CN113931613B - 一种深钻孔井下推靠定位对中***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深钻孔井下推靠定位对中***及方法,包括上推靠定位对中装置和下推靠定位对中装置,两者沿井下探测设备的竖直方向中心轴线分别设于其上、下端,两者的组成单元反向配置,在井下3000米内通过控制***远程控制通过设于两者上的驱动单元同时提供反向推力,使设于两者上的推靠定位对中结构单同步径向展开形成支点,将井下探测设备固定并居中在井眼内,实现自动推靠、精确定位、智能对中作业。在采样阶段两者反向输出力矩并互相抵消,保证了井下探测设备在采样的过程中姿态平稳,且结构简单,采用金属材料制成,智能化程度高,能够重复使用,降低了生产成本,提高了岩土力学参数测量效率。
Description
技术领域
本发明属于岩土力学现场测量装备技术领域,更具体地,涉及一种深钻孔井下推靠定位对中***及方法。
背景技术
局部壁面应力解除法是一种新的应力解除方法,通过解除钻井井壁处足够多数量的岩芯,记录此过程中不同方向的正应变变化,就能反算得到远场地应力。在钻井内进行相关岩芯采样时,需要把相关测试设备下入井中,在采样段进行固定后再进行采样。为了避免入井中的测试设备采样时产生晃动并在应力解除过程为设备提供反力,需提供一种固定支撑装置,待设备到达指定位置后将其固定在井壁上。
专利CN108547613A依据局部壁面应力解除法提供一种用于测量深部岩体三维地应力的装置,为了能在测试孔段实现设备的固定,采用上下两个封隔器,通过加压膨胀的方式将设备支撑在井壁。此专利虽然实现了设备采用阶段的固定,但在实际使用中存在一些不足之处:(1)由于裸眼井井壁十分粗糙,存在很多尖锐的突起,即使加大封隔器长度,其坐封的成功率仍较低,使测试设备受力不均,不能在钻井内定位并居中保持姿态平衡,对后续的采样工作造成影响;(2)封隔器本身是由橡胶为主的材料制作,在经过一次上下井操作后,会失去其绝大多数的弹性,必须经常更换,增大了整个装置的成本;(3)在深钻井条件下,所需的坐封压力很大,会对采样段井壁的地应力测试结果产生干扰。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供一种深钻孔井下推靠定位对中***及方法,在井下3000米内通过控制***远程控制上、下推靠定位对中装置中的驱动单元作用于推靠定位对中结构单元同步动作,将井下探测设备固定于井壁上,实现自动推靠、精确定位、智能对中作业,为深钻孔井下岩土力学参数测量提供精确定位,提高测量精度、效率以及智能化水平。
为了实现上述目的,本发明提供一种深钻孔井下推靠定位对中***,包括:上推靠定位对中装置,其包括第一对外连接结构单元、第一推靠定位对中结构单元和第一驱动单元,所述第一对外连接结构单元通过连接结构将上推靠定位对中装置及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,所述第一推靠定位对中结构单元设于第一驱动单元顶部,通过所述第一驱动单元提供向上的推力,第一推靠定位对中结构单元沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触;所述第一推靠定位对中结构单元包括第一上端头、第一上支撑臂、第一蓄力器、第一下支撑臂、第一中支柱、第一下底座、第一底座垫片;所述第一上端头下端和第一下底座上端周向设有多个数量相同的连接底座;所述第一上支撑臂一端通过铰接方式设于第一上端头下端的连接底座上,第一下支撑臂一端通过铰接方式设于第一下底座上端的连接底座上,第一上支撑臂与第一下支撑臂之间采用铰接方式连接;所述第一上端头的上端与上接口连接,第一下底座下端固定设有第一底座垫片;所述第一中支柱一端穿第一下底座下和第一底座垫片后固定设于第一上端头底部,其另一端设于第一驱动单元上,通过推动第一下底座沿第一中支柱向上运动,第一上支撑臂与第一下支撑臂以第一中支柱为竖直方向轴心向外径向运动,两者铰接处形成支点与井壁接触;所述第一蓄力器套设位于第一上端头和第一下底座之间的第一中支柱上;下推靠定位对中装置,其包括第二对外连接结构单元、第二推靠定位对中结构单元和第二驱动单元,第二对外连接结构单元通过连接结构将上推靠定位对中装置及