1.本发明涉及取心设备技术领域，特别是涉及一种井下动力随钻测井取心方法及其取心钻具。
背景技术：
2.随着对海洋地质发展以及油气资源的探索，对海洋地质取心的需求越来越大。岩心是最直接可以反应地层信息的关键样品，获取地层岩心可以解释地质信息，让科学家更好的了解地球。
3.取心的方式有多种，有提钻取心、绳索取心等方式，其中绳索取心是在钻杆中投入钻具内总成，取芯钻进结束后，使用绳索打捞器将钻具内总成打捞出地表获取岩芯的一种地质勘探钻孔施工方法，由于取芯过程不需要将孔内数百或数千米钻杆提出地表，因此大大提高了工作效率，但是当深度较大后，采用绞车释放或者上提绳索也需要较长时间。
4.而且当前取心作业过程中，作业井位单一，一旦选定井位进行取心后，仅可获取一处的地层信息，无法对附近地层进行探测；此外，开始取心后为避免错过关键地层参数，后续进行全井段取心作业，当井深较大时，如果全程使用取心管，取心作业时间较长，大大影响作业效率。
5.因此，市场上急需一种井下动力随钻测井取心方法及其取心钻具，用于解决上述问题。
技术实现要素：
6.本发明的目的是提供一种井下动力随钻测井取心方法及其取心钻具，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，能够实时对地层进行探测，从而可以在需要进行取心作业的岩层中进行取心作业，在不需要取心作业的岩层时可以通过全断面钻头辅助钻进工作。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明还公开了一种井下动力随钻测井取心钻具的取心方法，包括以下步骤：
9.s1、连接钻具外管；
10.s2、连接钻具内总成；
11.s3、在井口将钻具外管和钻具内总成安装后进行取心作业；
12.s4、钻进过程中电阻率测量仪器和伽马测量仪器实时监测随钻测井数据，当地层数据显示岩性稳定时，采用绳索打捞器具打捞钻具内总成，将钻具内总成下端的取心管更换为全断面钻头，进行全断面作业；
13.s5、进行全断面钻进时，钻进过程中电阻率测量仪器和伽马测量仪器实时监测随钻测井数据，当地层数据显示岩性变化时，采用绳索打捞器具打捞钻具内总成，将钻具内总成下端的全断面钻头更换为取心管，进行取心作业；
14.s6：根据随钻测井数据更换钻具内总成下端的取心管或全断面钻具，进行不同作业模式切换，直至完成作业。
15.本发明还公开了一种井下动力随钻测井取心钻具，包括钻具外管和钻具内总成，所述钻具内总成能够穿过所述钻具外管的中心，所述钻具外管中设有电阻率测量仪器和伽马测量仪器，所述钻具外管和所述钻具内总成中设有电磁耦合组件，所述电磁耦合组件包括源端线圈和终端线圈，所述源端线圈设置于所述钻具外管上，所述电阻率测量仪器和所述伽马测量仪器均与所述源端线圈电连接，所述终端线圈设置于所述钻具内总成上，所述钻具内总成中设有剪切阀脉冲仪器，所述终端线路与所述剪切阀脉冲仪器电连接，所述钻具内总成的下端能够连接有取心管或全断面钻头。
16.优选的，所述钻具外管的下端为取心钻头，所述取心钻头的上端连接变径接头的下端，所述变径接头的上端连接于螺杆传动轴的下端，所述螺杆传动轴的外侧设有螺杆下管，所述螺杆传动轴和所述螺杆下管之间设有若干个轴承组，所述螺杆传动轴的上端连接有中空连接管，所述螺杆下管的上端连接有螺杆中间管，所述螺杆中间管内从下到上依次安装有所述电阻率测量仪器、所述伽马测量仪器和外管电池管，所述电阻率测量仪器和所述伽马测量仪器均与所述外管电池管电连接，所述中空连接管连接有中空转子，所述螺杆中间管连接有螺杆定子，所述螺杆定子的上端连接传输接头，所述源端线圈设置于所述传输接头上，所述传输接头的上端连接有无磁钻铤。
17.优选的，若干个所述轴承组包括由下至上依次设置的第一tc轴承组、止推轴承组和第二tc轴承组。
18.优选的，所述电阻率测量仪器和所述伽马测量仪器均与所述外管电池管通过外管电线连接；
