CN102155178A - 大口径煤层气取芯钻具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大口径煤层气取芯钻具,包括外管总成与内管总成,所述内管总成套装在外管总成的内部;所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头,所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连,弹卡挡头设置在最外端,与内部的弹卡室相连;所述弹卡室与第一外管之间设置座环,所述第二外管的末端连接钻头;所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成,所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。本发明结构新颖,相比以前拆装钻具更方便,并且大大提高了采取率与准确率。

Description

大口径煤层气取芯钻具
技术领域
[0001] 本发明涉及探矿用钻具,特别涉及一种大口径煤层气取芯钻具。 背景技术
[0002] 目前常用的取芯钻具主要有绳索取芯钻具于单双管取芯钻具,它的任务是获取真实准确的岩心样品,以便客观地评价所勘探的矿产资源储量情况。以上所述钻具的结构通常较复杂,设备维护或保养不方便。如专利公开号为CN1049542公开的绳索取芯钻具,它包括捞矛头、弹卡挡头、回收管、弹卡架、轴承座、卡簧座、钻头等组成,该钻具主要是根据空心圆柱弹性体轴向受压时,其轴向长度减小,直径变大,用一个较长的弹性体和一个内径稍大于弹性体外径的套,调整套的位置,使弹性体部分进入套中或从套中完全退出,以调整弹性体可产生径向变形的自由面长度,从而改变所需压力的办法,实现对岩芯堵塞报信压力的调节。这种调节方式对作业员的专业技术要求高,且费时费力,在工作现场很难进行,拆装钻具的工艺也比较复杂。
[0003] 专利公开号为CN101215959A公开了一种双管强制取芯钻具,它的活塞壳体内设有活塞,活塞上部装有销阀,活塞下部设有活塞出水孔,活塞出水孔、滑阀、岩粉管连接、岩芯管连接、长心筒依次连接,内钻头短接的上部为锥形。在钻进过程中既可以主动卡紧岩芯,又可借助过滤器、岩粉导管、岩粉管等装置获取岩粉,从而提高采芯率。该双管强制取芯钻具一定程度上提高了采取率与准确率,但是该钻具设备适用性较局限,在钻进过程中需要借助过滤器、岩粉导管、岩粉管等装置获取岩粉,功能不齐全,没有做到一体化。
发明内容
[0004] 为了克服上述现有技术存在的缺陷,本发明提供一种大口径煤层气取芯钻具,拆装钻具方便,并且大大提高了采取率与准确率。
[0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0006] 大口径煤层气取芯钻具,包括外管总成与内管总成,所述内管总成套装在外管总成的内部;
[0007] 所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头,所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连,弹卡挡头设置在最外端,与内部的弹卡室相连;所述弹卡室与第一外管之间设置座环,所述第二外管的末端连接钻头;
[0008] 所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成,所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
[0009] 进一步,所述外管总成的钻头的内侧与第二外管的接触处设置扶正环。
[0010] 所述打捞机构由捞矛头、捞矛座、回收管等组成,其作用是当提取岩芯时,打捞器上的打捞钩抓住捞矛头,提升时迫使回收管压迫弹卡合拢,从而脱离弹卡挡头的限制,进入回收管内。此时内管总成处于自由状态,可以被提出孔外。[0011] 所述弹卡机构由弹卡架、弹卡、弹卡挡头和弹卡室等件组成,所述弹卡连接在弹卡座上,所述弹卡架上设置所述弹卡座;
[0012] 其作用是内管总成进入外管总成后,弹卡借助弹簧的弹力张开,从而贴在弹卡室的内壁上,上部受弹卡档头的限制,在钻进时内管总成不会向上窜动。
[0013] 所述悬挂机构由座环和悬挂环组成,其作用是当内管总成到位后,悬挂环坐落在座环上,从而保证卡簧座与钻头内台阶之间有一定的距离,以便外管单动灵活。
[0014] 所述调节机构由螺母、调节接头和弹簧套等组成,其作用是调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙,最大调节范围为20mm,保证其间隙量为2-3mm。
[0015] 所述缓冲机构由弹簧及碟簧套等件组成,其作用是在卡取岩芯时,起缓冲作用来保护内管和卡簧座。
[0016] 所述单动机构由轴、轴承座、轴承和轴套等部件组成,其作用是分离内管和外管, 通过两推力轴承,实现钻具单动,内管相对外管静止。
