專利名稱：巖心鉆探的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別根據(jù)權(quán)利要求1和11的前序部分的用以巖心鉆探的方法和設(shè)備。 本發(fā)明也涉及一種包括所述設(shè)備的鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
巖心鉆探用以進(jìn)行不同類型的巖石科技勘測(cè)，其中，對(duì)巖心進(jìn)行鉆探，從鉆孔中取 出巖心，并分析巖心的不同屬性、礦物質(zhì)含量等。巖心鉆探對(duì)勘測(cè)和評(píng)估巖體具有重要的作 用，并且，巖心鉆探的結(jié)果經(jīng)常是重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的決定，如是否應(yīng)開(kāi)發(fā)礦體的基礎(chǔ)。在以前所知道的巖心鉆探的程序中，設(shè)置在管鉆桿端部的管狀的、用以研磨的鉆 頭對(duì)著想要取樣的巖石旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鉆探進(jìn)行到一定的預(yù)定距離時(shí)，鉆桿包含了相應(yīng)長(zhǎng)度的巖 心，在中斷旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后，巖心被從鉆桿中拉出來(lái)，以進(jìn)行分析等等。關(guān)于正常的巖心鉆探程序，在巖心從鉆桿中取出之前，巖心被鉆入2米到5米的數(shù)量級(jí)。在以前所知道的巖心鉆探設(shè)備中，使用巖心獲取管，在主動(dòng)鉆探過(guò)程中，巖心獲取 管定位在鄰近鉆頭的地方，以接收鉆探過(guò)程中產(chǎn)生的巖心。巖心獲取管特點(diǎn)為其是鉆桿里 面的內(nèi)管。巖心獲取管在偏離了鉆頭的端部處包括用于與抓握工具配合的接合裝置。在整 個(gè)鉆探周期后，抓握工具被引入到鉆桿中并一直到巖心獲取管，以在工作位置連接到巖心 獲取管，于是，抓握工具與連接的巖心獲取管一起和被穩(wěn)固保持于內(nèi)部的巖心能夠從鉆桿 中拔出。巖心鉆探經(jīng)常在與鉆機(jī)距離非常遠(yuǎn)的地方進(jìn)行操作，特別的，在很深的地方，如深 度為3000米。以這樣大的距離，降下巖心獲取管的時(shí)間和降下抓握工具的時(shí)間，需要相當(dāng) 長(zhǎng)的時(shí)間。就大致幾百米的更短的鉆探距離而言，降下這些工具也占了鉆機(jī)全部工作時(shí)間 的相當(dāng)大的部分。關(guān)于現(xiàn)今的巖心鉆探程序，很大程度上取決于個(gè)體操作者來(lái)確定巖心獲取管和抓 握工具在何時(shí)分別已達(dá)到其各自的工作位置。這是通過(guò)以不同的方式控制和觀察設(shè)備來(lái)確 定何時(shí)各個(gè)工具已達(dá)到各自工作位置的。由于用以巖心鉆探的鉆機(jī)的環(huán)境是吵雜的，并且 易受到外界不可控制的環(huán)境的影響，所以經(jīng)驗(yàn)顯示操作者難以確定何時(shí)各個(gè)工具已經(jīng)達(dá) 到其工作位置，并且因此，難以確定何時(shí)開(kāi)始下一步以操作鉆機(jī)。為此，作為安全措施，在所述工具事實(shí)上已經(jīng)到達(dá)其工作位置后的長(zhǎng)的時(shí)間段，操 作者通常才繼續(xù)降下功能，如用沖洗液對(duì)著它們的各個(gè)工具進(jìn)行沖洗。此過(guò)程當(dāng)然對(duì)操作 安全是有利地，但是在經(jīng)濟(jì)上卻是不利的，因?yàn)槠浣Y(jié)果是鉆機(jī)的整個(gè)操作的經(jīng)濟(jì)性由于產(chǎn) 量減少被基本上削弱了。另一方面是，在工具(巖心獲取管或抓握工具)已達(dá)到其操作位置之前開(kāi)始巖心 鉆探過(guò)程的下一步會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤功能，可能是操作停止和總是延長(zhǎng)了的生產(chǎn)過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服這些缺點(diǎn)，并為巖心鉆探提供方法和設(shè)備，以使得能夠快速 并安全地決定可以開(kāi)始鉆探的下一工作步驟。根據(jù)本發(fā)明，此目的是通過(guò)各個(gè)獨(dú)立要求的特征部分的特征而實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上，已 表明從操作過(guò)程中的其它聲振動(dòng)中分辨出當(dāng)各個(gè)工具已到達(dá)其各自的工作位置(在此， 工具意指巖心獲取管和抓握工具)時(shí)的聲振動(dòng)是可能的。