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,所述第二推靠定位对中结构单元设于第一驱动单元底部,通过第二驱动单元提供向下的推力,第二推靠定位对中结构单元沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触;所述第二推靠定位对中结构单元其连接形式及工作原理与第一推靠定位对中结构单元相同,包括第二上端头、第二上支撑臂、第二蓄力器、第二下支撑臂、第二中支柱、第二下底座和第二底座垫片;上推靠定位对中装置的结构及功能和下推靠定位对中装置类似,两者分别设于井下探测设备上端和下端;通过设于井下探测设备上的控制***发送驱动信号,控制液压***输出液压油输入到第一驱动单元和第二驱动单元,两者同时分别驱动第一推靠定位对中结构单元、第二推靠定位对中结构单元沿井下探测设备竖直中轴线反向运动,并同步径向展开,将井下探测设备推靠定位对中于钻井采样段。
进一步地,所述第一对外连接结构单元包括上接口和第一锁紧连接结构,所述上接口为中空结构,其一端与上部的井下探测设备的功能机构单元连接,将控制***发送信号传输至下一级,其另一端与第一推靠定位对中结构单元相连;所述第一锁紧连接结构设于第一驱动单元下端,将第一驱动单元和与其对接的井下探测设备的功能机构单元进行锁紧固定。
进一步地,所述第一驱动单元包括第一活塞、第一活塞杆、第一下端头和第一油管接头;所述第一下端头为空心圆柱结构,其顶部中空处与第一中支柱的一端固定连接,沿中空圆柱竖直方向在其两侧对称设有液压缸,液压缸内设有第一活塞;所述第一活塞杆一端穿过第一活塞设于液压缸内,另一端固定设于第一底座垫片上;所述第一油管接头设于液压缸底部。
进一步地,所述第二对外连接结构单元包括上部连接接头、下部连接接头、第二锁紧连接结构;所述上部连接接头为圆筒状结构,其上端与井下探测设备的功能机构单元对接,其下端与第二驱动单元对接,通过其筒壁上下端设有的第二锁紧连接结构,将上部连接接头与其两端对接的功能机构单元进行锁紧固定;所述下部连接接头上设有螺钉孔位,通过螺钉与下部的功能机构单元连接。
优选地,所述第二驱动单元其连接形式及工作原理与第一驱动单元相同,包括第二活塞、第二活塞杆、第二下端头和第二油管接头。
优选的,所述上推靠定位对中装置和下推靠定位对中装置内部均为中空结构,其中空结构密封连接后形成管道。
按照本发明的另一个方面,提供一种深钻孔井下推靠定位对中方法,包括如下步骤:
S100:将井下探测设备下到达采样段后,控制***发出控制信号,通过上推靠定位对中装置、下推靠定位对中装置上中空结构部分密封连接形成管道到达液压***,控制液压***输出液压油;
S200:液压***输出液压油同时到达上推靠定位对中装置的第一油管接头和下推靠定位对中装置的第二油管接头后进入液压缸内;
S300:液压油驱动缸内的第一活塞带动第一活塞杆向上移动,第一活塞杆推动第一下底座向上移动,带动第一上支撑臂和第一下支撑臂径向展开,使第一上支撑臂和第一下支撑臂的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
液压油驱动缸内的第二活塞带动第二活塞杆向上移动,第二活塞杆推动第二下底座向下移动,带动第二上支撑臂和第二下支撑臂径向展开,使第二上支撑臂和第二下支撑臂的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
第一推靠定位对中结构单元和第二推靠定位对中结构单元同时沿径井下探测设备竖直方向中心轴向展开,将井下探测设备自动居中固定于井壁上;
S400:采样结束后,控制***发出控制信号控制液压***收推液压油,第一活塞杆推动第一下底座向下移动,带动第一上支撑臂和第一下支撑臂复位,第二活塞杆推动第二下底座向上移动,带动第二上支撑臂和第二下支撑臂复位,解除对下探测设备的定位。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,在井下3000米内通过控制***远程控制上、下推靠定位对中装置中的驱动单元作用于推靠定位对中结构单元同步动作,将井下探测设备固定于井壁上,实现自动推靠、精确定位、智能对中作业,为深钻孔井下岩土力学参数测量提供精确定位,提高测量精度、效率以及智能化水平。
