CN114592815A - 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 - Google Patents
一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114592815A CN114592815A CN202210329103.7A CN202210329103A CN114592815A CN 114592815 A CN114592815 A CN 114592815A CN 202210329103 A CN202210329103 A CN 202210329103A CN 114592815 A CN114592815 A CN 114592815A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cable
- drilling
- sampling device
- core
- core sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 41
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 38
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N butyronitrile Chemical compound CCCC#N KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 9
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 7
- 241000606750 Actinobacillus Species 0.000 claims description 6
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 27
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 27
- 238000005562 fading Methods 0.000 abstract 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 10
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 10
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 10
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 10
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/16—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors for obtaining oriented cores
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本申请披露了一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，涉及钻探技术领域，包括移动工作台，移动工作台上设有液电冲击破碎单元和样品回收单元，液电冲击破碎单元包括放缆组件，放缆组件包括放线轮，放线轮上并排绕设有缆线和输送胶管，移动工作台上设有钻孔临时封堵单元，于移动工作台上设有充能光电组件，于缆线端部设有放电电极，将缆线和输送胶管一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮放线放线方便，不易卡死，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极释放，放电电极瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，电通道集聚扩大膨胀，形成激波将岩芯破碎，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小。
Description
技术领域
本发明涉及钻探技术领域。
背景技术
受控定向钻探技术能提供精确的地质资料、节省钻探现场场地和钻探工作量，而加快地质勘探速度，从而获得广泛推广和应用。随着科技水平的进展，微型计算机和导航技术的引用；小口径孔底动力机(螺杆钻)、随钻测量系统等已达到实用的程度；地表设备配套已经完善，现已达到全方位“受控”定向钻探的高水平，特别是世界范围内侧向水平钻进很风行，也表明定向钻探技术已进入高级阶段。
定向钻杆的主要功能定向钻杆是定向钻进装备的重要组成部分，是定向钻进过程中受力复杂、工况恶劣的部件，其主要功能有:1)钻进时传递钻机施加给钻头的轴向压力，承受孔底马达的反扭矩；2)起下钻具时传递钻机对钻具施加的推拉力；3)作为介质通道，向孔底输送冲洗液。
钻探工艺经常用于从地表面下取出所需材料的样本。在传统钻探工艺中，开式钻头附接到岩芯管的底部或前边缘。岩芯管附接到钻柱，钻柱是随着岩芯管移入地岩层内更深处时，逐个部分地组装在一起的一系列带螺纹并且连接在一起的钻杆。岩芯管旋入和/或推入所需地岩层内，以获取所需材料的样本(常称作芯样)。当获取芯样时，取出包含芯样的岩芯管。然后，可从岩芯管取出芯样。岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是保护油气层技术的基础。全岩矿物组分和粘土矿物可用X射线衍射(XRD)迅速而准确地测定。XRD分析借助于X射线衍射仪来实现，它主要由光源、测角仪、X射线检测和记录仪构成。由于粘土矿物的含量较低，砂岩中一般3％～15％。这时，X射线衍射全岩分析不能准确地反映粘土的组成与相对含量，需要把粘土矿物与其它组分分离，分别加以分析。首先将岩样抽提干净，然后碎样，用蒸馏水浸泡，最好湿式研磨，并用超声波振荡加速粘土从颗粒上脱落，提取粒径小于2μm(泥、页岩)或小于5μm(砂岩)的部分，沉降分离、烘干、计算其占岩样的重量百分比。层技术的这一系统工程的起始点。分析方法有：显微技术、分光技术等。
然而在在定向钻探过程中，由于其钻杆钻探深度较深，钻探伸入过程较为缓慢，而且常常伴随卡钻等各种工况，连接的岩芯管也容易脱落，取样周期较长，对于X射线衍射分析技术来说，也无需完整岩芯，不太适合深度取样。
发明内容