這已使得當(dāng)各工具到達(dá)各自工作 位置時(shí)，能夠被快速地很安全地探測(cè)到。于是，沒(méi)有不必要的延遲，便開(kāi)始進(jìn)行過(guò)程中的下 一步驟。來(lái)自系統(tǒng)的、表示當(dāng)所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)的振動(dòng)特征的出現(xiàn)已被探測(cè)到的 輸出信號(hào)可以用來(lái)將情況通知給操作者，或者直接將鉆機(jī)轉(zhuǎn)換到過(guò)程中的下一步驟。通過(guò)連接到鉆桿的機(jī)器零件感測(cè)來(lái)自鉆桿的聲振動(dòng)，由于此振動(dòng)在各機(jī)器零件之 間傳遞時(shí)基本不變，恰當(dāng)?shù)牟粡?fù)雜的傳感器元件可以設(shè)置在合適的，如被保護(hù)的并可以進(jìn) 入的位置，例如，設(shè)置在進(jìn)給梁上，或在進(jìn)給梁支撐架上。將從感測(cè)聲振動(dòng)接收到的信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^，存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)器中的信號(hào)由測(cè)試和/或計(jì)算構(gòu)成的組中的任何一個(gè)產(chǎn)生，其中這可以是為不同應(yīng)用的 不同工具通過(guò)計(jì)算完成的實(shí)地測(cè)試問(wèn)題。因此，是頻率分析問(wèn)題，并且特別是振型分析的問(wèn)題。特別地，所述工具是形式為巖心獲取管的管狀巖心獲取工具，巖心獲取管被引入 鉆桿行進(jìn)到與在鉆探過(guò)程中定位的鉆頭相鄰的工作位置，以接收巖心。因此工具到達(dá)其工 作位置時(shí)的振動(dòng)特征是指當(dāng)巖心獲取管達(dá)到鉆探位置的位置站時(shí)發(fā)出來(lái)的振動(dòng)。特別地，所述工具也是抓握工具，意圖用于被帶入工作位置，并在工作位置連接到 巖心獲取管，以在完成鉆探過(guò)程后，從鉆探位置取出巖心獲取管和被穩(wěn)定保持的巖心。因 此，抓握工具以及連接的巖心獲取管從鉆桿中被拔出，以取出巖心。當(dāng)抓握工具到達(dá)其工作 位置時(shí)的振動(dòng)特征是當(dāng)它與巖心獲取管結(jié)合時(shí)發(fā)出來(lái)的振動(dòng)。輸出信號(hào)優(yōu)選地用于下列組的一個(gè)或多個(gè)中斷步驟以沖洗工具(關(guān)閉水泵-驅(qū) 動(dòng)馬達(dá))、開(kāi)始鉆探、拔起抓握工具和產(chǎn)生操作者要感知的信號(hào)。優(yōu)選地，評(píng)估從工具被朝向其工作位置引入到鉆桿開(kāi)始一直到輸出信號(hào)到達(dá)的時(shí) 間段的合理性，以增加系統(tǒng)的安全性。


通過(guò)實(shí)施例并參照附圖，現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中圖1示意性地示出了用于巖心鉆探的鉆機(jī)，圖加以軸向截面的形式示出了帶有處于第一位置的巖心獲取管的鉆桿的遠(yuǎn)部分 的細(xì)節(jié)，圖2b示出與圖加相同的細(xì)節(jié)，但是在第二位置處；圖3示出巖心獲取管端部的抓握工具，圖4以更大的比例示出圖3的連接元件的細(xì)節(jié)，圖5所示為方塊圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的序列，和圖6所示為幅值-頻率示意圖。具體實(shí)施例方式圖1示出了用于巖心鉆探的鉆機(jī)1，其包括鉆探器2，其在進(jìn)給梁3上是可移動(dòng)的， 并且在進(jìn)給壓力下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)管鉆桿6，在管鉆桿6的遠(yuǎn)端以一般方式設(shè)置有管鉆頭8。進(jìn) 給梁3端部的鉆桿支撐件標(biāo)記為7。沖洗轉(zhuǎn)體36以普通方式設(shè)置在鉆桿的最上方。鉆機(jī)1進(jìn)一步具有鉆機(jī)底座4，進(jìn)給梁3可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在上面，以允許相對(duì)于水平 面對(duì)鉆角進(jìn)行有限地調(diào)整。用以給鉆機(jī)的部件提供動(dòng)力的動(dòng)力機(jī)組整體標(biāo)記為5。進(jìn)給梁 3通過(guò)進(jìn)給梁支撐9穩(wěn)固保持在鉆機(jī)底座4上，在進(jìn)給梁支撐9上，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有傳感 器元件10，用以感測(cè)鉆機(jī)中的聲振動(dòng)。