[0017] 所述容纳与卡取岩芯机构由内管、挡圈、卡簧和卡簧座等部件组成,其作用是容纳和卡取岩芯。
[0018] 所述卡簧座、内管和内管总成的上部连接必须同轴,内管应光滑平直,不得有弯曲或局部出现凹坑等现象。
[0019] 其中,所述外管总成装配过程是:首先,连接变径接头和弹卡接头;然后,放入座环连接短内管;再连接扶正接头;接着,连接短内管;最后,连接钻头,所述钻头内放入扶正环。
[0020] 所述外管总成的所有螺纹连接处,要涂抹扣油并使用钻机大钳拧紧。
[0021] 进一步,该钻具还包括打捞器部分,由打捞机构、送入机构与安全脱卡机构组成。
[0022] 打捞器是绳索取芯钻具中必不可少的专用工具,具备打捞,送入和安全脱卡等功能,其结构和工作原理如下:
[0023] (1)打捞机构
[0024] 由打捞钩、捞钩架和重锤等部件组成。捞取岩芯时,将打捞器放入钻杆内,靠重锤作用快速下降,到达内管总成上端时,打捞钩抓住矛头,从而将内管总成提升到地面。
[0025] (2)送入机构
[0026] 当钻孔内无冲洗液或水位很低时,内管总成不能直接投放。此时可用打捞器卡着内管总成将内管总成送入孔底。当内管总成到位时,再将脱卡管投下罩住打捞钩的尾部,使打捞钩的上部斜面受惯性力的径向分力作用,使其下部张开,释放捞矛头。脱卡以后,提出打捞器,内管总成便留在孔底。
[0027] (3)安全脱卡机构
[0028] 由脱卡管和安全销等部件组成,其作用是打捞岩芯时,如果内管总成遇阻提不上来,则沿钢丝绳投下脱卡管,使打捞钩释放捞矛头而实现安全脱卡;或反复提拉钢丝绳,使安全销断裂而实现安全脱卡。
[0029] 内外管总成的装配与调整:
[0030] 1、将内管总成装入外管总成时,弹卡自如地进入弹卡室,座环应当挂住悬挂环;
[0031] 2、调节内管总成的长度:当悬挂环与座环接触时,卡簧座与钻头内台阶的轴向间隙应当保持在20mm,调整合适后,采用锁紧螺母将接头固定;[0032] 3、弹卡与弹卡挡头的顶面应保持在一定的间隙,若该间隙过小,弹卡则不能自由地进入弹卡室,使钻具在钻进时不能定位;若间隙过大,则在钻进过程中就会加大卡簧座与钻头内台阶的间隙,影响岩矿芯的采取率。
[0033] 本发明的有益效果是,设备结构简单,便于维护,操作方便,安全系数高,提高了岩芯的采取率,准确性更高。
附图说明
[0034] 图1为本发明钻具外管的结构示意图;
[0035] 图2为本发明钻具内管的结构示意图。
具体实施方式:
[0036] 为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解,以下结合具体实施例进一步阐述本发明。
[0037] 实施例:
[0038] 参看图1与图2,大口径煤层气取芯钻具,包括外管总成1与内管总成2,所述内管总成2套装在外管总成1的内部;
[0039] 如图1所示,外管总成1包括弹卡挡头11、弹卡室12、第一外管14、扶正接头15、第二外管16与钻头18,所述第一外管14与第二外管16通过扶正接头15相连,弹卡挡头11 设置在最外端,与内部的弹卡室相连12 ;所述弹卡室12与第一外管14之间设置座环13,所述第二外管16的末端连接钻头18 ;
[0040] 外管总成1的钻头18的内侧与第二外管16的接触处设置扶正环17。
[0041] 其中,所述外管总成1装配过程是:首先,连接弹卡挡头11和弹卡室12 ;然后,放入座环13连接第一外管14 ;再连接扶正接头15 ;接着,连接第二外管16 ;最后,连接钻头 18,所述钻头18内放入扶正环17。
[0042] 所述外管总成1的所有螺纹连接处,要涂抹扣油并使用钻机大钳拧紧。
[0043] 如图2所示,内管总成2由打捞机构21、弹卡机构22、悬挂机构23、调节机构24、 缓冲机构25、单动机构沈及容纳与卡取岩芯机构27依次连接构成,所述容纳与卡取岩芯机构27包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
[0044] 打捞机构21由捞矛头、捞矛座、回收管等组成,其作用是当提取岩芯时,打捞器上的打捞钩抓住捞矛头,提升时迫使回收管压迫弹卡合拢,从而脱离弹卡挡头的限制,进入回收管内。此时内管总成处于自由状态,可以被提出孔外。
[0045] 弹卡机构22由弹卡架、弹卡、弹卡挡头和弹卡室等件组成,其作用是内管总成进入外管总成后,弹卡借助弹簧的弹力张开,从而贴在弹卡室的内壁上,上部受弹卡档头的限制,在钻进时内管总成不会向上窜动。
[0046] 悬挂机构23由座环和悬挂环组成,其作用是当内管总成到位后,悬挂环坐落在座环上,从而保证卡簧座与钻头内台阶之间有一定的距离,以便外管单动灵活。
[0047] 调节机构M由螺母、调节接头和弹簧套等组成,其作用是调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙,最大调节范围为20mm,保证其间隙量为2-3mm。