19.所述螺杆中间管、所述螺杆定子和所述传输接头的外壁上设有外管线槽，所述外管电线设置于外管线槽内，所述外管线槽的槽口设有硫化层。
20.优选的，所述螺杆中间管、所述螺杆定子和所述传输接头的端面均安装有导电滑环，所述导电滑环与所述外管电线连接。
21.优选的，所述钻具内总成的下端为所述取心管或所述全断面钻头，所述取心管或所述全断面钻头的上端连接有下部取心钻具单动装置，所述下部取心钻具单动装置的上端连接有中间连接部，所述中间连接部的上端连接有上部取心钻具单动装置，所述上部取心钻具单动装置的上端连接有取心弹卡定位机构，所述取心弹卡定位机构的上端连接所述电磁耦合组件中的所述终端线圈，所述终端线圈的上端连接有信号处理管，所述信号处理管的上端连接有内总成电池管，所述内总成电池管的上端连接有所述剪切阀脉冲仪器，所述剪切阀脉冲仪器的上端有打捞接头。
22.优选的，所述剪切阀脉冲仪器的下端设有斜切面，所述剪切阀脉冲仪器的侧壁上设有防转槽，所述无磁钻铤上设有定位销，所述定位销远离所述剪切阀脉冲仪器的一端上固定有顶丝，所述定位销能够伸入到所述防转槽中。
23.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
24.本发明在钻具外管上设有电阻率测量仪器和伽马测量仪器从而能够有效的获得地层相关参数，相关数据会通过电磁耦合组件传输给钻具内总成，最终通过剪切阀脉冲仪器传输回地面进行分析。将取心和测井技术相结合，在钻进的过程中可以实时监测岩层情况，从而可以在需要进行取心作业的岩层中进行取心作业，在不需要取心作业的岩层时可以通过全断面钻头辅助钻进工作。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为实施例一井下动力随钻测井取心钻具的取心方法步骤s1示意图；
27.图2为实施例一井下动力随钻测井取心钻具的取心方法步骤s3示意图；
28.图3为实施例一井下动力随钻测井取心钻具的取心方法步骤s4示意图；
29.图4为实施例一井下动力随钻测井取心钻具的取心方法步骤s5示意图；
30.图5为实施例二井下动力随钻测井取心钻具的结构示意图；
31.图6为实施例二井下动力随钻测井取心钻具中钻具外管的结构示意图；
32.图7为图6中a部分的局部示意图；
33.图8为图6中b部分的局部示意图；
34.图9为图6中c部分的局部示意图；
35.图10为实施例二井下动力随钻测井取心钻具中钻具内总成的结构示意图；
36.图11为实施例二井下动力随钻测井取心钻具中剪切阀脉冲仪器的端部示意图；
37.图12为实施例二井下动力随钻测井取心钻具中剪切阀脉冲仪器与定位销之间的配合示意图；
38.图中：100-钻具外管；101-取心钻头；102-变径接头；103-螺杆传动轴；104-螺杆下管；105-第一tc轴承组；106-止推轴承组；107-第二tc轴承组；108-中空连接管；109-螺杆中间管；110-电阻率测量仪器；111-伽马测量仪器；112-外管电池管；113-中空转子；114-螺杆定子；115-传输接头；116-无磁钻铤；117-定位销；
39.200-钻具内总成；201-取心管；202-下部取心钻具单动装置；203-中间连接部；204-上部取心钻具单动装置；205-取心弹卡定位机构；206-终端线圈；207-信号处理管；208-内总成电池管；209-剪切阀脉冲仪器；210-打捞接头。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.本发明的目的是提供一种井下动力随钻测井取心方法及其取心钻具，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，能够实时对地层进行探测，从而可以在需要进行取心作业的岩层中进行取心作业，在不需要取心作业的岩层时可以通过全断面钻头辅助钻进工作。
