CN1014335B

CN1014335B - 绳索取芯钻具

Info

Publication number: CN1014335B
Application number: CN 86106661
Authority: CN
Inventors: 娄述德
Original assignee: GEOLOGICAL MACHINERY FACTORY BEIJING
Current assignee: GEOLOGICAL MACHINERY FACTORY BEIJING
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1991-10-16
Also published as: CN86106661A; CN1015809B; CN1049542A

Abstract

一种绳索取芯钻具，其捞矛头与矛头座铰链连接，矛头座与圆锥杆用销连接，圆柱弹簧套在圆锥杆上，钻具下放到位后，在圆柱弹簧的作用下，圆锥杆将矛头座和捞矛头下端拉入回收管内，使捞矛头保持直立，锥头圆柱挤在弹卡间，使定位可靠。打捞时锥头圆柱从弹卡间退出，弹卡在回收管作用下得以合拢，钻具便可拉起。与此同时，捞矛头被拉出，不但能在一个平面内转动，且可与矛头座一起绕钻具轴线旋转，便于拖放(或提拉)钻具。

Description

本发明为一种绳索取芯钻具。

现有的绳索取芯钻具由打捞定位机构、到位报信机构、岩芯堵塞报信机构组成。《绳索取心金刚石钻进技术》介绍了美国长年公司（LONGYEAR）的一种绳索取芯钻具。该钻具由捞矛头、顶盖、弹簧、定位套、挂簧、球卡、座环、阀体、球卡室、滑套、调节圈、轴承、外管、锁母、接头、钢球、内管、钻头等组成。由捞矛头、弹簧、中心凸块、捞矛座、弹卡挡头、张簧、弹卡室等组成绳索取芯钻具的打捞定位机构。在正常情况下，中心凸块在弹簧的作用下位于捞矛头的凹槽内，使捞矛头保持直立，便于打捞。当打捞器把内管捞出孔口并放倒时，或将内管从地面拖起时，中心凸块压缩弹簧，并由捞矛座的凹槽中滑出，捞矛头在打捞器的捞钩内位于垂直方向，而内管总成通过捞矛座可以相对捞矛头转动0-90度，从而可以防止放倒（或吊起）内管时捞矛头从打捞器中脱出而摔坏内管。当内管在钻杆柱内下放时，张簧使弹卡向外张开一定角度，并沿钻杆柱内壁向下滑动，一旦内管到达外管中的弹卡室部位，弹卡在张簧的作用下继续向外张开，使其两翼贴附在弹卡室的内壁上。由于弹卡室内径较大，而其上端的弹卡挡头内径较小，并具有两个伸出的拨叉，在钻进过程中，可防止内管向上窜动，又可带动内管总成轴承的上部与外管一起旋转，以减少弹卡的磨损。现有的捞矛头和捞矛座铰链连接，弹簧卡槽定位，矛头只能在钻具轴所在的一个平面内转动±90度，其转动自由度小，且工作时定位不可靠。弹卡采用扭转弹簧提供张力，使弹卡张开定位。由于扭转弹簧必须给予弹卡足够大的张力，并能承受较大的应力变化，因此，它应具有较大的刚度和韧性。然而，受可容空间所限，弹簧的圈数不能多，直径不能大，因而其抗疲劳性能差，使用寿命短。一旦扭转弹簧在钻进过程中损坏，将使钻头失去定位，导致绳索取芯钻具失去取芯能力。结果，不但因被迫打捞钻具或提钻而降低工效，还由于所采岩、矿芯的减少而影响工程质量。

本发明的任务在于设计一种绳索取芯钻具，增加其捞矛头弯曲的自由度和定位的可靠性，以新的设计取代抗疲劳性差的扭转弹簧，使弹卡定位可靠，从而提高打捞成功率。

上述任务的解决方案如下：捞矛头和矛头座通过销铰链连接，矛头座和圆锥杆通过销相连接，两片弹卡通过销装在弹卡架内，弹卡架与簧座通过卡环相连接。圆柱弹簧套在圆锥杆上，装在弹卡架内，一端与簧座的内环状底面相接触，另一端则压在圆锥杆的锥头环状端面上。在弹簧的作用下，圆锥杆的锥头挤向两片弹卡之间，使其向外张开。一旦弹卡张开到位，圆锥杆的锥头圆柱即可进入两片弹卡间并将其锁住，使弹卡不能合拢。同时将捞矛头和矛头座的连接销拉入回收管内，确保捞矛头处于竖立状态。当捞矛头从回收管往外拉时，矛头座带动圆锥杆上移，使锥头和锥头圆柱从两片弹卡间退出，并压缩圆柱弹簧。继续拉动捞矛头，则矛头座的环状端面碰到回收管的环状底面，带动后者上移，弹卡在回收管斜面的作用下得以合拢，钻具便可拉起。矛头从回收管拉出后，以销为轴可转动±90度，并能同矛头座一起绕钻具轴线任意转动。

