CN104265220B - 内管到位发声报警绳索取心钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内管到位发声报警绳索取心钻具，本发明加长了回收管内弹性销与张簧固定段之间的距离，在此空间内设计了到位报警装置，该到位报警装置是由驱动器、液体箱和报警发声电路构成，整个到位报警装置的壳体通过限位块固定于弹卡挡头的固定端。内管正常下落过程中，碳棒处于液体箱内的绝缘介质层。当内管到位后，整个壳体瞬时静止，配重块由于惯性作用继续推动连接座向下移动，碳棒从绝缘介质层进入到导电介质层，使整个报警发声电路形成稳定通路；在连接座上设置卡块，保证碳棒不会自主复位；报警发声电路形成稳定通路后，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止，从而内管到位报警，减少钻进辅助时间；在内管提到地面后，将钻具拆开进行手动复位。
Description
技术领域
本发明涉及一种内管到位发声报警绳索取心钻具，适用于地质岩心钻探。
背景技术
随着经济的快速发展，能源的消耗也日益增长，浅层的石油、煤、天然气等能源大量被开采，从其剩余储量来看，已探明的浅地层能源已经无法继续长期支撑现代工业，因此运用地质岩心钻探对较深地层所储藏能源进行勘探就变得尤为重要，而绳索取心方法又是地质岩心钻探的首选。
一般情况下，声波可以传递3000米以上。但钻探实践证明，在500米以内时内管到位可以听到声音，超过500米以后，判断内管是否到位十分困难，其原因是声源不强。目前内管到位报警机构的主要思路是通过内管到位后改变泵压来实现内管到位报警。内管投入井中后，泥浆泵泵送泥浆推动内管加速下行，当内管到位后内管上的悬挂环悬挂在外管的座环上，此时悬挂环与座环接触堵住泥浆通路，泥浆进入内管上的入水孔，从出水孔派出。现有的内管到位报警机构是在入水孔与出水孔之间设置阀堵，使泥浆必须顶开阀堵才能从出水孔排出，这个过程中泥浆泵的压力升高。其缺点是这种机构在泥浆顶开阀堵后必须一直保持较高压力以保证阀堵一直保持打开，这样会增大钻进过程中的泵压，对泵有很大的损害。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种可以通过惯性原理实现内管到位报信功能的内管到位报警绳索取心钻具。
本发明是在回收管内弹性销与张簧固定段之间设置有到位报警装置，该到位报警装置是由驱动器、液体箱和报警发声电路构成。驱动器内部的连接座一端与配重块相连，另一端镶有碳棒，配重块可以通过推动连接座使碳棒上下移动。液体箱做密封处理，其内部装有二种互不相容的液体，可以产生分层效应，上半部分为绝缘介质，下半部分为导电介质。整个到位报警装置的壳体通过限位块固定于弹卡挡头的固定端。内管正常下落过程中，第一碳棒处于液体箱内的绝缘介质层。当内管到位后，整个壳体瞬时静止，配重块由于惯性作用继续推动连接座向下移动，第一碳棒从绝缘介质层进入到导电介质层，使整个报警发声电路形成稳定通路。在连接座上设置卡块，保证第一碳棒不会自主复位。报警发声电路形成稳定通路后，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止，从而内管到位报警，减少钻进辅助时间。在内管提到地面后，将钻具拆开进行手动复位。
本发明之捞矛头与弹卡回收管连接，弹卡回收管通过第一弹性销与弹卡座形成可动连接，在弹卡回收管上行时弹卡钳由于重力下落，弹卡钳与弹卡座通过第二弹性销连接，弹卡座下行时带动弹卡钳一同下行，在弹卡钳受弹卡回收管的推力而闭合时，两片弹卡钳保持打开状态，两片弹卡钳卡在弹卡挡头确保内管总成不会由于钻进过程中产生的推力而上行，打捞岩心过程中，打捞器拉动捞矛头，捞矛头带动弹卡回收管上行，弹卡座带动弹卡钳由于重力下行，内管总成上行。
