CN106609662A - 一种新型坑道钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型坑道钻具，包括单动双层岩心管和打捞器；所述单动双层岩心管包括外管总成，及设置于外管总成内侧的内管总成；所述外管总成包括扶正器，及设置于扶正器前侧的弹卡室，及设置于弹卡室前侧的座环；及设置于座环前侧的外管；及设置于外管后侧的内管固定器；及设置于内管固定器前侧的下扩孔器；及设置于下扩孔器前侧的钻头；所述内管总成包括绞链式矛头机构、弹卡定位机构、泵送机构、悬挂机构和岩心堵塞报警机构；所述打捞器包括打捞机构和安全脱卡机构组成；本发明的新型坑道钻具，泵送下投放速度快，不卡钻具，打捞成功率高；当其用于地表施工时，为了增大投放速度，可以拆下泵送机构阀片，配合普通打捞器使用。

Description

一种新型坑道钻具

技术领域

本发明涉及一种钻具，具体涉及新型坑道钻具，属于坑道钻具技术领域。

背景技术

坑道钻具用于大斜度和水平绳索取芯钻进；采用坑道勘探进行深部资源勘查，可以节省时间和工作量，有效提高工作效率。将绳索取芯技术应用于坑道水平勘探中势必大大提高钻探效率，对于老矿区进行接替资源找矿工作无疑是一种有效的技术手段；针对国内普遍将地面绳索取芯钻具用于坑道内施工；而地面绳索取芯钻具不适宜进行水平孔坑道内取芯钻探施工，同时现有的坑道钻具不好投送和打捞；施工难度大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了新型坑道钻具，投送和打捞简单，一套钻具满足两种不同绳索取芯。

(二)技术方案

本发明的新型坑道钻具，包括单动双层岩心管和打捞器；所述单动双层岩心管包括外管总成，及设置于外管总成内侧的内管总成；

所述外管总成包括包括扶正器，及设置于扶正器前侧的弹卡室，及设置于弹卡室前侧的座环；及设置于座环前侧的外管；及设置于外管后侧的内管固定器；及设置于内管固定器前侧的下扩孔器；及设置于下扩孔器前侧的钻头；所述内管固定器实现内管的导向，使内、外管保持同轴，便于岩(矿)心进入卡簧座和内管；

所述内管总成包括绞链式矛头机构、弹卡定位机构、泵送机构、悬挂机构和岩心堵塞报警机构；

所述打捞器包括打捞机构和安全脱卡机构组成；

所述绞链式矛头机构，包括捞矛头和捞矛座，及设置于捞矛头和捞矛座之间的定位弹簧和定位卡块；捞矛头可在其转动平面内转动180°，因在地表吊挂打捞器与内管总成卸岩心可在0～土90°内转动、变换位置，防止捞矛头从打捞器的捞钩中脱出。

所述弹卡定位机构包括弹卡钳；及安装于弹卡钳后侧的弹卡弹簧；所述弹卡弹簧后侧通过弹性座与捞矛座安装；当内管总成在钻杆柱内下降时，弹卡弹簧使弹卡钳向外张开一定角度，并沿钻杆内壁向下滑动。当内管总成到达外管总成中的弹卡室部位时，弹卡钳在弹卡弹簧的作用下继续向外张开，使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，所以在钻进过程中可防止内管总成上串，达到定位作用。

所述泵送机构包括弹卡架连接体，及套接于弹卡架连接体前侧的两泵送阀片；及设置于两泵送阀片之间的调整垫片；及套接于弹卡架连接体头部的悬挂环压盖；及设置于悬挂环压盖头部的泵送阀堵；及设置于泵送阀堵外侧的阀套；当内管总成在钻杆柱内由冲洗液压送时，泵送阀堵在关闭位置，泵送阀片堵住冲洗液，在冲洗液压力下迫使内管到达外管中的预定位置，内管总成的悬挂环座落在外管中的座环上，把冲洗液的通道完全堵塞，此时弹卡钳进入弹卡室并张开，阀堵在回收管及冲洗液的双重作用下向下滑出阀圈，水路通道打开。

所述悬挂机构包括设置于阀套外侧的悬挂环；所述悬挂环活动安装于座环后侧；所述悬挂环的外径大于座环的内径；当内管总成下降到外管总成的弹卡室位置时，悬挂环座落在座环上，使内管总成下端的卡簧座与钻头内台阶保持2-4mm的间隙，以防止损坏卡簧座和钻头，并保证内管的单动性能和通水性能。

