径。 30钢球30、40钢球11、50钢球2的直径依次增大。30、40、50不代表钢球直径数值，钢球直径不局限于本实例所列的数值大小。

外筒总成400由上接头9、上扶正器29、外筒32、下扶正器34组成，各部件从上到下依次螺纹连接。

在投入30钢球30，30钢球30落入30球座31，堵死内筒33泥浆通路之前，泥浆可通过间隙调节内接头7、承压座18、加压杆14和锁紧及悬挂总成300的内孔进入内筒33，再由内筒33返至环形空间来清洗井底和冲洗内筒33。

投入40钢球11后，加压杆14向下剪切环22传递压力，下剪切螺钉21受到剪切力被剪断。40钢球11、40球座12、加压杆14、上剪切环20、下剪切环22下落，定位接头15内径小于40球座12外径，泥浆形成循环通路，可达到卸压的目的。

通过差动总成，上提遮挡套40露出卡箍式岩心爪41，完成上拔割心过程。

外滑套36开有两个均布的与下锁块38配合的键槽。下锁块38内表面与遮挡套40配合，外表面与下定位接头37配合，其外径大于下定位接头37内径。

本实施例割心时，同时采用下压、上拔两种割心方式：差动总成100和锁紧及悬挂总成300在割心时先下压剪断剪切销钉，瓣式可收缩岩心爪43收缩，再上提露出卡箍式岩心爪41，上拔割心。

上拔割心时，差动总成100带动内滑套35和外滑套36同时上移，下锁块38触碰到下定位接头37后，继续上提内滑套35，遮挡套40从卡箍式岩心爪41中提出。

投入50钢球2，50钢球2落入50球座3，压力通过50钢球2传给50球座3，50球座3将压力传递给牙嵌内定位接头4，剪切固定螺钉5受到剪切力可被剪断。间隙调节内接头7随之下落，牙嵌锁块44失去阻挡落下。牙嵌上接头1与牙嵌下接头6失去轴向限制，可发生轴向相对运动

实施例二：

一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具包括差动总成、锁紧及悬挂总成、外筒总成、内筒总成、可遮挡双岩心爪结构总成、取心钻头以及球座配套钢球。其中差动机构包括牙嵌上接头、牙嵌下接头、牙嵌内定位接头、50球座、剪切固定螺钉、牙嵌锁块和间隙调节装置。其中间隙调节装置包括间隙调节外接头、间隙调节内接头、可调间隙内杆。牙嵌上接头上部与上部钻具通过螺纹扣连接，牙嵌上接头下部与间隙调节外接头通过螺纹扣连接。间隙调节外接头与间隙调节内接头通过螺纹扣连接。牙嵌上接头与牙嵌下接头通过花键相互配合，依靠牙嵌锁块阻止二者发生轴向移动。牙嵌内定位接头与牙嵌上接头通过剪切固定螺钉连接。间隙调节内接头与可调间隙内杆通过螺纹扣连接。

锁紧及悬挂总成包括40球座、加压杆、伸缩头、定位接头、锁块、内定位接头、承压座、上剪切环、上剪切螺钉、下剪切环、下剪切螺钉、轴承盒、悬挂轴、轴承圈、19钢球、轴承托、分水接头、30球座。定位接头与间隙调节内接头通过螺纹扣连接，定位接头与内定位接头通过锁块连接，伸缩头与内定位接头通过螺纹扣连接，内定位接头与承压座通过螺纹扣连接，承压座与轴承盒，轴承盒与轴承托通过螺纹扣连接，悬挂轴与分水接头通过螺纹扣连接，分水接头与30球座通过螺纹扣连接。轴承盒、轴承圈、轴承托、19钢球、悬挂轴通过自身几何形状组合在一起，工具使用时依靠重力压紧。上剪切环与承压座通过上剪切螺钉连接，下剪切环与承压座通过下剪切螺钉连接。

外筒总成包括上接头、上扶正器、外筒、下扶正器、外筒下配合接头1、外筒下配合接头2，各部件从上到下依次螺纹连接。

可遮挡双岩心爪结构总成包括内滑套、下定位接头、外滑套、下锁块、遮挡套、缩颈套短节、卡箍式岩心爪、缩颈套、瓣式可收缩岩心爪组成。内滑套与外滑套通过剪切销钉连接，内滑套与遮挡套通过螺纹扣连接，外滑套与缩颈套短节通过螺纹扣连接。外滑套开有两个均布的与下锁块配合的键槽。下锁块内表面与遮挡套配合，外表面与遮挡套配合，其外径大于下定位接头内径。卡箍岩心爪位于缩颈套和遮挡套形成的环腔内，可发生轴向移动。瓣式可收缩岩心爪与缩颈套通过螺纹扣连接。

