1.2.1 川5型取心钻具
1.2.1.1 钻具结构及其特点
川-5型取心钻具（图1.2）适用于石油、地质勘探钻井中的取心作业，尤其能满足高压油气层的钻井钻具组合中安放旁通阀、止回阀的取心作业，是石油天然气钻井具代表性的取心钻具。该型取心工具配套完善、规格齐全、技术先进、操作简单、设计较前几代取心钻具更合理。
图1.2 川5型取心钻具示意图
钻具主要由悬挂总成、旋转总成（A型）、差值短节（稳定器）、外筒、内筒、岩心爪总成、取心钻头和辅助工具等部分组成。具有如下特点：
1）采用高强度厚壁无缝钢管作外管，使用了特殊扣型，强度高、稳定性好，有利于提高岩心采取率、回次进尺和延长取心钻头使用寿命。
2）除优质钢内管外，还设计了具有轻质、耐温、耐腐蚀、强度高、内壁光洁等优点的不锈钢、铝合金、喷瓷、玻璃钢作内管，该内管具有岩心进入阻力小，有利于提高回次进尺和取心采取率。
3）在内外管接头上调整间隙：利用调节螺帽的正反旋，实现增长或减短内总成长度，以满足间隙值。可调范围为0～60mm，可微调值为1.5mm，调整间隙操作方便、可靠。
4）旋转总成（A型）处设计有自动卸压装置，在卡心、堵心时可通过此装置自动泄掉内管内钻井液压力，同时该结构可避免川-4型钻具的调节间隙处的键槽被高密度钻井液刺坏。
5）外管差值短节（稳定器）筋表面堆焊有耐磨层（硬质合金），耐磨性好，扭矩较小，减少了对外筒的表面磨损。
6）轴承无弹夹，两端无密封，允许少量泥浆流过起冷却和润滑轴承的作用，结构简单、转动灵活、寿命长。
7）该钻具只需更换不同结构型式的岩心爪来适应软、中、硬及破碎地层。
1.2.1.2 钻具主要型号规格（表1.1）
表1.1 钻具主要型号规格
1.2.2 SLYb-8100取心钻具
1.2.2.1 钻具结构及其主要特点
SLYb-8100型取心钻具由上接头、外管、内管、复合材料保形衬管、分水悬挂总成、变径缩径套、整体卡箍岩心爪、取心钻头等组成（如图2-3所示）。
图1-3 SYLb-8型取心钻具示意图
在钢制内管中装入一合适规格尺寸的MC尼龙复合材料衬管。此衬管内壁光滑，摩阻低（摩擦系数仅为常规钢制筒的1/3），使得在取心钻进中岩心进入衬管的摩擦阻力变得很小，可有效地防止岩心堵（卡）。同时，由于复合材料衬管质量轻（密度为钢材料的1/7），便于切割。
1.2.2.2 主要技术参数
取心钻头外径215mm，内径101.6mm；外管外径178mm，内径154mm；接头外径194mm，内径154mm；内管外径139.7mm，内径127mm；接头外径148mm，内径127mm；MC尼龙复合材料衬管外径123mm，内径108mm；单节长度4m；自由状态的岩心爪外径107mm，可收缩最小外径94mm；工具组装好后的轴向间隙10～15mm；单节取心工具全长10.33m，总质量约1500kg，最大取心长度9.5m；钻具上端牙型为NC50内螺纹。
1.2.3 石油钻井取心钻具结构分析
川5型取心钻具是目前我国石油天然气钻井目前最常用的取心钻具，运用范围广。SYLb-8取心钻具是胜利油田钻井工艺研究院为提高中硬和砾石层取心质量设计的，是一种三层管保形取心钻具。两种钻具基本代表国内石油天然气取心钻具技术水平和设计理念，其特点是：
1）两种钻具都使用高强度厚壁管作为内、外管，使得钻具有很高的强度、刚度，稳定性好，但同时，管材的选型和与取心钻头的配合，是以牺牲钻头切削面积为代价的；
2）已开始采用开式轴承设计，单动可靠性虽较前几代产品有大为提高，但都只采用了一个轴承的设计，单动性能较岩心钻探取心钻具差；
3）调节结构可调范围小，内、外管的互换性差，不利于长井段连续取心；
4）设计并采用了不锈钢、铝合金、喷瓷、玻璃钢等多种内管（或作为衬管），有利于提高破碎地层回次进尺和取心采取率，为科学超深井取心钻具设计提供了较好的思路。
综上所述，石油天然气钻井取心不同于地质岩心钻探和科学钻探，取心比例很小，一口井的取心钻进作业所占用的时间很少，消耗也少，且多采用技术服务的方式，由专业的取心服务队伍完成。取心钻具考虑更多的因素是安全性和岩心采取率，较少兼顾机械钻速的提高，钻具的组装、调节较烦琐。因此，科学超深井不能直接使用石油天然气取心钻具，但诸多优点值得借鉴。
1.2.4 地质岩心钻探取心钻具分析
岩心钻探是固体矿产地质勘探常采用的勘探手段。其目的是从孔内取出岩心用以研究地质和矿产的情况，采用的是小直径取心钻具，最终的孔径从33mm到91mm不等。因孔浅、直径小，相比石油钻井和科学钻探，岩心钻探设备能力小、能耗低、投入小。钻探目的就是获取岩矿心，故取心比例大，几乎都为全孔取心，主要的时间、金钱都消耗在取心钻进作业中。因此，多年来，岩心钻探都致力于取心技术水平的提高。
地质岩心钻探主要采用提钻取心和绳索取心两种岩心打捞方式。提钻取心每采心一次就需提一次大钻，绳索取心只有当钻头磨损需要更换和打捞失败时才需要更换，因此，自绳索取心技术问世以来，因其巨大的打捞速度优势被迅速推广，目前已成为岩心钻探主要的岩心回收方式，仅在无法实用绳索取心钻进的复杂地层中实用提钻取心方式。
岩心钻探取心钻具种类繁多，此处不作个别介绍，其结构特点大致是：
1）都采用薄壁地质管材，强度低；
2）外总成与孔壁、内管与外管的环状过流间隙小；
3）受钻具口径限制，且钻孔深度浅，几乎都采用小型轴承、密封单动结构；
4）回次长度短，少有超过3m的取心钻具；
5）因所钻取的岩心直径小、长度短，而且多在硬岩地层取心，卡簧设计卡心直径范围小，抱紧力也小。
综上所述，岩心钻探取心钻具因多年来，仅用于浅孔、小口径取心钻进，直接放大套用还不适合科学超深井。
1.2.5 科学钻探KT型取心钻具
KT型取心钻具是有中国地质科学院勘探技术研究所针对大直径、长回次连续取心的科学钻探设计，已成功运用于CCSD-1井、SK-1井（主井）及WFSD工程等。
详细介绍见第2章取心钻具方案。