傳感器元件10通過(guò)電纜13與CPUll通信，CPU具有適當(dāng)存儲(chǔ)的程序，用于以本身 已知的方式控制鉆機(jī)1的部件。為此，CPUll與動(dòng)力機(jī)組5通過(guò)電纜14進(jìn)行通信，與鉆探 器2通過(guò)電纜15進(jìn)行通信。標(biāo)號(hào)12標(biāo)記的是用以顯示與鉆探相關(guān)的不同數(shù)據(jù)的顯示器。 標(biāo)號(hào)16標(biāo)記的是形式為鍵盤的輸入裝置。圖加以軸向截面示出了形式為管狀巖心獲取管17的巖心獲取工具，其正被向前 放入管鉆桿6到其工作外置，其中，巖心獲取管17的遠(yuǎn)端鄰接表面18將與導(dǎo)向鉆頭8上的 與鉆探方向相反的鄰接表面19相抵接。P表示推進(jìn)方向，推進(jìn)方向基本上是垂直向下的，但 是不排除此方向P可能會(huì)被側(cè)向指向甚至向上指向，這取決于要對(duì)目標(biāo)巖石進(jìn)行鉆探的應(yīng) 用的特點(diǎn)。對(duì)管狀巖心獲取管17的前向驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)作用在管子上的重力或通過(guò)沖洗液或 沖洗水、或其組合而減小。標(biāo)號(hào)22標(biāo)記的是用于接合鉤的區(qū)域，下面解釋接合鉤，并且，接 合鉤用以與抓握工具配合，抓握工具用以在完成鉆探序列后，拔出帶有被穩(wěn)定保持的巖心 的管狀巖心獲取管17。圖2b所示為當(dāng)管狀巖心獲取管17在鉆桿6中完成前向運(yùn)動(dòng)后的工作位置，其前 沿已經(jīng)與鉆頭8區(qū)域的用于該目的的鄰接底座抵接。當(dāng)管狀巖心獲取管17的鄰接表面18 與鉆頭8的鄰接表面19之間發(fā)生抵接時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生聲音，聲音導(dǎo)致在圖2b中標(biāo)記為M的 聲波或聲振動(dòng)通過(guò)管鉆桿6 —直傳播到鉆機(jī)1，在那里它們通過(guò)與鉆桿6相接觸的元件如鉆 桿支撐件7、鉆探器2、進(jìn)給梁3等進(jìn)一步傳播，一定程度上也傳播到周圍環(huán)境中。因此，被傳播的聲波可以因此通過(guò)聲敏傳感器感測(cè)到，聲敏傳感器(圖1)的聲敏 元件10定位在與管鉆桿6接觸的鉆機(jī)1的元件上。圖3所示為抓握工具20，抓握工具20意圖用于被插入到鉆桿中，以在完成一定鉆 探長(zhǎng)度后，與管狀巖心獲取管17形成接合。通過(guò)在拉線(未示出)的輔助下拔出抓握工具 20，抓握工具20和被穩(wěn)固保持的巖心獲取管17以及在巖心獲取管中被穩(wěn)固保持的巖心被 通過(guò)鉆桿拔出到達(dá)鉆機(jī)，其中在抓握工具20上設(shè)置有用于拉線的附件23。在鉆機(jī)處，將抓 握工具從巖心獲取管上解開(kāi)，并將被鉆出且拔出的巖心從巖心獲取管中取出，在遠(yuǎn)處的部 分放置到鉆桿的近端之后，可以重復(fù)此過(guò)程，以使得進(jìn)一步鉆探選定距離成為可能。本實(shí)施例中抓握工具20的接合部分21包括圓錐部分，圓錐部分具有橫向底面 21'和指向插入方向的尖頭端部，使得形成了抓握工具20的鉤狀端部。巖心獲取管17具 有相應(yīng)的適于與抓握工具20的接合部分21接合配合的接合鉤22。圖4所示為鉆桿6內(nèi)部區(qū)域的軸向截面，在接合部分21的輔助下，抓握工具20與 巖心獲取管17通過(guò)其接合鉤22而接合配合。當(dāng)接合部分到達(dá)配合位置并且接合鉤22已經(jīng)通過(guò)接合部分21的圓錐部分時(shí)，接合鉤22將向內(nèi)彈回，以在這些零件之間建立接合配合。 因此當(dāng)接合鉤22卡入接合位置時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生特征聲振動(dòng)，并且標(biāo)記為25的所述聲振動(dòng)將通 過(guò)鉆桿6以如上所描述的、相應(yīng)于參照?qǐng)D2b中的聲振動(dòng)M的方式傳播。沈標(biāo)記為巖心。根據(jù)本發(fā)明，感測(cè)在鉆機(jī)里傳播的聲振動(dòng)，以檢測(cè)聲振動(dòng)的出現(xiàn)，一方面，該聲震 動(dòng)是巖心獲取管達(dá)到如圖2b所示的工作位置時(shí)的特征，另一方面是抓握工具20已經(jīng)達(dá)到 如圖4所示的工作位置時(shí)的特征。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)分析作用在傳感器元件上的聲振動(dòng)，檢測(cè) 何時(shí)這種聲振動(dòng)已經(jīng)出現(xiàn)是可能的。