球座配套钢球包括30钢球、40钢球、50钢球。

差动总成、锁紧及悬挂总成、外筒总成、可遮挡双岩心爪结构总成、取心钻头自上到下通过螺纹依次连接，内筒总成上部与锁紧及悬挂总成通过螺纹连接。

本实施例下钻前先不投入钢球，下钻到井底后开泵循环泥浆。此时泥浆通过间隙调节内接头、承压座、加压杆和锁紧及悬挂总成的内孔进入内筒，再由内筒返至环形空间。这样既可清洗井底，又可冲洗内筒。待泥浆处理好井底清洁后，投入30钢球，30钢球落入30球座，堵死内筒泥浆通路，开始取心钻进。

取心钻进时，卡箍式岩心爪处于遮挡套和缩颈套之间，不直接接触岩心。

取心钻进结束后需要割心时，同时采用下压和上拔两种割心方式。投入40钢球，40钢球落入40球座，压力通过40钢球传给40球座，40球座将压力传递给加压杆，加压杆将压力传递给上剪切环，上剪切螺钉受到剪切力，上剪切螺钉承受的剪切力超过剪切强度时，上剪切螺钉被剪断，40钢球、40球座、加压杆、上剪切环下落，加压杆失去对锁块的阻挡，锁块滑出。锁紧及悬挂总成、内筒下砸，迫使瓣式可收缩岩心爪沿取心钻头内腔锥面收缩，割断、包住岩心，达到松软地层取心的目的。

由于40钢球的封堵，加压杆继续向下剪切环传递压力，下剪切螺钉受到剪切力，下剪切螺钉承受的剪切力超过剪切强度时，下剪切螺钉被剪断。40钢球、40球座、加压杆、上剪切环、下剪切环下落，定位接头内径小于40球座外径，泥浆形成循环通路，达到卸压的目的。

卸压后，投入50钢球，50钢球落入50球座，压力通过50钢球传给50球座，50球座将压力传递给牙嵌内定位接头，剪切固定螺钉受到剪切力，剪切固定螺钉承受的剪切力超过剪切强度时，剪切固定螺钉被剪断。间隙调节内接头下落，牙嵌锁块失去阻挡落下。牙嵌上接头与牙嵌下接头可发生轴向相对运动。上提工具时，牙嵌上接头、间隙调节外接头、间隙调节内接头、可调间隙内杆、锁紧及悬挂总成、内筒总成、遮挡套上移，露出卡箍式岩心爪。差动总成带动内滑套和外滑套同时上移，下锁块触碰到下定位接头后，继续上提内滑套，遮挡套从卡箍式岩心爪中提出，完成上拔割心，达到硬地层取心的目的

实施例三：

参照附图1、图2和图5，本发明的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，包括差动总成100、锁紧及悬挂总成300、外筒总成400、内筒总成500、可遮挡双岩心爪结构总成600、取心钻头700以及球座配套钢球200。

差动总成100、锁紧及悬挂总成300、外筒总成400、可遮挡双岩心爪结构总成600、取心钻头700自上到下通过螺纹依次连接，内筒总成400上部与锁紧及悬挂总成300通过螺纹连接。

其中，差动总成100包括牙嵌上接头1、牙嵌下接头6、牙嵌内定位接头4、50球座3、剪切固定螺钉5、牙嵌锁块44、间隙调节内接头7、间隙调节外接头8、可调间隙内杆10。

牙嵌上接头1上部与上部钻具通过螺纹扣连接，牙嵌上接头1下部与间隙调节外接头8通过螺纹扣连接。间隙调节外接头8与间隙调节内接头7通过螺纹扣连接。牙嵌上接头1与牙嵌下接头6通过花键连接，依靠牙嵌锁块44阻止二者发生轴向移动。牙嵌内定位接头4与牙嵌上接头1通过剪切固定螺钉5连接。

间隙调节内接头7与可调间隙内杆10通过螺纹扣连接。当间隙调节内接头7转动时，可调间隙内杆10与外筒32保持相对位置不变，间隙调节内接头7可相对于外筒沿轴向移动，起到轴向间隙调节的作用。

参照附图3，锁紧及悬挂总成300包括40球座12、加压杆14、伸缩头13、定位接头15、锁块16、内定位接头17、承压座18、上剪切环20、上剪切螺钉19、下剪切环22、下剪切螺钉21、轴承盒23、悬挂轴24、轴承圈25、19钢球26、轴承托27、分水接头28、30球座31。