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.实施例一、
44.如图9-图12所示，本实施例提供了一种基于实施例一种的井下动力随钻测井取心钻具的取心方法，包括以下步骤：
45.s1、如图9所示，连接钻具外管100，依次连接取心钻头101、变径接头102、螺杆传动轴103、螺杆下管104、螺杆中间管109、中空转子113、螺杆定子114、传输接头115、无磁钻铤116等设备。
46.s2、连接钻具内总成200，依次连接取心管201、下部取心钻具单动装置202、取心弹卡定位机构205、终端线圈206、信号处理管207、剪切阀脉冲仪器209和打捞接头210等设备。
47.s3、如图10所示，在井口将钻具外管100和钻具内总成200安装后进行取心作业。
48.s4、如图11所示，钻进过程中电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111实时监测随钻测井数据，当地层数据显示岩性稳定时，采用绳索打捞器具打捞钻具内总成200，将钻具内总成200下端的取心管201更换为全断面钻头，进行全断面作业，从而加快钻进速率。
49.s5、如图12所示，进行全断面钻进时，钻进过程中电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111实时监测随钻测井数据，当地层数据显示岩性变化时，采用绳索打捞器具打捞钻具内总成200，将钻具内总成200下端的全断面钻头更换为取心管201，进行取心作业。
50.s6：根据随钻测井数据更换钻具内总成200下端的取心管201或全断面钻具，进行不同作业模式切换，直至完成作业。
51.实施例二、
52.如图1-图8所示，本实施例提供了一种井下动力随钻测井取心钻具，包括钻具外管100和钻具内总成200，钻具内总成200能够穿过钻具外管100的中心。
53.钻具外管100中设有电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111。
54.其中，电阻率测量仪器110包括但不限于现有的电阻率传感器或电阻率测量仪，通过电阻率测量仪器110进行电阻率法测井。电阻率法测井是通过测量钻井剖面上各种岩石和矿物电阻率来区别岩石性质的方法。
55.伽马测量仪器111选用现有的伽马测量仪即可，通过伽马测量仪进行自然伽马测井，自然伽马测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素衰变过程中放射出来的射线的强度来研究地质问题的一种测井方法。gr(伽马射线)的用途：
①
判断岩性；
②
地层对比；
③
估算泥质含量。
56.钻具外管100和钻具内总成200中设有电磁耦合组件，电磁耦合组件采用电磁耦合(互感耦合)技术，电磁耦合组件包括源端线圈和终端线圈206，源端线圈中的电流产生磁场，终端线圈206通过磁场产生电势差，从而能够实现信号传输。本实施例中源端线圈设置于钻具外管100上，电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111均与源端线圈电连接，终端线圈206设置于钻具内总成200上，钻具内总成200中设有剪切阀脉冲仪器209，剪切阀脉冲仪器209为剪切阀脉冲器，终端线路与剪切阀脉冲仪器209电连接，剪切阀脉冲仪器209用于和地面的控制器电连接，钻具内总成200的下端能够连接有取心管201或全断面钻头。