所述岩心堵塞报警机构包括内管帽，及安装于内管帽轴线上的芯轴；及与芯轴尾部的自锁螺母；及设置于内螺帽内侧，且与芯轴安装的压缩弹簧；及与内螺帽头部安装的单动机构；及安装于单动机构前侧，且与芯轴安装的报警阀片；所述芯轴通过锁紧螺母与弹卡架下体安装；所述弹卡架下体与泵送阀堵安装；所述单动机构包括轴承座；及安装于轴承座两侧的推力轴承；及设置于内管帽前侧，却且与内管安装的内管帽阀体；及依次安装于内管头部的卡簧挡圈、卡簧和卡簧座；内管和外管组装在一起时，如果卡簧座与钻头内台阶之间的间隙不合适，则可以通过调节芯轴的相互移动进行调节，满足要求后，用锁紧螺母锁紧，以防松动；当钻进过程中，当发生岩(矿)心堵塞或岩(矿)心装满内管时，岩(矿)心对内管产生的顶推力压缩弹簧，使内管帽向上移动压缩报警发片，将水路堵塞，从而造成泵压升高，告诫操作者应停止钻进、捞取岩心；采取岩心时，拔断岩心的力使轴承座压缩弹簧向下移动，内管及卡簧座随之下移至钻头台阶上，从而拔断岩心的力由钻头传递到外管，以保护内管不受损坏。

所述打捞机构包括捞钩架，及与打捞架内侧安装的打捞钩；及与捞钩架尾部安装的脱卡管；及与脱卡管内后侧安装的阀体；及与阀体安装的阀盖和绳卡套；取心时，钢丝绳连接打捞器放入钻杆柱内，由泵压送至底部，捞钩架为圆筒状，导向性好，当它达到内管总成上端时，能准确钩住捞矛头，把内管总成提升上来。

进一步地，所述安全脱卡机构由与绳卡套安装的钢丝绳构成；所述钢丝绳末端变细；需要脱卡时，拉断钢丝绳末端，提大钻来打捞钻具；地面施工可以用普通打捞器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的新型坑道钻具，泵送下投放速度快，不卡钻具，打捞成功率高；当其用于地表施工时，为了增大投放速度，可以拆下泵送机构阀片并配合普通打捞器来使用。

附图说明

图1是本发明的外管总成结构示意图。

图2是本发明的内管总成后半部分结构示意图。

图3是本发明的打捞机构前半部分结构示意图。

图4是本发明的打捞机构结构示意图。

图5是本发明的绞链式矛头结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示的新型坑道钻具，包括单动双层岩心管和打捞器；所述单动双层岩心管包括外管总成，及设置于外管总成内侧的内管总成；

所述外管总成包括包括扶正器1，及设置于扶正器前侧的弹卡室2，及设置于弹卡室前侧的座环3；及设置于座环前侧的外管4；及设置于外管后侧的内管固定器5；及设置于内管固定器前侧的下扩孔器6；及设置于下扩孔器前侧的钻头7；所述内管固定器实现内管的导向，使内、外管保持同轴，便于岩(矿)心进入卡簧座和内管；

所述内管总成包括绞链式矛头机构、弹卡定位机构、泵送机构、悬挂机构和岩心堵塞报警机构；

所述打捞器包括打捞机构和安全脱卡机构组成；

所述绞链式矛头机构，包括捞矛头8和捞矛座9，及设置于捞矛头8和捞矛座9之间的定位弹簧10和定位卡块11；捞矛头8可在其转动平面内转动180°，因在地表吊挂打捞器与内管总成卸岩心可在0～土90°内转动、变换位置，防止捞矛头从打捞器的捞钩中脱出。

所述弹卡定位机构包括弹卡钳12；及安装于弹卡钳后侧的弹卡弹簧13；所述弹卡弹簧13后侧通过弹性座14与捞矛座9安装；当内管总成在钻杆柱内下降时，弹卡弹簧13使弹卡钳12向外张开一定角度，并沿钻杆内壁向下滑动；当内管总成到达外管总成中的弹卡室2部位时，弹卡钳在弹卡弹簧的作用下继续向外张开，使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，所以在钻进过程中可防止内管总成上串，达到定位作用。

所述泵送机构包括弹卡架连接体15，及套接于弹卡架连接体前侧的两泵送阀片16；及设置于两泵送阀片之间的调整垫片17；及套接于弹卡架连接体头部的悬挂环压盖18；及设置于悬挂环压盖头部的泵送阀堵19；及设置于泵送阀堵外侧的阀套20；当内管总成在钻杆柱内由冲洗液压送时，泵送阀堵在关闭位置，泵送阀片堵住冲洗液，在冲洗液压力下迫使内管到达外管中的预定位置，内管总成的悬挂环座落在外管中的座环上，把冲洗液的通道完全堵塞，此时弹卡钳进入弹卡室并张开，阀堵在回收管及冲洗液的双重作用下向下滑出阀圈，水路通道打开。

所述悬挂机构包括设置于阀套外侧的悬挂环21；所述悬挂环活动安装于座环3后侧；所述悬挂环21的外径大于座环3的内径；当内管总成下降到外管总成的弹卡室位置时，悬挂环座落在座环上，使内管总成下端的卡簧座与钻头内台阶保持2-4mm的间隙，以防止损坏卡簧座和钻头，并保证内管的单动性能和通水性能。

