本发明涉及保压取心，尤其涉及一种差动控制的保压取心系统及保压取心方法。
背景技术：
1、保压取心是获取原位保压岩心的唯一手段，有利于全面的定性或定量分析储层样品。保压取心主要技术难点在于可靠地实现原位差动控制保压密封，即取心进尺后，打捞实现差动控制岩心进入其高压筒，实现井底原位保压密封。
2、相关技术中，差动控制的保压取心系统包括保压取心工具，保压取心工具底部采用球阀式保压，具体地，保压取心工具包括沿轴向连接的差动控制部分和岩心保压部分。其中，岩心保压部分包括中管高压密封机构和插设在中管高压密封机构内的保压段内管总成，保压段内管总成与差动控制部分连接，且与中管高压密封机构滑动连接，差动控制部分带动保压段内管总成沿轴向相对中管高压密封机构滑动连接。保压段内管总成的岩心管插设在中管高压密封机构的球阀的内部，从而限制球阀的翻转。取心结束时，差动控制部分带动保压段内管总成相对移管高压密封移动，直至保压段内管总成的岩心管的底部脱离球阀，球阀翻转密封。
3、然而，利用保压段内管总成限制球阀的翻转会存在以下缺点：当球阀的驱动翻转的预压紧力较大时，球阀以剪切的方式咬合在保压段内管总成上，影响取心进尺中保压段内管总成的单动性能，影响取心质量；而且，球阀的翻转扭矩作用在球阀驱动销轴上，球阀驱动销轴的剪切受力较大，易损坏，从而使球阀无法翻转密封。当球阀的预压紧力较小时，在井底岩屑含量高的工况，翻转密封阻力大时，球阀易无法翻转密封。
技术实现思路
1、本发明提供一种差动控制的保压取心系统及保压取心方法，保证取心质量的前提下，优化球阀的驱动翻转的预压紧力设置，提高井底原位保压的成功率。
2、第一方面，本发明提供一种差动控制的保压取心系统，包括：
3、外管；
4、保压取心工具，保压取心工具设置在外管内，外管带动保压取心工具取心，保压取心工具包括：
5、差动控制部分；
6、岩心保压部分，岩心保压部分与差动控制部分沿轴向连接，岩心保压部分位于差动控制部分的底部，岩心保压部分包括：
7、中管高压密封机构，中管高压密封机构包括中管高压密封机构本体和球阀组件，中管高压密封机构本体的顶部与差动控制部分连接，中管高压密封机构本体的底部与球阀组件连接；
8、保压段内管总成，保压段内管总成插设在中管高压密封机构本体和球阀组件内，且与差动控制部分连接，差动控制部分带动保压段内管总成相对中管高压密封机构移动；
9、球阀翻转控制机构，球阀翻转控制机构位于中管高压密封结构本体与保压段内管总成之间的环空，球阀翻转控制机构与保压段内管总成和中管高压密封机构本体弹性约束连接球阀翻转控制机构与球阀组件配合抵接；保压段内管总成分别与中管高压密封机构、球阀翻转控制机构之间具有环空间隙，以使取心进尺时，中管高压密封机构、球阀翻转控制机构转动，不向保压段内管总成传递接触摩擦扭矩；
10、取心进尺结束后，差动控制部分通过保压段内管总成带动球阀翻转控制机构相对中管高压密封机构沿轴向移动，保压段内管总成的底部向上移动至预设位置时，球阀翻转控制机构的驱动弹簧预压紧力释放，驱动球阀组件翻转，以使保压段内管总成的底部密封。
11、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，球阀翻转控制机构包括：
12、牵引组件，牵引组件与保压段内管总成弹性悬挂连接，保压段内管总成带动牵引组件沿轴向向上移动；
13、驱动组件，驱动组件包括：
14、驱动管，牵引组件底部部分叠合插设在驱动管内，以使驱动管的顶部与中管高压密封机构本体弹性悬挂连接；
15、驱动弹簧，驱动弹簧预压紧套设在驱动管的外壁上，驱动弹簧一端与中管高压密封机构本体抵接，另一端与驱动管的靠近底部的端面抵接；
16、取心进尺结束后，差动控制部分通过保压段内管总成带动牵引组件沿轴向向上移动，牵引组件与驱动组件的叠合部分分离，驱动管与中管高压密封机构本体脱离连接，驱动弹簧驱动驱动管沿轴向向下移动，以带动球阀组件翻转。
17、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，球阀组件包括：
18、球阀驱动短节，球阀驱动短节的顶部与中管高压密封机构本体连接，球阀驱动短节的侧壁具有球阀轴翻转滑动长孔，球阀轴翻转滑动长孔的延伸方向与轴向一致；球阀驱动短节上固定设置有球阀驱动销轴；
19、上球阀座，上球阀座插设在球阀驱动短节内，上球阀座的顶部与驱动管的底部抵接；
20、球阀，球阀插设在球阀驱动短节内，且位于上球阀座的底部，球阀上设置有球阀轴，球阀轴插设在球阀轴翻转滑动长孔内，且沿球阀轴翻转滑动长孔的延伸方向滑动；球阀上设置有滑动槽，滑动槽的延伸方向与球阀轴翻转滑动长孔的延伸方向具有夹角，球阀驱动销轴插设在滑动槽内，且沿滑动槽滑动；