2.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,其推靠定位对中结构单元采用上支撑臂与下支撑臂铰接制成,通过铰接处形成支点将井下探测设备固定于井壁上,对采样段井壁整体影响小,不会对地应力测试结果产生干扰。
3.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,其设于上、下推靠定位对中装置上的组成单元反向配置,在采样阶段两者反向输出力矩并互相抵消,保证了井下探测设备在采样的过程中姿态平稳。
4.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,其设于上、下推靠定位对中装置上的推靠定位对器中结构单元,以井下探测设备为中心轴径向展开与井壁接触,具有自动对中功能,该推靠定位对器中结构单元根据钻井直径调整其张开半径,可适用多种直径钻井。
5.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,上、下推靠定位对中装置的中空结构零部件在完成组装后,密封连接形成管道,可以用于通过线缆,传输控制信号,避免井下环境对传输信号的干扰。
6.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,通过在推靠定位对器中结构单元设有蓄力器,可有效解决井下探测设备断电卡死故障。
7.本发明的深钻孔井下推靠定位对中***,其采用金属材料制成,结构简单,能够重复使用,降低了生产成本,提高了岩土力学参数测量效率。
附图说明
图1为本发明实施例一种新型深钻孔井下推靠定位对中***的上、下推靠定位对中装置结构示意图;
图2为本发明实施例的上推靠定位对中装置的分解图;
图3为本发明实施例的下推靠定位对中装置的分解图;
图4为本发明实施例的下推靠定位对中装置初始状态图;
图5为本发明实施例的下推靠定位对中装置展开状态图;
图6为本发明实施例深钻孔井下推靠定位对中方法流程示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:100-上推靠定位对中装置、110-第一对外连接结构单元、111-上接口、112-第一锁紧连接结构、120-第一推靠定位对中结构单元、121-第一上端头、122-第一上支撑臂、123-第一蓄力器、124-第一下支撑臂、125-第一中支柱、126-第一下底座、127-第一底座垫片、130-第一驱动单元、131-第一活塞、132-第一活塞杆、133-第一下端头、134-第一油管接头、200-下推靠定位对中装置、210-第二对外连接结构单元、211-上部连接接头、212-下部连接接头、213-第二锁紧连接结构、220-第二推靠定位对中结构单元、221-第二上端头、222-第二上支撑臂、223-第二蓄力器、224-第二下支撑臂、225-第二中支柱、226-第二下底座、227-第二底座垫片、230-第二驱动单元、231-第二活塞、232-第二活塞杆、233-第二下端头、234-第二油管接头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本发明实施例的一种深钻孔井下推靠定位对中***,包括上推靠定位对中装置100和下推靠定位对中装置200,两者分别设于井下探测设备上端和下端,三者在竖直方向中心轴线重合。其中上推靠定位对中装置100包括第一对外连接结构单元110、第一推靠定位对中结构单元120和第一驱动单元130,第一对外连接结构单元110通过连接结构将上推靠定位对中装置100及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,通过第一驱动单元130提供向上的推力,第一推靠定位对中结构单元120沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触;下推靠定位对中装置200包括第二对外连接结构单元210、第二推靠定位对中结构单元220和第二驱动单元230,第二对外连接结构单元210通过连接结构将上推靠定位对中装置200及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,通过第二驱动单元230提供向下的推力,第二推靠定位对中结构单元220沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触。