定位接头15与间隙调节内接头7通过螺纹扣连接，定位接头15与内定位接头17通过锁块16连接，加压杆14伸入内定位接头17内孔对锁块16径向限位，伸缩头13与内定位接头17通过螺纹扣连接，内定位接头17与承压座18通过螺纹扣连接，承压座18与轴承盒23通过螺纹扣连接，轴承盒23与轴承托27通过螺纹扣连接，悬挂轴24与分水接头28通过螺纹扣连接，分水接头28与30球座31通过螺纹扣连接。轴承盒23、轴承圈25、轴承托27、19钢球26、悬挂轴24通过自身几何形状组合在一起，工具使用时依靠重力压紧，轴承盒23和轴承托27对轴承圈25和19钢球26轴向限位，悬挂轴24悬挂在轴承圈25上。上剪切环20和下剪切环22装在承压座1内，上剪切环20与承压座18通过上剪切螺钉19连接，下剪切环22与承压座18通过下剪切螺钉21连接。

参照附图3和图4，外筒总成400包括上接头9、上扶正器29、外筒32、下扶正器34，各部件从上到下依次螺纹连接。

参照附图4，可遮挡双岩心爪结构总成600包括内滑套35、下定位接头37、外滑套36、下锁块38、遮挡套40、缩颈套短节39、卡箍式岩心爪41、缩颈套42、瓣式可收缩岩心爪43组成。内筒总成400下部与内滑套35、遮挡套40依次通过螺纹连接。外滑套36与缩颈套短节39、缩颈套42、瓣式可收缩岩心爪43通过螺纹依次连接。内滑套35与外滑套36通过剪切销钉连接，内滑套35与遮挡套40通过螺纹扣连接，外滑套36与缩颈套短节39通过螺纹扣连接。外滑套36开有两个均布的与下锁块38配合的键槽。下锁块38内表面与遮挡套40配合，外表面与下定位接头37配合，其外径大于下定位接头37内径。卡箍岩心爪41位于缩颈套42和遮挡套40形成的环腔内，可发生轴向移动。瓣式可收缩岩心爪43与缩颈套42通过螺纹扣连接。

参照附图2和图3，球座配套钢球200包括30钢球30、40钢球11、50钢球20。钢球直径均等于相配套的球座直径。30钢球30、40钢球11、50钢球2的直径依次增大。30、40、50不代表钢球直径数值，钢球直径不局限于本实例所列的数值大小。

参照附图1，差动总成100、锁紧及悬挂总成300、外筒总成400、可遮挡双岩心爪结构总成600、取心钻头700自上到下通过螺纹依次连接，内筒总成500上部与锁紧及悬挂总成300通过螺纹连接。

上述方案进一步包括：

下钻前先不投入钢球，下钻到井底后开泵循环泥浆。此时泥浆通过间隙调节内接头7、承压座18、加压杆14和锁紧及悬挂总成300的内孔进入内筒33，再由内筒33返至环形空间。这样既可清洗井底，又可冲洗内筒33。待泥浆处理好井底清洁后，投入30钢球30，30钢球30落入30球座31，堵死内筒33泥浆通路，开始取心钻进。

取心钻进时，卡箍式岩心爪41处于遮挡套40和缩颈套42之间，不直接接触岩心。

取心钻进结束后需要割心时，同时采用下压和上拔两种割心方式。投入40钢球11，40钢球11落入40球座12，压力通过40钢球11传给40球座12，40球座12将压力传递给加压杆14，加压杆14将压力传递给上剪切环20，上剪切螺钉19受到剪切力，上剪切螺钉19承受的剪切力超过剪切强度时，上剪切螺钉19被剪断，40钢球11、40球座12、加压杆14、上剪切环20下落，加压杆14失去对锁块16的阻挡，锁块16滑出，定位接头15与内定位接头17脱离。锁紧及悬挂总成300、内筒33下砸，迫使瓣式可收缩岩心爪43沿取心钻头700内腔锥面收缩，割断、包住岩心，达到松软地层取心的目的。

由于40钢球11的封堵，加压杆14继续向下剪切环22传递压力，下剪切螺钉21受到剪切力，下剪切螺钉21承受的剪切力超过剪切强度时，下剪切螺钉21被剪断。40钢球11、40球座12、加压杆14、上剪切环20、下剪切环22下落，定位接头15内径小于40球座12外径，泥浆形成循环通路，达到卸压的目的。

卸压后，投入50钢球2，50钢球2落入50球座3，压力通过50钢球2传给50球座3，50球座3将压力传递给牙嵌内定位接头4，剪切固定螺钉5受到剪切力，剪切固定螺钉5承受的剪切力超过剪切强度时，剪切固定螺钉5被剪断。间隙调节内接头7下落，牙嵌锁块44失去阻挡落下。牙嵌上接头1与牙嵌下接头6可发生轴向相对运动。取心钻进时卡箍式岩心爪41处于遮挡套40和缩颈套42之间，不直接接触岩心。割心时，上提取心工具时，牙嵌上接头1、间隙调节外接头8、间隙调节内接头7、可调间隙内杆10、锁紧及悬挂总成300、内筒总成500、遮挡套40上移，露出卡箍式岩心爪41。差动总成100带动内滑套35和外滑套36同时上移，下锁块38触碰到下定位接头37后，继续上提内滑套35，遮挡套40从卡箍式岩心爪41中提出，完成上拔割心，达到硬地层取心的目的。