因此已經(jīng)存儲(chǔ)了主要頻率范圍內(nèi)的來(lái)自真實(shí)事件的、 測(cè)試和/或計(jì)算的信號(hào)，這些信號(hào)是這些聲振動(dòng)的特征。在CPU中，有適合此目的的濾波器，以濾去無(wú)關(guān)的頻率范圍，并減少意圖要計(jì)算的 數(shù)據(jù)量，CPU中還有比較器功能，比較器功能將采集到的振動(dòng)信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào) 進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)匹配關(guān)系建立時(shí)，發(fā)出輸出信號(hào)，用以例如開(kāi)始或中斷操作或?qū)⑿盘?hào)傳給操作 者。因此，全部的鉆探過(guò)程可以以安全的方式加速，這種方式具有很大經(jīng)濟(jì)效益。圖5示意性地示出了描述根據(jù)本發(fā)明的方法序列的方框圖，其中，位置27表示序列的開(kāi)始，位置28表示通過(guò)將巖心獲取管插入并穿過(guò)鉆桿推進(jìn)而進(jìn)行的巖心獲取過(guò)程的開(kāi) 始，位置四表示巖心獲取管到達(dá)其工作位置，其中當(dāng)巖心獲取管與鉆頭區(qū)域的底座 抵接時(shí)，發(fā)出特征聲振動(dòng)，位置30表示CPU在對(duì)鉆機(jī)受到的聲振動(dòng)進(jìn)行分析之后，將分析后的感測(cè)到的聲振 動(dòng)識(shí)別為巖心獲取管已達(dá)到其工作位置的特征，檢測(cè)當(dāng)巖心獲取管到達(dá)其工作位置的聲振 動(dòng)特征，并且發(fā)出第一輸出信號(hào)，位置31表示開(kāi)始和完成鉆探過(guò)程選定距離，其中在巖心獲取管中獲得相應(yīng)長(zhǎng)度 的鉆探巖心，位置32表示在鉆桿中降下抓握工具到其工作位置，位置33表示當(dāng)抓握工具到達(dá)其工作位置，由于以上所述原因發(fā)生特征聲振動(dòng)，位置34表示CPU在對(duì)鉆機(jī)受到的聲振動(dòng)進(jìn)行分析之后，將分析后的感測(cè)到的聲振 動(dòng)識(shí)別為巖心獲取管已達(dá)到其工作位置的特征，檢測(cè)當(dāng)巖心獲取管到達(dá)其工作位置的聲振 動(dòng)特征，并且發(fā)出第二輸出信號(hào)，位置35表示此序列的結(jié)束，拔出抓握工具和掛在其上的巖心獲取管，取出巖心， 并前進(jìn)到位置27。圖6示意性地示出了幅值-頻率示意圖，其中畫有兩條曲線，兩條曲線中的kl示 出了在巖心獲取管抵接到鉆頭區(qū)域底座的事件的頻率分布圖，k2示出了接合鉤將與抓握工 具的接合部分相接合的事件的頻率分布圖，Afl示出了對(duì)于第一個(gè)事件存在特征幅值峰值 的頻率范圍。Af2示出了第二事件幅值峰值特征出現(xiàn)的頻率范圍。適當(dāng)?shù)?，CPU中的比較 是通過(guò)將聲敏元件采集的聲振動(dòng)與以圖6的各頻率分布形式的頻率圖對(duì)比而進(jìn)行的。在實(shí)際中，已經(jīng)顯示在許多應(yīng)用中，具有一個(gè)單個(gè)的頻率范圍是合適的，在該單 個(gè)頻率范圍中，兩個(gè)事件的特征幅值峰值都出現(xiàn)。其中這些情形下，一個(gè)單個(gè)的頻率范圍可 以用來(lái)識(shí)別這兩種事件。也可以是頻率區(qū)域完全不同的情形，以及為此將這些頻率范圍分 開(kāi)是適當(dāng)?shù)摹Ｒ部梢允且粋€(gè)事件有多個(gè)頻率范圍的情形。7
本發(fā)明可以在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。所包括的部件能夠以其他方式構(gòu) 成。例如，巖心獲取管可以由其他方式構(gòu)成，對(duì)應(yīng)于接合鉤的元件具有其他的形式和功能， 抓握工具上的接合部分也是一樣。在圖1中示出了包括執(zhí)行本發(fā)明功能的CPU。作為替換， 一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)如PC或甚至簡(jiǎn)單的計(jì)算電路可為此目的而使用，所述PC或電路僅有連 接到位于鉆機(jī)部件上的傳感器元件的一條電纜和用以警告操作者已到達(dá)工作位置的裝置。分析設(shè)備可以分別與比較器和CPU、PC和計(jì)算電路一體化，并且數(shù)字地或模擬地 工作。信號(hào)發(fā)生器可以是聲音、光或振動(dòng)發(fā)生器。