到位报警装置的外壳体通过支撑座固定于弹卡挡头的固定端，内壳体做密封防水处理，并通过限位块与外壳体相连。当内管到位后，整个取心钻具瞬间静止，而配重块通过惯性作用继续推动连接座向下移动，使得碳棒从绝缘介质层进入到导电介质层中，连接座向下移动的过程中压缩弹簧，并被卡块卡住，保证碳棒不会自主复位，从而到位报警发声电路形成通路，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止。
弹卡座通过螺纹与第一扩孔器连接，轴通过螺纹与轴承座连接，第一推力球轴承由轴承座固定密封，第二推力球轴承由轴承座与弹簧固定，弹簧上端由第二推力球轴承支撑，下端由圆螺母支撑，圆螺母与轴通过螺纹连接，安全销保证圆螺母不松动，外管通过螺纹与第二扩孔器连接，油杯通过螺纹与弹簧套连接，弹簧套与止逆阀座通过螺纹连接，止逆阀钢球由自身重力坐落在止逆阀座的阀口上，二者为静接触，止逆阀座通过螺纹与岩心管连接，岩心管与卡簧座通过螺纹连接，卡簧坐于卡簧座下部锥形内壁上。在取心结束后将内管提至地面取出岩心，拆下捞矛头，手动按下配重块，连接座受弹簧弹力作用，向上弹出，内管到位报警机构恢复初始状态，然后重新安装捞矛头，将内管投入井中再次取心。
所述的到位报警发声电路是由AT89S52单片机、电源模块、报警触发模块、运行状态指示模块和蜂鸣报警模块构成，报警触发模块和电源模块与AT89S52单片机连接，报警触发模块起到电路开关的作用，电源模块向AT89S52单片机供电，AT89S52单片机给运行状态指示模块和蜂鸣报警模块提供信号，运行状态指示模块根据信号实现运行或者中断功能，蜂鸣报警模块提供强声源。
本发明之深孔内管到位报警绳索取心钻具的检测系统的检测方法，该方法的步骤如下：
a.投放内管的过程中，泥浆泵泵送泥浆推动内管总成加速下行，当内管总成到达孔底后，整个取心钻具静止。
b.配重块由于惯性作用继续推动连接座向下移动，使第一碳棒从绝缘介质层进入到导电介质层。
c.连接座被卡块卡住，使得第一碳棒不会自主复位，整个报警发声电路形成稳定通路。
d.形成通路后，AT89S52单片机向运行状态指示模块和蜂鸣报警模块输送信号。
e.运行状态指示模块接收AT89S52单片机输送的信号，开始计时，一分钟后发出中断信号；蜂鸣报警模块接收AT89S52单片机输送的信号，开始发声。
f.AT89S52单片机接收中断信号，停止输送信号，蜂鸣报警模块停止工作。
本发明的有益效果：
本发明加长了回收管内弹性销与张簧固定段之间的距离，在此空间内设计了到位报警装置。该装置主要由驱动器、液体箱和报警发声电路构成。驱动器内部的连接座一端与配重块相连，另一端镶有碳棒，配重块可以通过推动连接座使碳棒上下移动。液体箱做密封处理，其内部装有二种互不相容的液体，可以产生分层效应，上半部分为绝缘介质，下半部分为导电介质。整个到位报警装置的壳体通过限位块固定于弹卡挡头的固定端。内管正常下落过程中，碳棒处于液体箱内的绝缘介质层。当内管到位后，整个壳体瞬时静止，配重块由于惯性作用继续推动连接座向下移动，碳棒从绝缘介质层进入到导电介质层，使整个报警发声电路形成稳定通路。在连接座上设置卡块，保证碳棒不会自主复位。报警发声电路形成稳定通路后，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止，从而内管到位报警，减少钻进辅助时间。在内管提到地面后，将钻具拆开进行手动复位。
附图说明
图1为本发明之内管到位报警绳索取心钻具结构图。
图2为本发明之到位报警装置结构图。
图3为本发明之到位报警发声电路框图。