本发明的优点是：从结构上避免了深水作业导致的反复割心，防止岩心无法成柱；在地层岩性不明的情况下，提供了一种适用于松软到硬地层的通用取心工具；深水作业多筒连续取心时，具有较高可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：包括差动总成（100）、球座配套钢球（200）、锁紧及悬挂总成（300）、外筒总成（400）、内筒总成（500）、可遮挡双岩心爪结构总成（600）、取心钻头（700）；所述差动总成（100）、锁紧及悬挂总成（300）、外筒总成（400）、可遮挡双岩心爪结构总成（600）、取心钻头（700）自上到下依次连接，内筒总成（400）上部与锁紧及悬挂总成（300）连接。

2.根据权利要求1所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述可遮挡双岩心爪结构总成（600）包括内滑套（35）、下定位接头（37）、外滑套（36）、下锁块（38）、遮挡套（40）、缩颈套短节（39）、卡箍式岩心爪（41）、缩颈套（42）、瓣式可收缩岩心爪（43）；

所述内筒总成（400）下部与内滑套（35）、遮挡套（40）依次连接；

所述外滑套（36）与缩颈套短节（39）、缩颈套（42）、瓣式可收缩岩心爪（43）依次连接；

所述外滑套（36）和内滑套（35）通过剪切销钉连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述差动总成（100）包括牙嵌上接头（1），50球座（3），牙嵌内定位接头（4）， 剪切固定螺钉（5），牙嵌下接头（6）， 间隙调节内接头（7），间隙调节外接头（8），可调间隙内杆（10）、牙嵌锁块（44）；

所述牙嵌上接头（1）上部与上部钻具通过螺纹扣连接，牙嵌上接头（1）下部与间隙调节外接头（8）通过螺纹扣连接；

所述间隙调节外接头（8）与间隙调节内接头（7）通过螺纹扣连接；

所述牙嵌内定位接头（4）与牙嵌上接头（1）通过剪切固定螺钉（5）连接；

所述间隙调节内接头（7）与可调间隙内杆（10）通过螺纹扣连接。

4.根据权利要求3所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）通过花键相互配合，牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）之间设有牙嵌锁块（44），所述牙嵌锁块（44）对牙嵌上接头（1）与牙嵌下接头（6）进行轴向限位。

5.根据权利要求4所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：当间隙调节内接头（7）转动时，可调间隙内杆（10）与外筒（32）保持相对位置不变，间隙调节内接头（7）可相对于外筒沿轴向移动。

6.根据权利要求5所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述锁紧及悬挂总成（300）包括40球座（11）、加压杆（14）、伸缩头（13）、定位接头（15）、锁块（16）、内定位接头（17）、承压座（18）、上剪切环（20）、上剪切螺钉（19）、下剪切环（22）、下剪切螺钉（21）、轴承盒（23）、悬挂轴（24）、轴承圈（25）、19钢球（26）、轴承托（27）、分水接头（28）、30球座（31）；

所述定位接头（15）与间隙调节内接头（7）通过螺纹扣连接，定位接头（15）与内定位接头（17）通过锁块（16）连接，伸缩头（13）与内定位接头（17）通过螺纹扣连接，内定位接头（17）与承压座（18）通过螺纹扣连接，承压座（18）与轴承盒（23），轴承盒（23）与轴承托（27）通过螺纹扣连接，悬挂轴（24）与分水接头（28）通过螺纹扣连接，分水接头（28）与30球座（31）通过螺纹扣连接；

所述轴承盒（23）、轴承圈（25）、轴承托（27）、19钢球（26）、悬挂轴（24）通过自身几何形状组合在一起，工具使用时依靠重力压紧；

所述上剪切环（20）与承压座（18）通过上剪切螺钉（19）连接，下剪切环（22）与承压座（18）通过下剪切螺钉（21）连接。

7.根据权利要求6所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述球座配套钢球（200）包括30钢球（30）、40钢球（11）、50钢球（2）。

8.根据权利要求7所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述钢球直径均等于相配套的球座直径，30钢球（30）、40钢球（11）、50钢球（2）的直径依次增大。

9.根据权利要求8所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述外筒总成（400）包括从上到下依次连接的上接头（9）、上扶正器（29）、外筒（32）、下扶正器（34）。

10.根据权利要求2所述的一种牙嵌差动可调间隙的双结构爪取心工具，其特征在于：所述外滑套（36）开有两个均布的与下锁块（38）配合的键槽；

所述下锁块（38）内表面与遮挡套（40）配合，外表面与下定位接头（37）配合，其外径大于下定位接头（37）内径。

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