[0048] 缓冲机构25由弹簧及碟簧套等件组成,其作用是在卡取岩芯时,起缓冲作用来保护内管和卡簧座。由于内管总成2是悬挂的,卡簧座和钻头内台阶之间留有一定的距离。 如果没有缓冲机构25,由钻机施加的岩芯卡断力将通过悬挂机构传到内管和卡簧座,容易损坏这些零部件,所述缓冲机构25的作用使岩芯卡断力经过缓冲弹簧压缩,实现内管总成 2伸长,卡簧座落在钻头内台阶上,岩芯卡断力则由钻头向上传给卡簧座和卡簧,将岩芯卡断,从而预防损伤内管和卡簧及其螺纹。
[0049] 单动机构沈由轴、轴承座、轴承和轴套等部件组成,其作用是分离内管和外管,通过两推力轴承,实现钻具单动,内管相对外管静止。
[0050] 容纳与卡取岩芯机构27由内管、挡圈、卡簧和卡簧座等部件组成,其作用是容纳和卡取岩芯。
[0051] 所述卡簧座、内管和内管总成的上部连接必须同轴,内管应光滑平直,不得有弯曲或局部出现凹坑等现象。
[0052] 进一步,该钻具还包括打捞器部分,由打捞机构、送入机构与安全脱卡机构组成。
[0053] 打捞器是绳索取芯钻具中必不可少的专用工具,具备打捞,送入和安全脱卡等功能,其结构和工作原理如下:
[0054] 打捞机构:
[0055] 由打捞钩、捞钩架和重锤等部件组成。捞取岩芯时,将打捞器放入钻杆内,靠重锤作用快速下降,到达内管总成上端时,打捞钩抓住矛头,从而将内管总成提升到地面。
[0056] 送入机构:
[0057] 当钻孔内无冲洗液或水位很低时,内管总成不能直接投放。此时可用打捞器卡着内管总成将内管总成送入孔底。当内管总成到位时,再将脱卡管投下罩住打捞钩的尾部,使打捞钩的上部斜面受惯性力的径向分力作用,使其下部张开,释放捞矛头。脱卡以后,提出打捞器,内管总成便留在孔底。
[0058] 安全脱卡机构:
[0059] 由脱卡管和安全销等部件组成,其作用是打捞岩芯时,如果内管总成遇阻提不上来,则沿钢丝绳投下脱卡管,使打捞钩释放捞矛头而实现安全脱卡;或反复提拉钢丝绳,使安全销断裂而实现安全脱卡。
[0060] 内外管总成的装配与调整:
[0061] 首先,将内管总成装入外管总成时,弹卡自如地进入弹卡室,座环应当挂住悬挂环;
[0062] 接着,调节内管总成的长度:当悬挂环与座环接触时,卡簧座与钻头内台阶的轴向间隙应当保持在20mm,调整合适后,采用锁紧螺母将接头固定;
[0063] 然后,弹卡与弹卡挡头的顶面应保持在一定的间隙,若该间隙过小,弹卡则不能自由地进入弹卡室,使钻具在钻进时不能定位;若间隙过大,则在钻进过程中就会加大卡簧座与钻头内台阶的间隙,影响岩矿芯的采取率。
[0064] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,包括外管总成与内管总成,所述内管总成套装在外管总成的内部;所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头,所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连,弹卡挡头设置在最外端,与内部的弹卡室相连;所述弹卡室与第一外管之间设置座环,所述第二外管的末端连接钻头;所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成,所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
2.根据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述外管总成的钻头的内侧与第二外管的接触处设置扶正环。
3.根据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述打捞机构由捞矛头、捞矛座与回收管连接组成。
4.根据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述弹卡机构由弹卡架、弹卡、弹卡挡头与弹卡座共同构成,所述弹卡连接在弹卡座上,所述弹卡架上设置所述弹卡座。
5.根据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述悬挂机构由座环与悬挂环组成。
6.据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述调节机构由螺母、调节接头与弹簧套组成,通过该组件可调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙。
7.据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述缓冲机构碟簧与碟簧套组成,用于保护内管与卡簧座。
8.据权利要求1所述的大口径煤层气取芯钻具,其特征在于,所述单动机构由轴、轴承、轴承座与轴套组成。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102619484A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 随钻井壁取心工具