57.在实际钻进过程中，电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111中可以实时监测地下岩层的相关数据参数，监测到的数据可以传输到源端线圈中，然后通过源端线圈传输给钻进内总成中的终端线圈206，并由终端线圈206传输给剪切阀脉冲仪器209，最终由剪切阀脉冲仪器209将数据信号传输给地面控制器中。地面上的工作人员可以根据实时的数据选择是否进行取心，如需取心可以在钻具内总成200的下端安装取心管201，如不需进行取心，则拉出钻具内总成200，将其下端更换为全断面钻头，使其可以配合钻具外管100共同向下进行钻进工作，从而提高钻进效率。
58.于本实施例中，钻具外管100的结构与专利号为cn114382432a公开的“一种中空螺杆钻具总成”基本相同。其中，钻具外管100的下端为取心钻头101，取心钻头101是用于钻进的主要工具。取心钻头101的上端通过螺纹连接变径接头102的下端，取心钻头101的上端设有外螺纹，变径接头102的下端设有内螺纹。变径接头102的上端连接于螺杆传动轴103的下端，变径接头102的上端设有外螺纹，螺杆传动轴103的下端设有内螺纹。螺杆传动轴103的外侧设有螺杆下管104，螺杆传动轴103和螺杆下管104之间设有若干个轴承组，轴承组既能够保证二者的相对转动，还可以限制二者之间的轴向位移，螺杆传动轴103的上端还连接有中空连接管108。螺杆下管104的上端连接有螺杆中间管109，螺杆中间管109内从下到上依次安装有电阻率测量仪器110、伽马测量仪器111和外管电池管112，电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111均与外管电池管112电连接，外管电池管112内设有电池电源，从而为相关仪器提供电能。中空连接管108连接有中空转子113，中空连接管108具有一定柔性，其本身能能够进行弯曲形变(相当于cn114382432a的连接管)。螺杆中间管109连接有螺杆定子114，螺杆中间管109的上端设有外螺纹，螺杆定子114的下端设有内螺纹，螺杆中间管109与螺杆定子114螺纹连接，中空转子113和螺杆定子114能够配合使用，在实际使用时，通过向中空转子113和螺杆定子114的中间通入泥浆，即可带动中空转子113以及其所连接的下端各个零件同步转动，此为现有技术，在此对其不再多做赘述。螺杆定子114的上端连接传输接头115，螺杆定子114的上端设有内螺纹，传输接头115的下端设有外螺纹，从而实现传输接头115和螺杆定子114之间的螺纹连接。源端线圈设置于传输接头115上，传输接头115的上端连接有无磁钻铤116传输接头115的上端设有内螺纹，无磁钻铤116的下端设有外螺纹，从而实现传输接头115与无磁钻铤116之间的螺纹连接。
59.于本实施例中，若干个轴承组包括由下至上依次设置的第一tc轴承组105、止推轴承组106和第二tc轴承组107，其中第一tc轴承组105和第二tc轴承组107均包括若干个tc轴承，而止推轴承组106中包括若干个止推轴承。通过第一tc轴承组105、止推轴承组106和第二tc轴承组107可以有效的减小螺杆传动轴103和螺杆下管104之间的摩擦力。
60.于本实施例中，电阻率测量仪器110和伽马测量仪器111均与外管电池管112通过外管电线连接，通过外管电线进行信号传输，相对于现有的钻具中采用的超声波传输来说具有较高的稳定性。
61.螺杆中间管109、螺杆定子114和传输接头115的外壁上设有外管线槽，外管电线设置于外管线槽内，从而实现外管电线的安装以及各个仪器之间的电连接，外管线槽的槽口采用硫化胶硫化从而形成硫化层进行密封作用。
62.于本实施例中，螺杆中间管109、螺杆定子114和传输接头115的端面均安装有导电滑环，导电滑环与外管电线连接，导电滑环可以有效的防止外管电线在实际使用过程中发生缠线的问题。
63.于本实施例中，钻具内总成200的下端为取心管201或全断面钻头，可以根据实际需要进行选择。需要说明的是，当钻具内总成200的下端为全断面钻头时，全断面钻头可以通过取心钻头101内部传扭键与取心钻头101实现固定的技术效果，在实际使用时，取心钻头101则会带动其同步转动。