井下探测设备到达井下采样端后,设于井下探测设备上的控制***发送驱动信号,控制液压***输出液压油输入到第一驱动单元130和第二驱动单元230,两者同时分别驱动第一推靠定位对中结构单元120、第二推靠定位对中结构单元220沿井下探测设备竖直中轴线反向运动,并同步径向展开,将井下探测设备推靠定位对中于钻井采样段;完成采样后,控制***发送复位信号,控制液压***输出液压油换向,第一驱动单元130和第二驱动单元230同时分别驱动第一推靠定位对中结构单元120、第二推靠定位对中结构单元220沿井下探测设备竖直中轴线反向运动,并同步收回固定支点,将井下探测设备释放,进行回收或者继续向下展开其他深度的测试。上推靠定位对中装置100和下推靠定位对中装置200沿井下探测设备的竖直中心轴线同时径向展开与井壁接触,具有自动对中功能,可根据钻井直径调整其张开半径,适用于多种直径钻井;第一推靠定位对中结构单元120、第二推靠定位对中结构单元220采用金属材料制成,其刚性大强度高,能够重复使用,大大降低了生产成本,两者展开后形成支点固定于井壁上,对采样段井壁整体影响小,不会对地应力测试结果产生干扰。
如图1-2所示,上推靠定位对中装置100中,第一推靠定位对中结构单元120设于第一驱动单元130上方,第一对外连接结构单元110通过连接诶结构与第一推靠定位对中结构单元120上端和第一驱动单元130下端连接,其包括上接口111和第一锁紧连接结构112。所述上接口111为中空结构,其一端与上部的井下探测设备的功能机构单元连接,将控制***发送信号传输至下一级,其另一端与第一推靠定位对中结构单元120相连。所述第一锁紧连接结构112设于第一驱动单元130下端,将第一驱动单元130和与其对接的井下探测设备的功能机构单元进行锁紧固定,优选地,第一锁紧连接结构112可采用方楔螺钉结构,通过在第一驱动单元130下端上周向布设有多个楔块孔位,与对接的功能机构单元上也相应设有槽口,将楔块穿过槽口设于楔块孔位内,采用螺钉进行固定。通过设有第一锁紧连接结构112,可有效防止对接的功能机构单元发生相对横向位移,避免了在井下采样时发生的振动导致各功能机构单元出现连接松动、脱落的现象。
如图2所示,第一推靠定位对中结构单元120包括第一上端头121、第一上支撑臂122、第一蓄力器123、第一下支撑臂124、第一中支柱125、第一下底座126、第一底座垫片127。其中,第一上端头121下端和第一下底座126上端周向设有多个数量相同的连接底座,且该连接底座相匹配,便于二者对接固定;第一上支撑臂122一端通过铰接方式设于第一上端头121下端的连接底座上,第一下支撑臂124一端通过铰接方式设于第一下底座126上端的连接底座上,第一上支撑臂122与第一下支撑臂124之间采用铰接方式连接,优选地,所述铰接方式可采用销钉进行连接;所述第一上端头121的上端与上接口111连接,第一下底座126下端固定设有第一底座垫片127;第一中支柱125一端穿第一下底座126下和第一底座垫片127后固定设于一上端头121底部,其另一端设于第一驱动单元130上。通过推动第一下底座126沿第一中支柱125向上运动,第一上支撑臂122与第一下支撑臂124以第一中支柱125为竖直方向轴心向外径向运动,两者铰接处形成支点与井壁接触,将将井下探测设备固定在钻孔中。为防止第一驱动单元130失去动力无法解除第一推靠定位对中结构单元120推靠定位,在第一上端头121和第一下底座126之间的第一中支柱125上设有第一蓄力器123,通过第一蓄力器123形变产生的势能推动第一下底座126向下运动,带动第一上支撑臂122与第一下支撑臂124复位,可有效解决井下探测设备断电卡死故障。
如图2所示,进一步地,第一驱动单元130包括第一活塞131、第一活塞杆132、第一下端头133和第一油管接头134。第一下端头133为空心圆柱结构,其顶部中空处与第一中支柱125的一端固定连接,沿中空圆柱竖直方向在其两侧对称设有液压缸,液压缸内设有第一活塞131。所述第一活塞杆132一端穿过第一活塞131设于液压缸内,另一端固定设于第一底座垫片127上。通过设于液压缸底部的第一油管接头134,由井下探测设备上的液压***提供的液压油进入液压缸内,驱动缸内的第一活塞131带动第一活塞杆132向上移动,第一活塞杆132推动第一底座垫片127向上移动,将第一上支撑臂122与第一下支撑臂124推靠到井壁上,使井下探测设备固定并居中在井眼内,以便仪器进行采样收集数据。测试结束后,通过收推液压油,第一活塞131带动第一活塞杆132向下移动,使第一上支撑臂122与第一下支撑臂124复位,解除了定位后,可以将井下探测设备回收或者继续向下展开其他深度的测试。