21、下球阀座，下球阀座插设在球阀驱动短节内，且位于球阀的底部；
22、承重弹簧，承重弹簧被配置为支撑下球阀座、球阀和上球阀座；
23、取心进尺结束后，差动控制部分通过保压段内管总成带动球阀翻转控制机构相对中管高压密封机构沿轴向移动，保压段内管总成的底部位于球阀上方一定距离时，牵引组件与驱动组件分离，驱动管与中管高压密封机构本体脱离连接，驱动弹簧驱动驱动管沿轴向向下移动，驱动管通过上球阀座带动球阀沿轴向向下移动，且球阀在滑动槽和球阀驱动销轴的作用下翻转密封。
24、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，驱动管包括：
25、驱动管本体，驱动管本体的顶部设置有多个第一开片，相邻两个第一开片之间具有缺口，缺口沿驱动管本体的周向等间隔角度设置，以形成第一弹性部；
26、第一弹性悬挂凸起部，第一弹性悬挂凸起部与第一弹性部的外壁固定连接；牵引组件底部插设在第一弹性部内时，牵引组件约束第一弹性部沿径向内发生弹性变形，第一弹性悬挂凸起部沿径向外扩设置，以使第一弹性悬挂凸起部与中管高压密封机构本体弹性悬挂连接；
27、台肩部，台肩部设置在驱动管本体靠近底部位置的外壁上，驱动弹簧套设在驱动管本体的外壁上，驱动弹簧一端与中管高压密封机构本体抵接，一端与台肩部朝向第一弹性悬挂凸起部一侧的端面抵接，以预压紧驱动弹簧。驱动弹簧
28、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，牵引组件包括：
29、牵引管和释放管：
30、牵引管与保压段内管总成弹性悬挂连接；
31、牵引管包括：
32、牵引管本体，牵引管本体的顶部设置有多个第二开片，相邻两个第二开片之间具有缺口，缺口沿牵引管本体的周向等间隔角度设置，以形成第二弹性部；
33、第二弹性悬挂凸起部，第二弹性悬挂凸起部与第二弹性部的内壁固定连接；
34、牵引管插设在中管高压密封机构本体内，且保压段内管总成插设在牵引管内时，中管高压密封机构可本体约束第二弹性部，以使第二弹性部发生弹性变形，第二弹性悬挂凸起部沿径向内缩设置，以使第二弹性悬挂凸起部与保压段内管总成的缩径台肩弹性悬挂连接，且牵引管本体与保压段内管总成间隙配合；
35、牵引管未插设在中管高压密封机构本体内时，第二弹性悬挂凸起部在保压段内管总成作用下外扩，以使保压段内管总成插设在牵引管内；
36、悬挂凸起部，悬挂凸起部与牵引管本体靠近底部的外壁固定连接；
37、释放管，释放管包括；
38、释放管本体，释放管本体的顶部设置有多个第三开片，相邻两个第三开片之间具有缺口，缺口沿释放管本体的周向等间隔角度设置，以形成第三弹性部；
39、第三弹性悬挂凸起部，第三弹性悬挂凸起部与第三弹性部的内壁固定连接；释放管插设在中管高压密封机构本体内，第三弹性悬挂凸起部沿径向内缩设置，中管高压密封机构本体约束第三弹性部径向内发生弹性变形，以使第三弹性悬挂凸起部的内径小于悬挂凸起部的外径；
40、释放管未插设在中管高压密封机构本体内时，第三弹性悬挂凸起部在悬挂凸起部作用下外扩，以使悬挂凸起部插设在释放管内；
41、缩径部，缩径部与释放管本体的底部固定连接，缩径部叠合插设在驱动管内；
42、保压段内管总成带动牵引管相对释放管沿轴向向上移动，直至悬挂凸起部与第三弹性悬挂凸起部抵接，牵引管带动释放管相对驱动管沿轴向向上移动，释放管向上移动至与驱动管脱离时，驱动管的第一弹性部收缩，第一弹性悬挂凸起部沿径向内缩，驱动管与中管高压密封机构本体脱离连接，驱动弹簧驱动驱动管沿轴向向下移动，驱动管通过上球阀座带动球阀沿轴向向下移动，且球阀在滑动槽和球阀驱动销轴的作用下翻转密封。
43、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，外管包括：
44、外管本体，保压取心工具插设在外管本体内时，保压取心工具与外管本体之间具有第一环空，外管本体的底部具有钻头水口，钻头水口与第一环空连通；
45、钻头，钻头设置在外管本体的底部和靠近底部的外壁上；
46、钻井液用于经第一环空和钻头水口冲刷钻头前端。
47、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，保压取心工具还包括中管阶梯钻头，中管阶梯钻头包括：
48、连接管，连接管与球阀驱动短节连接，连接管的侧壁具有第一进水口，第一进水口与第一环空连通，连接管的底部具有第一出水口；
