CN108868677B - 一种取芯钻机与牙钻联锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种取芯钻机与牙钻联锁机构，包括取芯钻机和牙钻，所述牙钻中空，取芯钻机外壁与牙钻内壁滑动配合，所述牙钻内壁有锁紧槽，所述取芯钻机外壁有锁闩槽，锁紧槽和锁闩槽均沿轴向，锁闩槽内有锁闩，锁闩槽内连有转轴，转轴沿取芯钻机径向设置，锁闩上有通孔，转轴穿过通孔，锁闩与转轴转动配合，通孔到锁闩后端的距离大于通孔到锁闩前端的距离，锁闩内侧面有弹簧孔A，弹簧孔A为盲孔，弹簧孔A内有压紧弹簧，弹簧与取芯钻机接触，弹簧孔A到锁闩后端的距离小于弹簧孔A到锁闩前端的距离，弹簧弹起时，锁闩部分嵌入锁紧槽。本发明提供的取芯钻机与牙钻联锁机构，可限制钻机向前和周向运动，而向后运动不受约束，结构简单，拆装方便。

Description

一种取芯钻机与牙钻联锁机构

技术领域

本发明涉及钻井取芯系统，尤其涉及一种取芯钻机与牙钻联锁机构。

背景技术

在油田勘探过程中，岩芯是发现油气层和研究地层、生油层、储油层、盖层、构造等的重要资料，通过对岩芯的观察研究，可以直接地了解地下岩层的岩性、物性和含油、气、水产状特征。油田投入开发后，要通过岩芯进一步研究和认识油层沉积特征，储层的物性、孔隙结构、润湿性、相对渗透率、岩相特征，油层物理模拟和油层水淹规律；认识和掌握不同开发阶段、不同含水阶段油层水淹特征，搞清剩余油分布，为油田开发方案设计，层系、井网调整和加密井提供科学依据。

取岩芯是在钻井过程中使用特殊的取芯工具把地下岩石成块地取到地面上来，这种成块的岩石叫做岩芯，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取芯工具，钻取出的岩石样品。

取芯开始前，需将取芯钻机伸入牙钻，到达取芯位置，钻机需要固定，限制钻机向前和周向运动，而取芯结束后，需回收取芯钻机，要使钻机向后运动不受限制，现有的取芯钻机与牙钻的联锁结构复杂，拆装不便。

发明内容

本发明旨在提供一种取芯钻机与牙钻联锁机构，可限制钻机向前和周向运动，而向后运动不受约束，结构简单，拆装方便。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开的取芯钻机与牙钻联锁机构，包括取芯钻机和牙钻，所述牙钻中空，取芯钻机外壁与牙钻内壁滑动配合，所述牙钻内壁有锁紧槽，所述取芯钻机外壁有锁闩槽，锁紧槽和锁闩槽均沿轴向设置，锁闩槽内有锁闩，锁闩槽内连有转轴，转轴沿取芯钻机径向设置，锁闩一端有通孔，转轴穿过通孔，锁闩与转轴转动配合，所述锁闩另一端的内侧面有弹簧孔A，所述弹簧孔A为盲孔，弹簧孔A内有压紧弹簧，弹簧与取芯钻机接触，弹簧弹起时，锁闩部分嵌入锁紧槽。

进一步的，所述锁闩外侧面包括轴向平面、第一斜面和第二斜面，第一斜面后端与锁闩后端面连接，第一斜面前端连接第二斜面后端，第二斜面前端与轴向平面后端连接，轴向平面前端连接锁闩前端面，所述第一斜面与径向截面的夹角小于第二斜面与径向截面的夹角。

进一步的，所述通孔到锁闩后端的距离大于通孔到锁闩前端的距离，所述弹簧孔A到锁闩后端的距离小于弹簧孔A到锁闩前端的距离，所述锁闩后端面为平面，锁闩前端面为弧面。

进一步的，所述弹簧孔A在第二斜面向锁闩内侧面的投影范围内，所述通孔孔心到锁闩内侧面和外侧面的距离相等，所述轴向平面与第二斜面连接处到锁闩后端面的距离小于到锁闩前端面的距离。