如图1、3所示,下推靠定位对中装置200与上推靠定位对中装置100结构类似,两者组成单元反向配置,其中第二驱动单元230设于第二推靠定位对中结构单元220上方,驱动第二推靠定位对中结构单元220向下运动并径向展开。
第二对外连接结构单元210通过连接结构将下推靠定位对中装置200及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,其包括上部连接接头211、下部连接接头212、第二锁紧连接结构213。所述上部连接接头211为圆筒状结构,其上端与井下探测设备的功能机构单元对接,其下端与第二驱动单元230对接,通过其筒壁上下端设有的第二锁紧连接结构213,将上部连接接头211与其两端对接的功能机构单元进行锁紧固定。第二锁紧连接结构213与第一锁紧连接结构113结构相同,优先地,可采用方楔螺钉结构。下部连接接头212上设有螺钉孔位,通过螺钉与下部的功能机构单元连接。
第二推靠定位对中结构单元220包括第二上端头221、第二上支撑臂222、第二蓄力器223、第二下支撑臂224、第二中支柱225、第二下底座226和第二底座垫片227,其连接形式及工作原理与第一推靠定位对中结构单元110类似,通过推动第二下底座226沿第二中支柱225向下运动,第二上支撑臂222与第二下支撑臂224以第二中支柱225为竖直方向轴心向外径向运动,两者铰接处形成支点与井壁接触,将将井下探测设备固定在钻孔中。在第二推靠定位对中结构单元220与第一推靠定位对中结构单元120二者的配合下,实现整个***与井壁固定定位以及对中功能。
此外,第二驱动单元230与第一驱动单元130结构功能相同,包括第二活塞231、第二活塞杆232、第二下端头233和第二油管接头234,其连接形式及工作原理与第一驱动单元130类似,通过液压***提供动力,两者同时分别驱动第一推靠定位对中结构单元120、第二推靠定位对中结构单元220沿井下探测设备竖直中轴线反向运动,并同步径向展开或收拢,将井下探测设备固定对中或,回收或者继续向下展开其他深度的测试。
在本发明实施例中,下推靠定位对中装置200与上推靠定位对中装置100的组成单元反向配置,第二驱动单元230与第一驱动单元130同步反向输出推力,在竖直方向力矩互相抵消,第一推靠定位对中结构单元120、第二推靠定位对中结构单元220沿井下探测设备竖直中轴线同步反向运动,其径向作用于井壁的力矩互相抵消,保证了井下探测设备在采样的过程中姿态平稳。
在本发明优选实施例中,所述上接口111、第一上端头121、第一中支柱125、第一下底座126、第一底座垫片127、第一下端头133、上部连接接头211、下部连接接头212、第二上端头221、第二中支柱225、第二下底座226、第二底座垫片227及第二下端头233的轴心沿井下探测设备沿竖直方向中心轴线布置,内部均为中空结构,其中空结构密封连接后形成管道,可以用于通过线缆,传输控制信号,避免井下环境对传输信号的干扰。
如图6所示,本发明的井下推靠定位对中装置,其工作流程如下:
S100:将井下探测设备下到达采样段后,控制***发出控制信号,通过上推靠定位对中装置100、下推靠定位对中装置200上中空结构部分密封连接形成管道到达液压***,控制液压***输出液压油;
S200:液压***输出液压油同时到达上推靠定位对中装置100的第一油管接头134和下推靠定位对中装置200的第二油管接头234后进入液压缸内;
S300:液压油驱动缸内的第一活塞131带动第一活塞杆132向上移动,第一活塞杆132推动第一下底座126向上移动,带动第一上支撑臂122和第一下支撑臂124径向展开,使第一上支撑臂122和第一下支撑臂124的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