其中：1.捞矛头，2.第一弹性销，3.弹卡回收管，4.弹卡挡头，5.第一张簧，6.弹卡钳，7.第二弹性销，8.碟簧，9.调节螺母，10.弹卡座，11.第一扩孔器，12.第三弹性销，13.轴，14.滑座套，15.第一推力球轴承，16.外管，17.轴承座，18.第二推力球轴承，19.弹簧，20.开口销，21.油杯，22.弹簧套，23.岩心管，24.第二扩孔器，25.卡簧挡圈，26.钻头，27.止逆阀钢球,28.止逆阀座，29.卡簧，30.卡簧座，31.外壳体，32.滑道，33.内壳体，34.限位块，35.电插，36.保护套，37.导线，38.报警发声电路，39.配重块，40.弹簧，41.连接座，42.卡块，43.第一碳棒，44.限位块，45.绝缘介质，46.导电介质，47.电插，48.第二碳棒，49.支撑座。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明之捞矛头1与弹卡回收管3连接，弹卡回收管3通过第一弹性销2与弹卡座10形成可动连接，在弹卡回收管3上行时弹卡钳6由于重力下落，弹卡钳6与弹卡座10通过第二弹性销7连接，弹卡座10下行时带动弹卡钳6一同下行，在弹卡钳6受弹卡回收管3的推力而闭合时，两片弹卡钳6保持打开状态，两片弹卡钳6卡在弹卡挡头4确保内管总成不会由于钻进过程中产生的推力而上行，打捞岩心过程中，打捞器拉动捞矛头1，捞矛头1带动弹卡回收管3上行，弹卡座10带动弹卡钳6由于重力下行，内管总成上行。
配合图2所示，到位报警装置B的外壳体31通过支撑座49固定于弹卡挡头4的固定端，内壳体33做密封防水处理，并通过限位块34与外壳体31相连。当内管到位后，整个取心钻具瞬间静止，而配重块39通过惯性作用继续推动连接座41向下移动，使得第一碳棒43从绝缘介质层45进入到导电介质层46中，连接座41向下移动的过程中压缩弹簧40，并被卡块42卡住，保证第一碳棒43不会自主复位，从而到位报警发声电路形成通路，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止。
弹卡座10通过螺纹与第一扩孔器11连接，轴13通过螺纹与轴承座17连接，第一推力球轴承15由轴承座17固定密封，第二推力球轴承18由轴承座17与弹簧19固定，弹簧19上端由第二推力球轴承18支撑，下端由圆螺母支撑，圆螺母与轴13通过螺纹连接，安全销20保证圆螺母不松动，外管16通过螺纹与第二扩孔器24连接，油杯21通过螺纹与弹簧套22连接，弹簧套22与止逆阀座28通过螺纹连接，止逆阀钢球27由自身重力坐落在止逆阀座28的阀口上，二者为静接触，止逆阀座28通过螺纹与岩心管23连接，岩心管23与卡簧座30通过螺纹连接，卡簧29坐于卡簧座30下部锥形内壁上。在取心结束后将内管提至地面取出岩心，拆下捞矛头1，手动按下配重块39，连接座41受弹簧40弹力作用，向上弹出，内管到位报警机构恢复初始状态，然后重新安装捞矛头1，将内管投入井中再次取心。
如图3所示，所述的到位报警发声电路是由AT89S52单片机A1、电源模块A2、报警触发模块A3、运行状态指示模块A4和蜂鸣报警模块A5构成，报警触发模块A3和电源模块A2与AT89S52单片机A1连接，报警触发模块A3起到电路开关的作用，电源模块A2向AT89S52单片机A1供电，AT89S52单片机A1给运行状态指示模块A4和蜂鸣报警模块A5提供信号，运行状态指示模块A4根据信号实现运行或者中断功能，蜂鸣报警模块A5提供强声源。
本发明之深孔内管到位报警绳索取心钻具的检测系统的检测方法，该方法的步骤如下：
a.投放内管的过程中，泥浆泵泵送泥浆推动内管总成加速下行，当内管总
成到达孔底后，整个取心钻具静止。
b.配重块39由于惯性作用继续推动连接座41向下移动，使第一碳棒43
从绝缘介质层45进入到导电介质层46。
c.连接座41被卡块42卡住，使得第一碳棒43不会自主复位，整个报警发声电路38形成稳定通路。