以上结构由于增加了捞矛头的自由度，当钻具往地面拖放或从地面拉起时，不论钻具自身如何，捞矛头总处于向上的最佳位置。当钻具下放到位，弹卡张开后，由于连接捞矛头和矛头座的销被拉入回收管，故捞矛头只能处于竖立状态，便于打捞，避免了捞矛头倒向一侧而造成的打捞失误。圆柱弹簧和圆锥杆所组成的弹卡自锁结构，由于弹簧力量大，寿命长，大大提高了弹卡定位的可靠性，避免了钻进中内管失去定位的可能性，从而大大提高打捞成功率。

附图说明：图1为绳索取芯钻具的内管部分剖视示意图。在弹簧18的作用下矛头座13和捞矛头12的下端被拉入回收管15，捞矛头12处于竖立状态，锥头27和锥头圆柱28挤在弹卡25和弹卡29之间，将其锁住，不能合拢，钻具定位可靠，为绳索取芯钻具存放时及在孔底到位工作时的状态。图2为绳索取芯钻具的内管部分剖视示意图，捞矛头12已从回收管15拉出，以销14为轴转动了90度，并相对图1来说以钻具轴线为轴转了90度。此为钻具拖放（或拉起）状态。图3为美国长年公司绳索取芯钻具（部分）示意图。图中：1-捞矛头;2-定位弹簧;3-销;4-矛头座;5-销;6-回收管;7-张力弹簧;8-弹卡;9-弹卡;10-销;11-外管。

实施例如图1，捞矛头12与矛头座13通过销14铰链连接，捞矛头12可以销14为轴在一个平面内自由转动（左右各转90度）。矛头座13装在回收管15内，并通过销16与圆锥杆17相连接。弹簧18为圆柱压力弹簧，装在弹卡架19内，套在圆锥杆17上。簧座20与弹卡架19通过卡环21相连接。弹簧20的一端压在锥头环状端面22上，另一端压在簧座20的内环状底面23上。圆锥杆17上有一长孔24，销16装在长孔24里。弹卡25和弹卡29与弹卡架19用弹簧销26相连接。在弹簧18作用下，锥头27挤向弹卡25和弹卡29，使其向外张开，一旦弹卡25和弹卡29张开到位，锥头圆柱28即可进入弹卡25和弹卡29之间，并将其锁住，使弹卡25和弹卡29不能合拢。同时圆锥杆17带动矛头座13并将其拉入回收管15，使捞矛头12保持竖立状态。如图2所示，当捞矛头12从回收管15往外拉时，矛头座13带动圆锥杆17上移，使锥头27和锥头圆柱28从弹卡25和弹卡29间退出，并压缩弹簧18。继续拉动捞矛头12，则矛头座13的环状端面30碰到回收管15的环状底面31，带动后者上移，弹卡25和弹卡29在回收管15的斜面32和斜面33作用下得以合拢，钻具便可拉起。捞矛头12从回收管15拉出后，以销14为轴可转动±90度，并能同矛头座13一起以钻具轴线为轴任意转动。

Claims

1、一种绳索取芯钻具，由打捞定位机构、到位报信机构、岩芯堵塞报信机构、捞矛头、弹卡、轴承、内管、锁母、接头、扩孔器、卡簧、钻头构成，其特征在于：打捞定位机构的捞矛头和矛头座通过销铰链连接，矛头座和圆锥杆通过销相连接；两片弹卡通过销装在弹卡架内，弹卡架与簧座通过卡环相连接，弹簧为圆柱状压力弹簧，它套在圆锥杆上，装在弹卡架内，一端与簧座的内环状底面相接触，另一端则压在圆锥杆的锥头环状端面上；在弹簧的作用下，圆锥杆的锥头挤向两片弹卡之间，使其向外张开，一旦弹卡张开到位，圆锥杆的锥头圆柱即可进入两片弹卡间并将其锁住，使弹卡不能合拢，同时，圆锥杆通过销子将矛头座和捞矛头下端拉入回收管内，使捞矛头保持竖立状态；当捞矛头从回收管内拉出，矛头座带动圆锥杆上移，使锥头和锥头圆柱从两片弹卡间退出，并压缩圆柱弹簧；继续拉动捞矛头，则矛头座的环状端面碰到回收管的环状底面，带动后者上移，弹卡在回收管的斜面作用下得以合龙拢，钻具便可拉起；捞矛头从回收管拉出后，以销为轴可转动±90度，并能同矛头座一起绕钻具轴线任意转动。