優(yōu)選地，振動(dòng)傳感器的傳感元件與機(jī)器零件接觸，該機(jī)器零件又與鉆桿接觸，但是 不排除使用形式為獨(dú)立式傳聲器的感測(cè)設(shè)備以接收聲振動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種巖心鉆探的方法，其中，-設(shè)置在管狀的鉆桿(6)端部的管狀的鉆頭(8)抵著要鉆探的材料而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中-為了巖心獲取的目的，將工具(17，20)引入所述鉆桿內(nèi)部到所述鉆頭區(qū)域的工作位置，其特征在于-當(dāng)所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)，感測(cè)來(lái)自所述鉆桿的聲振動(dòng)( ，2 被，-分析所述被感測(cè)到的聲振動(dòng)，以檢測(cè)當(dāng)所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)的聲振動(dòng)特征的 出現(xiàn)，和-當(dāng)檢測(cè)到所述工具達(dá)到其工作位置時(shí)的所述聲振動(dòng)特征的出現(xiàn)時(shí)，發(fā)送輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于來(lái)自所述鉆桿(6)的聲振動(dòng)通過(guò)連接 到所述鉆桿的機(jī)器零件而被感測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于將來(lái)自感測(cè)所述聲振動(dòng)而接收到 的信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào)作對(duì)比，所述存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào)是通過(guò)測(cè)試和/或計(jì) 算構(gòu)成的組中的任何一個(gè)產(chǎn)生的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中所述的方法，其特征在于將形式為巖心獲取管的管狀的 巖心獲取工具(17)在所述鉆桿(6)的內(nèi)部推進(jìn)到巖心獲取工作位置，所述巖心獲取工作位 置與鉆探期間所述鉆頭的位置相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于當(dāng)工具已到達(dá)其工作位置時(shí)的振動(dòng)特 征是當(dāng)形式為所述巖心獲取管(17)的所述工具到達(dá)鉆探位置的抵接處時(shí)發(fā)出來(lái)的振動(dòng)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，巖心獲取管(17)適用于接收巖心， 其特征在于將抓握工具00)送到工作位置，在所述工作位置所述抓握工具連接到所述 巖心獲取管(17)，以在完成鉆探后，從鉆探位置取出所述巖心獲取管和被穩(wěn)固保持的巖心 (26)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于所述抓握工具00)與連接所述巖心獲 取管(17)被一起從所述鉆桿(6)中拉出，以取得所述巖心06)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其特征在于所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)的振 動(dòng)特征是所述抓握工具OO)與所述巖心獲取管(17)形成接合時(shí)發(fā)出的振動(dòng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述輸出信號(hào)用于以下組 的一個(gè)或多個(gè)中斷向下沖洗工具的步驟(關(guān)掉水泵-驅(qū)動(dòng)馬達(dá))、開(kāi)始鉆探、拉出抓握工 具以及產(chǎn)生要由操作者感知的信號(hào)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于評(píng)估從開(kāi)始將所述工具 在鉆桿內(nèi)部朝向其工作位置推進(jìn)一直到接收到所述輸出信號(hào)的時(shí)間段的合理性。