进一步的，所述取芯钻机包括锁体和密封圈，所述锁闩槽在锁体外壁，所述锁体在锁闩槽后方部分比锁体在锁闩槽前方部分细，所述密封圈与锁体连接，密封圈连接在锁闩槽后方，密封圈外径与锁体锁闩槽前方部分外径相同，所述密封圈前段内径从后到前逐渐增大，密封圈前端面在锁闩槽后端面前方且在第二斜面后方，锁闩槽后端面处密封圈的内径大于此处锁体外径，锁闩外侧面与密封圈内壁接触。

进一步的，所述弹簧孔A为圆孔，所述锁闩槽槽底有弹簧孔B，所述弹簧孔B与弹簧孔A相对应，弹簧孔A和弹簧孔B孔径相同。

进一步的，所述第一斜面与径向截面夹角为40°，所述第二斜面与径向截面夹角为85°，所述密封圈前段内壁与径向截面夹角为45°。

进一步的，所述转轴为定位销钉，所述取芯钻机径向开有定位孔，所述定位孔穿过锁闩槽内部且贯穿取芯钻机，定位销钉长度大于锁闩槽宽度，定位销钉两端在定位孔内。

进一步的，所述锁紧槽有两个，两个锁紧槽正对，所述锁闩槽有两个，两个锁闩槽正对。

进一步的，所述牙钻从后到前包括第一钻管、第二钻管和第三钻管，第一钻管与第二钻管可拆卸连接，第二钻管和第三钻管可拆卸连接，第一钻管前端为公头，第二钻管后端为母头、前端为公头，第三钻管后端为母头，所述第一钻管内径和第三钻管内径相等，所述第二钻管内径大于第三钻管内径，所述锁紧槽由第二钻管内壁、第一钻管公头前端面和第三钻管母头前端面围绕而成。

本发明具有以下有益效果：

1、锁闩后段被弹簧弹出，伸入锁紧槽，将取芯钻机卡接在牙钻内，到达登陆位置，取芯钻机不能在向前和周向运动；

2、锁闩外侧面包括第一斜面和第二斜面，钻机向后运动时，锁闩压紧弹簧，使锁闩回到锁闩槽内，取芯钻机向后运动时不受约束；

3、密封圈与锁闩接触处内径从后到前逐渐增大，在钻机向后运动时，更方便挤压锁闩，压紧弹簧；

4、弹簧孔A和弹簧孔B固定弹簧位置，且安装方便；

5、转轴为定位销钉，定位销钉穿过定位孔、锁闩槽和锁闩上的通孔，将锁闩固定在锁闩槽内，拆装方便；

6、牙钻包括第一钻管、第二钻管和第三钻管，锁紧槽由第二钻管内壁、第一钻管公头前端面和第三钻管母头前端面围绕而成，拆装、检修方便。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为A-B面剖视图；

图3为锁闩示意图；

图中：1-第一钻管、2-锁闩、3-通孔、4-弹簧、5-锁体、6-密封圈、7-第二钻管、8-第三钻管、9-锁紧槽、10-锁闩槽、21-锁闩后端面、22-第一斜面、23-第二斜面、24-轴向平面、25-弹簧孔A。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-图2所示，本发明公开的取芯钻机与牙钻联锁机构，包括取芯钻机和牙钻，牙钻中空，取芯钻机外壁与牙钻内壁滑动配合，牙钻内壁有锁紧槽9，锁紧槽9有两个，两个锁紧槽9正对，牙钻从后到前包括第一钻管1、第二钻管7和第三钻管8，第一钻管1与第二钻管7可拆卸连接，第二钻管7和第三钻管8可拆卸连接，第一钻管1前端为公头，第二钻管7后端为母头、前端为公头，第三钻管8后端为母头，第一钻管1内径和第三钻管8内径相等，第二钻管7内径大于第三钻管8内径，锁紧槽9由第二钻管7内壁、第一钻管1公头前端面和第三钻管8母头前端面围绕而成，锁紧槽9沿轴向设置。