d.形成通路后，AT89S52单片机A1向运行状态指示模块A4和蜂鸣报警模块A5输送信号。
e.运行状态指示模块A4接收AT89S52单片机A1输送的信号，开始计时，一分钟后发出中断信号；蜂鸣报警模块A5接收AT89S52单片机A1输送的信号，开始发声。
f.AT89S52单片机A1接收中断信号，停止输送信号，蜂鸣报警模块A5停止工作。
Claims (1)
1.一种内管到位报警绳索取心钻具，其特征在于：其捞矛头(1)与弹卡回收管(3)连接，弹卡回收管(3)通过第一弹性销(2)与弹卡座(10)形成可动连接，在弹卡回收管(3)上行时弹卡钳(6)由于重力下落，弹卡钳(6)与弹卡座(10)通过第二弹性销(7)连接，弹卡座(10)下行时带动弹卡钳(6)一同下行，在弹卡钳(6)受弹卡回收管(3)的推力而闭合时，两片弹卡钳(6)保持打开状态，两片弹卡钳(6)卡在弹卡挡头(4)确保内管总成不会由于钻进过程中产生的推力而上行，打捞岩心过程中，打捞器拉动捞矛头(1)，捞矛头(1)带动弹卡回收管(3)上行，弹卡座(10)带动弹卡钳(6)由于重力下行，内管总成上行；
到位报警装置(B)的外壳体(31)通过支撑座(49)固定于弹卡挡头(4)的固定端，内壳体(33)做密封防水处理，并通过限位块(34)与外壳体(31)相连；当内管到位后，整个取心钻具瞬间静止，而配重块(39)通过惯性作用继续推动连接座(41)向下移动，使得第一碳棒(43)从绝缘介质层(45)进入到导电介质层(46)中，连接座(41)向下移动的过程中压缩弹簧(40)，并被卡块(42)卡住，保证第一碳棒(43)不会自主复位，从而到位报警发声电路形成通路，发声器开始报警，报警一分钟后自动停止；
弹卡座(10)通过螺纹与第一扩孔器(11)连接，轴(13)通过螺纹与轴承座(17)连接，第一推力球轴承(15)由轴承座(17)固定密封，第二推力球轴承(18)由轴承座(17)与弹簧(19)固定，弹簧(19)上端由第二推力球轴承(18)支撑，下端由圆螺母支撑，圆螺母与轴(13)通过螺纹连接，安全销(20)保证圆螺母不松动，外管(16)通过螺纹与第二扩孔器(24)连接，油杯(21)通过螺纹与弹簧套(22)连接，弹簧套((22))与止逆阀座(28)通过螺纹连接，止逆阀钢球(27)由自身重力坐落在止逆阀座(28)的阀口上，二者为静接触，止逆阀座(28)通过螺纹与岩心管(23)连接，岩心管(23)与卡簧座(30)通过螺纹连接，卡簧(29)坐于卡簧座(30)下部锥形内壁上；在取心结束后将内管提至地面取出岩心，拆下捞矛头(1)，手动按下配重块(39)，连接座(41)受弹簧(40)弹力作用，向上弹出，内管到位报警机构恢复初始状态，然后重新安装捞矛头(1)，将内管投入井中再次取心；
所述的到位报警发声电路是由AT89S52单片机(A1)、电源模块(A2)、报警触发模块(A3)、运行状态指示模块(A4)和蜂鸣报警模块(A5)构成，报警触发模块(A3)和电源模块(A2)与AT89S52单片机(A1)连接，报警触发模块(A3)起到电路开关的作用，电源模块(A2)向AT89S52单片机(A1)供电，AT89S52单片机(A1)给运行状态指示模块(A4)和蜂鸣报警模块(A5)提供信号，运行状态指示模块(A4)根据信号实现运行或者中断功能，蜂鸣报警模块(A5)提供强声源。
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| CN105507804A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-04-20 | 吉林大学 | 一种超声波振动绳索取心钻具 |
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