液压油驱动缸内的第二活塞231带动第二活塞杆232向下移动,第二活塞杆232推动第二下底座226向下移动,带动第二上支撑臂222和第二下支撑臂224径向展开,使第二上支撑臂222和第二下支撑臂224的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
第一推靠定位对中结构单元120和第二推靠定位对中结构单元220同时沿径井下探测设备竖直方向中心轴向展开,将井下探测设备自动居中固定于井壁上;
S400:采样结束后,控制***发出控制信号控制液压***收推液压油,第一活塞杆132拉动第一下底座126向下移动,带动第一上支撑臂122和第一下支撑臂124复位,第二活塞杆232拉动第二下底座226向上移动,带动第二上支撑臂222和第二下支撑臂224复位,解除对下探测设备的定位。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,包括:
上推靠定位对中装置(100),其包括第一对外连接结构单元(110)、第一推靠定位对中结构单元(120)和第一驱动单元(130),所述第一对外连接结构单元(110)通过连接结构将上推靠定位对中装置(100)及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,所述第一推靠定位对中结构单元(120)设于第一驱动单元(130)顶部,通过所述第一驱动单元(130)提供向上的推力,第一推靠定位对中结构单元(120)沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触;所述第一推靠定位对中结构单元(120)包括第一上端头(121)、第一上支撑臂(122)、第一蓄力器(123)、第一下支撑臂(124)、第一中支柱(125)、第一下底座(126)、第一底座垫片(127);所述第一上端头(121)下端和第一下底座(126)上端周向设有多个数量相同的连接底座;所述第一上支撑臂(122)一端通过铰接方式设于第一上端头(121)下端的连接底座上,第一下支撑臂(124)一端通过铰接方式设于第一下底座(126)上端的连接底座上,第一上支撑臂(122)与第一下支撑臂(124)之间采用铰接方式连接;所述第一上端头(121)的上端与上接口(111)连接,第一下底座(126)下端固定设有第一底座垫片(127);所述第一中支柱(125)一端穿第一下底座(126)下和第一底座垫片(127)后固定设于第一上端头(121)底部,其另一端设于第一驱动单元(130)上,通过推动第一下底座(126)沿第一中支柱(125)向上运动,第一上支撑臂(122)与第一下支撑臂(124)以第一中支柱(125)为竖直方向轴心向外径向运动,两者铰接处形成支点与井壁接触;所述第一蓄力器(123)套设位于第一上端头(121)和第一下底座(126)之间的第一中支柱(125)上;
下推靠定位对中装置(200),其包括第二对外连接结构单元(210)、第二推靠定位对中结构单元(220)和第二驱动单元(230),第二对外连接结构单元(210)通过连接结构将上推靠定位对中装置(100)及位于其上下部的井下探测设备的功能机构单元连接为一体,所述第二推靠定位对中结构单元(220)设于第一驱动单元(130)底部,通过第二驱动单元(230)提供向下的推力,第二推靠定位对中结构单元(220)沿井下探测设备竖直方向中心轴径向展开形成支点与井壁接触;所述第二推靠定位对中结构单元(220)其连接形式及工作原理与第一推靠定位对中结构单元(110)相同,包括第二上端头(221)、第二上支撑臂(222)、第二蓄力器(223)、第二下支撑臂(224)、第二中支柱(225)、第二下底座(226)和第二底座垫片(227);
所述上推靠定位对中装置(100)的结构及功能和下推靠定位对中装置(200)类似,两者分别设于井下探测设备上端和下端;
通过设于井下探测设备上的控制***发送驱动信号,控制液压***输出液压油输入到第一驱动单元(130)和第二驱动单元(230),两者同时分别驱动第一推靠定位对中结构单元(120)、第二推靠定位对中结构单元(220)沿井下探测设备竖直中轴线反向运动,并同步径向展开,将井下探测设备推靠定位对中于钻井采样段。