64.取心管201或全断面钻头的上端连接有下部取心钻具单动装置202，下部取心钻具单动装置202的上端连接有中间连接部203，中间连接部203的上端连接有上部取心钻具单
动装置204。其中，下部取心钻具单动装置202的结构与下部取心钻具单动装置的结构相同，而中间连接部203可以为连接管件，并且中间连接部203的外侧设有o圈，在实际使用过程中，中间连接部203的o圈会与中空转子113接触，从而使其发生转动，而为了避免中间连接部203的转动带动上方和下方所连接的各个装置同步转动，特意设置下部取心钻具单动装置202和上部取心钻具单动装置204，其中下部取心钻具单动装置202可以避免取心管201随中空转子113的转动而转动，上部取心钻具单动装置204则可以防止其上方的各个装置随钻具外管100的转动而转动。而关于下部取心钻具单动装置202和上部取心钻具单动装置204的具体结构可以参考专利号为cn106869840b中公开的“一种防止内总成跟动的下部取心钻具单动装置202”所示，该专利中的上接头和心轴能够分别用于连接本实施例中的取心弹卡定位机构205和取心管201/全断面钻头，其作用是防止取心管201/全断面钻头随钻具外管100的转动而发生追转的问题。当然也可以采用专利号为cn114382432a公开的“一种中空螺杆钻具总成”中的取心管单动机构，只要能够实现单动的技术效果均可。
65.上部取心钻具单动装置204的上端连接有取心弹卡定位机构205，取心弹卡定位机构205可以采用专利号为cn111706280b中公开的“一种绳索取心钻具内管总成弹卡定位机构”，包括回收管、弹卡架、弹卡限位块、弹卡钳、弹卡座和支撑板；在弹卡架中布置弹卡限位块、弹卡钳、弹卡座和支撑板，其中弹卡限位块、弹卡钳和支撑板均包括左右对称的两部分；弹卡限位块左右两部分铰接在一起，弹卡限位块铰接轴安装在回收管侧壁上，它们还分别与弹卡钳左右两部分铰接装配；弹卡钳左右两部分铰接在一起，弹卡钳铰接轴与弹卡座装配；弹卡座下端面与支撑板接触；支撑板左右两部分铰接在一起，支撑板铰接轴与弹卡架装配。其作用可解除弹卡钳与弹卡挡头顶死结构，使弹卡能够向内回收、达到了顺利完成内管总成打捞的目的。当然，下部取心钻具单动装置202还可以替换为专利号为cn114382432a公开的“一种中空螺杆钻具总成”中的定位卡均可。
66.取心弹卡定位机构205的上端连接电磁耦合组件中的终端线圈206，当钻具内总成200伸入到钻具外管100内后，终端线圈206的位置与传输接头115上的源端线圈位置对应，并且源端线圈与终端线圈206之间具有间隙，便于泥浆通过。
67.终端线圈206的上端连接有信号处理管207，信号处理管207中包括信号处理器以及相关的信号处理电路，其作用是对收到来自终端线圈206的监测信号进行处理。
68.信号处理管207的上端连接有内总成电池管208，内总成电池管208中包括电池电源，为相关仪器提供电能。内总成电池管208的上端连接有剪切阀脉冲仪器209，剪切阀脉冲仪器209的上端有打捞接头210，可实现绳索打捞。
69.于本实施例中，剪切阀脉冲仪器209的下端设有斜切面，剪切阀脉冲仪器209的侧壁上设有防转槽，无磁钻铤116上设有定位销117，定位销117远离剪切阀脉冲仪器209的一端上固定有顶丝，定位销117能够伸入到防转槽中。在安装钻具内总成200时，当定位销117与剪切阀脉冲仪器209的斜切面接触时，由于斜切面的形状以及定位销117与剪切阀脉冲仪器209的相抵作用下，使得定位销117会沿着斜切面进行移动，直至定位销117移动至防转槽后，此时由于防转槽和定位销117之间的限位作用，从而防止剪切阀脉冲仪器209发生转动。
70.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内
容不应理解为对本发明的限制。