所述岩心堵塞报警机构包括内管帽22，及安装于内管帽轴线上的芯轴23；及与芯轴尾部的自锁螺母24；及设置于内螺帽内侧，且与芯轴安装的压缩弹簧25；及与内螺帽头部安装的单动机构；及安装于单动机构前侧，且与芯轴安装的报警阀片26；所述芯轴23通过锁紧螺母27与弹卡架下体28安装；所述弹卡架下体28与泵送阀堵19安装；所述单动机构包括轴承座29；及安装于轴承座两侧的推力轴承30；及设置于内管帽前侧，却且与内管安装的内管帽阀体31；及依次安装于内管头部的卡簧挡圈32、卡簧33和卡簧座34；内管和外管组装在一起时，如果卡簧座与钻头内台阶之间的间隙不合适，则可以通过调节芯轴的相互移动进行调节，满足要求后，用锁紧螺母锁紧，以防松动；当钻进过程中，当发生岩(矿)心堵塞或岩(矿)心装满内管时，岩(矿)心对内管产生的顶推力压缩弹簧，使内管帽向上移动压缩报警发片，将水路堵塞，从而造成泵压升高，告诫操作者应停止钻进、捞取岩心；采取岩心时，拔断岩心的力使轴承座压缩弹簧向下移动，内管及卡簧座随之下移至钻头台阶上，从而拔断岩心的力由钻头传递到外管，以保护内管不受损坏。

所述打捞机构包括捞钩架35，及与打捞架内侧安装的打捞钩(未图示)；及与捞钩架尾部安装的脱卡管36；及与脱卡管内后侧安装的阀体37；及与阀体安装的阀盖和绳卡套38；取心时，钢丝绳连接打捞器放入钻杆柱内，由泵压送至底部，捞钩架为圆筒状，导向性好，当它达到内管总成上端时，能准确钩住捞矛头，把内管总成提升上来。

其中，所述安全脱卡机构由与绳卡套安装的钢丝绳构成；所述钢丝绳末端变细；需要脱卡时，拉断钢丝绳末端，提大钻来打捞钻具；地面施工可以用普通打捞器。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.一种新型坑道钻具，包括钢芯铝绞线线体，其特征在于：包括单动双层岩心管和打捞器；所述单动双层岩心管包括外管总成，及设置于外管总成内侧的内管总成；

所述外管总成包括包括扶正器，及设置于扶正器前侧的弹卡室，及设置于弹卡室前侧的座环；及设置于座环前侧的外管；及设置于外管后侧的内管固定器；及设置于内管固定器前侧的下扩孔器；及设置于下扩孔器前侧的钻头；

所述内管总成包括绞链式矛头机构、弹卡定位机构、泵送机构、悬挂机构和岩心堵塞报警机构；

所述打捞器包括打捞机构和安全脱卡机构组成；

所述绞链式矛头机构，包括捞矛头和捞矛座，及设置于捞矛头和捞矛座之间的定位弹簧和定位卡块；

所述弹卡定位机构包括弹卡钳；及安装于弹卡钳后侧的弹卡弹簧；所述弹卡弹簧后侧通过弹性座与捞矛座安装；

所述泵送机构包括弹卡架连接体，及套接于弹卡架连接体前侧的两泵送阀片；及设置于两泵送阀片之间的调整垫片；及套接于弹卡架连接体头部的悬挂环压盖；及设置于悬挂环压盖头部的泵送阀堵；及设置于泵送阀堵外侧的阀套；

所述悬挂机构包括设置于阀套外侧的悬挂环；所述悬挂环活动安装于座环后侧；所述悬挂环的外径大于座环的内径；

所述岩心堵塞报警机构包括内管帽，及安装于内管帽轴线上的芯轴；及与芯轴尾部的自锁螺母；及设置于内螺帽内侧，且与芯轴安装的压缩弹簧；及与内螺帽头部安装的单动机构；及安装于单动机构前侧，且与芯轴安装的报警阀片；所述芯轴通过锁紧螺母与弹卡架下体安装；所述弹卡架下体与泵送阀堵安装；所述单动机构包括轴承座；及安装于轴承座两侧的推力轴承；及设置于内管帽前侧，却且与内管安装的内管帽阀体；及依次安装于内管头部的卡簧挡圈、卡簧和卡簧座；

所述打捞机构包括捞钩架，及与打捞架内侧安装的打捞钩；及与捞钩架尾部安装的脱卡管；及与脱卡管内后侧安装的阀体；及与阀体安装的阀盖和绳卡套。

2.根据权利要求1所述的新型坑道钻具，其特征在于：所述安全脱卡机构由与绳卡套安装的钢丝绳构成；所述钢丝绳末端变细。