CN104481395A (zh) * 2014-10-27 2015-04-01 河北省地矿局第三地质大队 一种绳索取心气动潜孔锤钻探工艺
CN105156057A (zh) * 2015-07-01 2015-12-16 吉林大学 一种带有到位报信的绳索取心定位悬挂机构
CN112324334A (zh) * 2020-10-30 2021-02-05 中国地质大学(武汉) 一种密封压送式水平定向钻进工程地质勘察连续取芯装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4800969A (en) * 1987-11-24 1989-01-31 Longyear Company Fast descent core barrel apparatus
CN1049542A (zh) * 1986-10-07 1991-02-27 北京市地质机械厂 绳索取芯钻具
CN101215959A (zh) * 2008-01-11 2008-07-09 中国地质大学(武汉) 双管强制取芯钻具
CN201381816Y (zh) * 2009-03-19 2010-01-13 李纪章 一种线索取芯钻具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049542A (zh) * 1986-10-07 1991-02-27 北京市地质机械厂 绳索取芯钻具
US4800969A (en) * 1987-11-24 1989-01-31 Longyear Company Fast descent core barrel apparatus
CN101215959A (zh) * 2008-01-11 2008-07-09 中国地质大学(武汉) 双管强制取芯钻具
CN201381816Y (zh) * 2009-03-19 2010-01-13 李纪章 一种线索取芯钻具

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐胜利,刘凤琴: "MS-215型大直径绳索取心器的研制及其在煤层气井中的应用", 《中国煤田地质专业委员会2001年学术年会论文集》 *
唐胜利等: "MS-215型大直径绳索取心器的研制及其在煤层气井中的应用", 《中国煤田地质专业委员会2001年学术年会论文集》, 1 December 2001 (2001-12-01), pages 179 - 181 *
汤凤林等主编: "《岩心钻探学》", 31 October 2009, 中国地质大学出版社 *
王扶志主编: "《地质工程钻探工艺与技术》", 31 August 2008, 中南大学出版社 *
王永平: "SK53/4×94mm绳索取心钻具结构分析", 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 *
蒋光旭、唐振华、李德波、李伟;: "SYZX96_75绳索取心液动锤钻具的应用效果", 《探矿工程》 *
蒋光旭、唐振华、李德波、李伟;: "SYZX96_75绳索取心液动锤钻具的应用效果", 《探矿工程》, vol. 37, no. 6, 25 June 2010 (2010-06-25) *
郭远生主编: "《依靠科学技术 推进地质找矿》", 31 January 2008, 云南科技出版社 *
马明等编著: "《水利水电工程钻探与工程施工治理技术》", 31 August 2009 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102619484A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 随钻井壁取心工具
CN102619484B (zh) * 2012-04-11 2014-09-10 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 随钻井壁取心工具
CN104481395A (zh) * 2014-10-27 2015-04-01 河北省地矿局第三地质大队 一种绳索取心气动潜孔锤钻探工艺
CN105156057A (zh) * 2015-07-01 2015-12-16 吉林大学 一种带有到位报信的绳索取心定位悬挂机构
CN105156057B (zh) * 2015-07-01 2017-08-08 吉林大学 一种带有到位报信的绳索取心定位悬挂机构
CN112324334A (zh) * 2020-10-30 2021-02-05 中国地质大学(武汉) 一种密封压送式水平定向钻进工程地质勘察连续取芯装置

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