49、支撑管，支撑管插设在连接管内，支撑管的外壁与连接管的内壁固定连接，所述下球阀座底部固定连接有下球阀座延长导向管，所述承重弹簧套设在下球阀座延长导向管上，一端与下球阀座的本体台阶抵接，一端与支撑管抵接；所述球阀座延长导向管部分叠合套设在所述支撑管内，可轴向相对移动；
50、支撑管的外壁、所述球阀座延长导向管的外壁与连接管的内壁形成第二环空，第二环空通过第一进水口与第一环空连通，第一出水口与第二环空连通；
51、后端切削翼，后端切削翼设置在连接管的底部；
52、钻井液用于经第一环空、第一进水口、第二环空和第一出水口冲刷后端切削翼。
53、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，支撑管具有内腔，保压段内管总成插设在支撑管的内腔中，保压段内管总成与支撑管的内壁形成第三环空；
54、支撑管的侧壁上具有连通第三环空和第二环空的第二进水口，支撑管的底部设置有第二出水口，第二出水口与第三环空连通；
55、支撑管的底部设置有前端切削唇刃；
56、钻井液用于经第一环空、第一进水口、第二环空、第二进水口、第三环空和第二出水口冲刷前端切削唇刃。
57、在一种可能的实现方式中，本发明提供的差动控制的保压取心系统，中管高压密封机构本体包括中管传扭短接，中管传扭短接位于中管高压密封机构本体的底部，中管传扭短接与球阀组件连接；
58、外管本体包括弹性传扭件，弹性传扭件与中管传扭短接弹性咬合接触，外管通过弹性传扭件和中管传扭短接向球阀驱动短节传递扭矩，球阀驱动短节带动中管阶梯钻头转动。
59、第二方面，本发明提供一种保压取心方法，用于上述的差动控制的保压取心系统，方法包括：
60、取心进尺前，将保压取心工具通过保压取心器送入打捞器连接送入或者直接投放到外管内，并回收保压取心器送入打捞器后，外管带动保压取心工具回转取心进尺；
61、取心进尺结束后，投入保压取心器差动控制打捞器解除保压取心工具的差动控制部分约束并牵引上移，带动保压段内管总成上移，进而带动球阀翻转控制机构的牵引组件相对中管高压密封机构沿轴向移动；
62、保压段内管总成的底部位于预设位置时，球阀翻转控制机构的预压紧力释放，驱动球阀组件翻转，以使保压段内管总成的底部密封。
63、本发明提供一种差动控制的保压取心系统及保压取心方法，差动控制的保压取心系统中的保压取心工具通过设置球阀翻转控制机构，利用球阀翻转控制机构约束的驱动弹簧预压紧力的释放，这样，无需利用保压段内管总成的岩心管对球阀组件进行约束，从而使球阀组件的驱动弹簧预压紧力不传递给保压段内管总成，从而实现保压段内管总成的单动性能，从而有利于保证取心的质量。而且，可以进一步大幅度增加球阀组件的预压紧力，以在在井底岩屑含量高的工况下，提高井底原位保压的成功率。
1.一种差动控制的保压取心系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述球阀翻转控制机构(50)包括：
3.根据权利要求2所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述球阀组件包括：
4.根据权利要求3所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述驱动管(503)包括：
5.根据权利要求4所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述牵引组件包括牵引管(501)和释放管(502)：
6.根据权利要求3所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述外管(90)包括：
7.根据权利要求6所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述保压取心工具还包括中管阶梯钻头(60)，所述中管阶梯钻头(60)包括：
8.根据权利要求7所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述支撑管(602)具有内腔，所述保压段内管总成(70)插设在所述支撑管(602)的所述内腔中，所述保压段内管总成(70)与所述支撑管(602)的内壁形成第三环空；
9.根据权利要求7或8所述的差动控制的保压取心系统，其特征在于，所述中管高压密封机构本体包括中管传扭短接(406)，所述中管传扭短接(406)位于所述中管高压密封机构本体的底部，所述中管传扭短接(406)与所述球阀组件连接；
10.一种保压取心方法，其特征在于，用于权利要求1至9任一项所述的差动控制的保压取心系统，方法包括：