取芯钻机外壁有锁闩槽10，锁闩槽10有两个，两个锁闩槽10正对，锁闩槽10沿轴向设置，锁闩槽10内有锁闩2，锁闩槽10内有转轴，转轴沿取芯钻机径向设置，转轴为定位销钉，锁闩2上有通孔3，定位销钉穿过通孔3，锁闩2与定位销钉转动配合，通孔3到锁闩2后端的距离大于通孔3到锁闩2前端的距离，取芯钻机径向开有定位孔，定位孔穿过锁闩槽10内部且贯穿取芯钻机，定位销钉长度大于锁闩槽10宽度，定位销钉两端在定位孔内，锁闩2内侧面有弹簧孔A25，弹簧孔A25为圆孔，弹簧孔A25为盲孔，弹簧孔A25到锁闩2后端的距离小于弹簧孔A25到锁闩2前端的距离，锁闩槽10槽底有弹簧孔B，弹簧孔B与弹簧孔A25相对应，弹簧孔A25和弹簧孔B孔径相同，压紧弹簧4安装在弹簧孔A25和弹簧孔B中，弹簧4与取芯钻机和锁闩2接触，弹簧4弹起时，锁闩2部分嵌入锁紧槽9。

取芯钻机包括锁体5和密封圈6，锁闩槽10在锁体5外壁，锁体5在锁闩槽10后方部分比锁体5在锁闩槽10前方部分细，密封圈6与锁体5连接，密封圈6连接在锁闩槽10后方，密封圈6外径与锁体5在锁闩槽10前方部分外径相同，密封圈6后段内壁与锁体5外壁接触，密封圈6前段内径从后到前逐渐增大，密封圈6前段内壁与径向截面夹角为45°，密封圈6前端面在锁闩槽10后端面前方且在第二斜面23后方，锁闩槽10后端面处密封圈6的内径大于此处锁体5外径，锁闩2外侧面与密封圈6内壁接触，密封圈6外径为99.6mm，内径为82mm，密封圈6长度为23mm，密封圈6后端外壁有3mm×45°的倒角，锁体5在锁闩槽10后方部分外径为82mm。

如图3所示，锁闩2外侧面包括轴向平面24、第一斜面22和第二斜面23，第一斜面22后端与锁闩后端面21连接，第一斜面22前端连接第二斜面23后端，第二斜面23前端与轴向平面24后端连接，轴向平面24前端连接锁闩前端面，锁闩后端面21为平面，锁闩前端面为弧面，弹簧孔A25和弹簧孔B在第二斜面22向锁闩2内侧面的投影范围内，通孔3孔心到锁闩2内侧面和外侧面的距离相等，锁闩2总长度为131mm，轴向平面24与第二斜面23连接处到锁闩后端面21的距离为42mm，第一斜面22与径向截面夹角为40°，第二斜面23与径向截面夹角为85°，锁闩前端面弧面半径为11mm，通孔3直径为10mm，锁闩前端面弧面的圆心与通孔3中心重合，弹簧孔A25直径为13mm，深12mm，弹簧孔A25孔心到锁闩后端面21的距离为20mm，锁闩2宽和厚均为20mm。

操作时，将两侧锁闩2压入锁闩槽10，使取芯钻机沿牙钻内壁向前滑，当锁闩2到达锁紧槽9位置时，压紧弹簧4将锁闩2弹起，两侧的锁闩2部分嵌入锁紧槽9内，锁闩2外侧面与锁紧槽9配合限制取芯钻机向前滑，锁闩2前、后侧面与锁紧槽9配合限制取芯钻机周向运动，锁闩2弹起后，锁闩2外侧面与密封圈6内壁斜面接触，限制锁闩2向外开启的位置，回收取芯钻机时，密封圈6内壁挤压第一斜面22和第二斜面23，压紧弹簧4，使锁闩2回到锁闩槽10内，取芯钻机向后运动。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种取芯钻机与牙钻联锁机构，包括取芯钻机和牙钻，所述牙钻中空，取芯钻机外壁与牙钻内壁滑动配合，其特征在于：所述牙钻内壁有锁紧槽（9），所述取芯钻机外壁有锁闩槽（10），锁紧槽（9）和锁闩槽（10）均沿轴向设置，锁闩槽（10）内有锁闩（2），锁闩槽（10）内连有转轴，转轴沿取芯钻机径向设置，锁闩（2）一端有通孔（3），转轴穿过通孔（3），锁闩（2）与转轴转动配合，所述锁闩（2）另一端的内侧面有弹簧孔A（25），所述弹簧孔A（25）为盲孔，弹簧孔A（25）内有压紧弹簧（4），弹簧（4）与取芯钻机接触，弹簧（4）弹起时，锁闩（2）部分嵌入锁紧槽（9）；