2.根据权利要求1所述的深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,所述第一对外连接结构单元(110)包括上接口(111)和第一锁紧连接结构(112),所述上接口(111)为中空结构,其一端与上部的井下探测设备的功能机构单元连接,将控制***发送信号传输至下一级,其另一端与第一推靠定位对中结构单元(120)相连;
所述第一锁紧连接结构(112)设于第一驱动单元(130)下端,将第一驱动单元(130)和与其对接的井下探测设备的功能机构单元进行锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,所述第一驱动单元(130)包括第一活塞(131)、第一活塞杆(132)、第一下端头(133)和第一油管接头(134);
所述第一下端头(133)为空心圆柱结构,其顶部中空处与第一中支柱(125)的一端固定连接,沿中空圆柱竖直方向在其两侧对称设有液压缸,液压缸内设有第一活塞(131);所述第一活塞杆(132)一端穿过第一活塞(131)设于液压缸内,另一端固定设于第一底座垫片(127)上;所述第一油管接头(134)设于液压缸底部。
4.根据权利要求1所述的深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,所述第二对外连接结构单元(210)包括上部连接接头(211)、下部连接接头(212)、第二锁紧连接结构(213);所述上部连接接头(211)为圆筒状结构,其上端与井下探测设备的功能机构单元对接,其下端与第二驱动单元(230)对接,通过其筒壁上下端设有的第二锁紧连接结构(213),将上部连接接头(211)与其两端对接的功能机构单元进行锁紧固定;所述下部连接接头(212)上设有螺钉孔位,通过螺钉与下部的功能机构单元连接。
5.根据权利要求1所述的深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,所述第二驱动单元(230)其连接形式及工作原理与第一驱动单元(130)相同,包括第二活塞(231)、第二活塞杆(232)、第二下端头(233)和第二油管接头(234)。
6.根据权利要求1-4任一项所述的深钻孔井下推靠定位对中***,其特征在于,所述上推靠定位对中装置(100)和下推靠定位对中装置(200)内部均为中空结构,其中空结构密封连接后形成管道。
7.一种深钻孔井下推靠定位对中方法,其特征在于,应用如权利要求1-6中任一项所述的深钻孔井下推靠定位对中***实现,包括如下步骤:
S100:将井下探测设备下到达采样段后,控制***发出控制信号,通过上推靠定位对中装置(100)、下推靠定位对中装置(200)上中空结构部分密封连接形成管道到达液压***,控制液压***输出液压油;
S200:液压***输出液压油同时到达上推靠定位对中装置(100)的第一油管接头(134)和下推靠定位对中装置(200)的第二油管接头(234)后进入液压缸内;
S300:液压油驱动缸内的第一活塞(131)带动第一活塞杆(132)向上移动,第一活塞杆(132)推动第一下底座(126)向上移动,带动第一上支撑臂(122)和第一下支撑臂(124)径向展开,使第一上支撑臂(122)和第一下支撑臂(124)的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
液压油驱动缸内的第二活塞(231)带动第二活塞杆(232)向上移动,第二活塞杆(232)推动第二下底座(226)向下移动,带动第二上支撑臂(222)和第二下支撑臂(224)径向展开,使第二上支撑臂(222)和第二下支撑臂(224)的铰接处形成的支点推靠固定于井壁上;
第一推靠定位对中结构单元(120)和第二推靠定位对中结构单元(220)同时沿径井下探测设备竖直方向中心轴向展开,将井下探测设备自动居中固定于井壁上;
S400:采样结束后,控制***发出控制信号控制液压***收推液压油,第一活塞杆(132)推动第一下底座(126)向下移动,带动第一上支撑臂(122)和第一下支撑臂(124)复位,第二活塞杆(232)推动第二下底座(226)向上移动,带动第二上支撑臂(222)和第二下支撑臂(224)复位,解除对下探测设备的定位。
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