11.一種用于巖心鉆探的設(shè)備，其中設(shè)置在管狀的鉆桿(6)的端部的管狀的鉆頭(8)抵 著要鉆探的材料而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且其中至少一個(gè)用于巖心鉆探的工具(17，20)適于在所 述鉆桿(6)內(nèi)被推進(jìn)到所述鉆頭區(qū)域的工作位置，其特征在于-感測(cè)設(shè)備(10)，用以感測(cè)當(dāng)所述工具進(jìn)入到其工作位置時(shí)來(lái)自所述鉆桿的聲振動(dòng)，-分析設(shè)備，用以分析感測(cè)到的聲振動(dòng)，以檢測(cè)當(dāng)所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)所述聲振 動(dòng)的特征的出現(xiàn)，以及-信號(hào)發(fā)生器(12)，用于在已檢測(cè)到所述工具已到達(dá)其工作位置時(shí)所述聲振動(dòng)的特征的出現(xiàn)時(shí)，發(fā)出輸出信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述感測(cè)設(shè)備(10)被設(shè)置為通過(guò)連接 到所述鉆桿的機(jī)器零件而感測(cè)來(lái)自所述鉆桿的所述聲振動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備，其特征在于比較器，所述比較器用于將由感測(cè) 所述聲振動(dòng)而接收到的信號(hào)與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào)進(jìn)行比較，所述存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信 號(hào)通過(guò)由測(cè)試和/或計(jì)算構(gòu)成的組中的任何一個(gè)而產(chǎn)生。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的設(shè)備，其特征在于所述工具是形式為巖心獲取 管的管狀巖心獲取工具，用于在所述鉆桿(6)的內(nèi)部前進(jìn)到與鉆探過(guò)程中的所述鉆頭相鄰 的巖心獲取工作位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，巖心獲取管適于接收巖心，其特征在于抓握 工具(12)適于被送到工作位置，在所述工作位置，其被連接到所述巖心獲取管(17)，用于 在完成鉆探后從所述鉆探位置取出巖心獲取管和被穩(wěn)定保持的巖心。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于通過(guò)提取設(shè)備，用于從所述鉆桿中拔出 所述抓握工具00)以及連接的所述巖心獲取管(17)，以取出所述巖心。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)的振 動(dòng)特征是當(dāng)所述抓握工具00)與所述巖心獲取管(17)相接合時(shí)發(fā)出的振動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)置輸出信號(hào)用于以下組 的一個(gè)或多個(gè)中斷向下沖洗工具的步驟(關(guān)掉水泵-驅(qū)動(dòng)馬達(dá))、開(kāi)始鉆探、拔出抓握工 具以及產(chǎn)生要由操作者感知的信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于評(píng)估設(shè)備，其用于評(píng)估從開(kāi) 始將所述工具在鉆桿內(nèi)部朝向其工作位置推進(jìn)一直到接收到所述輸出信號(hào)的時(shí)間段的合 理性。
20.一種鉆機(jī)，其包括根據(jù)權(quán)利要求11-19中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
全文摘要
一種巖心鉆探的方法，其中設(shè)置在管狀的鉆桿(6)端部的管狀鉆頭(8)抵著要鉆的材料被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且，為達(dá)到巖心獲取的目的，工具(17，20)被引入鉆桿內(nèi)到達(dá)鉆頭區(qū)域的工作位置。所述工具到達(dá)工作位置時(shí)，來(lái)自鉆桿的聲振動(dòng)(24，25)被感測(cè)到，感測(cè)到的聲振動(dòng)被分析以檢測(cè)當(dāng)所述工具到達(dá)其工作位置時(shí)的聲振動(dòng)特征的出現(xiàn)，并且當(dāng)檢測(cè)到所述工具達(dá)到其工作位置的振動(dòng)特征的出現(xiàn)時(shí)，發(fā)出輸出信號(hào)。本發(fā)明也涉及設(shè)備和鉆機(jī)。
文檔編號(hào)E21B25/00GK102057130SQ200980121683
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者約翰·布羅斯特倫 申請(qǐng)人:阿特拉斯·科普柯鑿巖設(shè)備有限公司