所述锁闩（2）外侧面包括轴向平面（24）、第一斜面（22）和第二斜面（23），第一斜面（22）后端与锁闩后端面（21）连接，第一斜面（22）前端连接第二斜面（23）后端，第二斜面（23）前端与轴向平面（24）后端连接，轴向平面（24）前端连接锁闩（2）前端面，所述第一斜面（22）与径向截面的夹角小于第二斜面（23）与径向截面的夹角；

所述取芯钻机包括锁体（5）和密封圈（6），所述锁闩槽（10）在锁体（5）外壁，所述锁体（5）在锁闩槽（10）后方部分比锁体（5）在锁闩槽（10）前方部分细，所述密封圈（6）与锁体（5）连接，密封圈（6）连接在锁闩槽（10）后方，密封圈（6）外径与锁体（5）在锁闩槽（10）前方部分外径相同，所述密封圈（6）前段内径从后到前逐渐增大，密封圈（6）前端面在锁闩槽（10）后端面前方且在第二斜面（23）后方，锁闩槽（10）后端面处密封圈（6）的内径大于此处锁体（5）外径，锁闩（2）外侧面与密封圈（6）内壁接触；

所述通孔（3）到锁闩（2）后端的距离大于通孔（3）到锁闩（2）前端的距离，所述弹簧孔A（25）到锁闩（2）后端的距离小于弹簧孔A（25）到锁闩（2）前端的距离，所述锁闩后端面（21）为平面，锁闩（2）前端面为弧面；

所述弹簧孔A（25）在第二斜面（23）向锁闩（2）内侧面的投影范围内，所述通孔（3）孔心到锁闩（2）内侧面和外侧面的距离相等，所述轴向平面（24）与第二斜面（23）连接处到锁闩后端面（21）的距离小于到锁闩（2）前端面的距离。

2.根据权利要求1所述的取芯钻机与牙钻联锁机构，其特征在于：所述弹簧孔A（25）为圆孔，所述锁闩槽（10）槽底有弹簧孔B，所述弹簧孔B与弹簧孔A（25）相对应，弹簧孔A（25）和弹簧孔B孔径相同。

3.根据权利要求2所述的取芯钻机与牙钻联锁机构，其特征在于：所述第一斜面（22）与径向截面夹角为40°，所述第二斜面（23）与径向截面夹角为85°，所述密封圈（6）前段内壁与径向截面夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的取芯钻机与牙钻联锁机构，其特征在于：所述转轴为定位销钉，所述取芯钻机径向开有定位孔，所述定位孔穿过锁闩槽（10）内部且贯穿取芯钻机，定位销钉长度大于锁闩槽（10）宽度，定位销钉两端在定位孔内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的取芯钻机与牙钻联锁机构，其特征在于：所述锁紧槽（9）有两个，两个锁紧槽（9）正对，所述锁闩槽（10）有两个，两个锁闩（2）槽正对。

6.根据权利要求1所述的取芯钻机与牙钻联锁机构，其特征在于：所述牙钻从后到前包括第一钻管（1）、第二钻管（7）和第三钻管（8），第一钻管（1）与第二钻管（7）可拆卸连接，第二钻管（7）和第三钻管（8）可拆卸连接，第一钻管（1）前端为公头，第二钻管（7）后端为母头、前端为公头，第三钻管（8）后端为母头，所述第一钻管（1）内径和第三钻管（8）内径相等，所述第二钻管（7）内径大于第三钻管（8）内径，所述锁紧槽（9）由第二钻管（7）内壁、第一钻管（1）公头前端面和第三钻管（8）母头前端面围绕而成。