本发明的目的在于：为了减少取样难度，同时提升取样效率，减少取样时间，本发明披露了一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其取样快速，事故发生率低，安全可靠。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，包括设于钻孔上的移动工作台，所述移动工作台上设有液电冲击破碎单元和样品回收单元，所述液电冲击破碎单元包括设于所述移动工作台上的放缆组件，所述放缆组件包括设于移动工作台上的电机驱动的放线轮，所述放线轮上并排绕设有缆线和输送胶管，所述移动工作台上设有伴随所述缆线下行的钻孔临时封堵单元，于移动工作台上设有与缆线连接的充能光电组件，于所述缆线端部设有放电电极。
通过上述方案，其通过设置放缆组件，将缆线和输送胶管一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮放线放线方便，不易卡死，放送至预定位置后，通过钻孔临时封堵单元将取样区暂时隔离封闭，通过输送胶管将取样区输入导电溶液，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极释放，放电电极瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，此时放电通道集聚扩大膨胀，此时取样区周围为几乎不可压缩的导电溶液，随即在取样区内形成强大的冲击波，冲击波经由溶液快速传播，激波将周围岩芯破碎，破碎完毕的岩芯经由样品回收单元进行回收取样，整个过程无需耗费较长时间安装钻杆，整个过程耗时短，冲击破碎过程将电能转化为机械能，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小，冲击破碎范围较小，适合小区域进行破碎取样，同时不会对钻孔产生不良影响，大大提高了传统取样的时间和效率。
进一步的，所述钻孔临时封堵单元包括设于所述输送胶管下端的膨胀气囊，所述膨胀气囊呈环形绕于所述缆线和输送胶管外周，所述膨胀气囊于所述输送胶管间设有电磁阀连通，所述移动工作台上设有电磁三通阀和输送泵，所述电磁三通阀一端与所述输送胶管连通，一端与压缩气源连接，一端与输送泵输出端连接。
通过上述方案，通过电磁三通阀可控制往输送胶管内输送压缩空气和通过输送泵输送液体。
进一步的，所述膨胀气囊外周壁设有内含金属网的耐磨抗冲击垫层。
通过上述方案，设置内含金属网的耐磨抗冲击垫层，可极大的提升膨胀气囊的抗冲击和耐磨性。
进一步的，所述充能光电组件包括设于所述移动工作台上的控制箱，所述控制箱内设有整流器、变压器、电容器以及控制开关，工业用电自变压器升压、整流器整流后对电容器充电，冲完完成电压达到规定电压后，经控制开关向放电电极释放电能。
通过上述方案，工业用电经由自变压器升压、整流器整流后对电容器充电，冲完完成电压达到规定电压后，经控制开关向放电电极释放电能。
进一步的，所述充能光电组件还包括设于控制箱内的频率控制单元，所述频率控制单元包括连接所述控制开关上的冲击波发生器和冲击波计数器。
通过上述方案，通过设置频率控制单元，在控制开关上设置冲击波发生器和冲击波计数器，可对电容器放电产生的冲击波进行有规律的释放，方便产生多次冲击波，将坚固的岩芯破碎。
进一步的，所述样品回收单元包括设于所述输送胶管端部的回收筒，所述回收筒整体为多孔的笼状，所述回收筒内设有呈漏斗状开口朝向外侧的回收斗，所述输送胶管端部于所述回收筒四周设有冲击喷头。
通过上述方案，当岩芯破碎完毕后，通过冲击喷头将高压水喷入取样区，促使取样区内破碎的岩芯进行滚动，岩芯沿回收斗滚入回收筒内，回收斗开口较小，可避免大部分岩芯碎渣掉出回收筒，整个装置结构简单，取样便捷。
进一步的，所述回收斗由若干弧形扇页拼接而成，单个扇页与所述回收筒通过扭簧铰接。
通过上述方案，回收斗由若干弧形扇页拼接而成，当遭受岩芯和水流冲击是，扇页向回收筒内部弯折，方便岩芯碎屑进入，当停止水流冲击时，扇页在扭簧复位。
进一步的，所述冲击喷头外周敷设有橡胶保护层。
通过上述方案，设置橡胶保护层可减轻冲击震动，提供装置对于电液冲击波的抗性。
进一步的，所述回收筒整体为橡胶材质。
通过上述方案，回收筒整体为橡胶材质，其抵抗机械震动的能力较强，提高对电液冲击的适应性。
进一步的，所述线缆为复合结构，包括位于最外层的聚氨酯护套、次外层的抗压丁腈护套和芯线，所述芯线外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，所述芯线与所述抗压丁腈护套间设有抗拉钢索。
通过上述方案，通过设置聚氨酯护套、抗压丁腈护套、抗拉钢索以及芯线外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，大大提高了线缆的抗拉和耐磨抗压能力，尤其适应于本装置的取样回收以及工地工况。
本发明的有益效果如下：
1、本发明结构新颖，通过设置放缆组件，将缆线和输送胶管一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮放线放线方便，不易卡死，放送至预定位置后，通过钻孔临时封堵单元将取样区暂时隔离封闭，通过输送胶管将取样区输入导电溶液，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极释放，放电电极瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，此时放电通道集聚扩大膨胀，此时取样区周围为几乎不可压缩的导电溶液，随即在取样区内形成强大的冲击波，冲击波经由溶液快速传播，激波将周围岩芯破碎，破碎完毕的岩芯经由样品回收单元进行回收取样，整个过程无需耗费较长时间安装钻杆，整个过程耗时短，冲击破碎过程将电能转化为机械能，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小，冲击破碎范围较小，适合小区域进行破碎取样，同时不会对钻孔产生不良影响，大大提高了传统取样的时间和效率；
2、通过设置聚氨酯护套、抗压丁腈护套、抗拉钢索以及芯线外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，大大提高了线缆的抗拉和耐磨抗压能力，尤其适应于本装置的取样回收以及工地工况；
3、通过设置频率控制单元，在控制开关上设置冲击波发生器和冲击波计数器，可对电容器放电产生的冲击波进行有规律的释放，方便产生多次冲击波，将坚固的岩芯破碎。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A部分的结构示意图；
图3是本申请控制箱内的元件示意图；
图4是本申请缆线剖面结构示意图。
附图标记：1、移动工作台；2、放线轮；3、缆线；4、输送胶管；5、放电电极；6、膨胀气囊；7、电磁三通阀；8、输送泵；9、控制箱；10、回收筒；11、回收斗；12、冲击喷头；13、聚氨酯护套；14、抗压丁腈护套；15、芯线；16、抗拉钢索。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
定向钻进是利用钻孔自然弯曲规律或采用人干造斜工具使钻孔按设计要求延伸钻到预定目标的一种钻进方法。也可以解释成为了钻达到一个预定的地下目标，使井眼在特定方向偏斜的工艺和科学。定向钻进技术是目前世界上前端的钻进方法之一，它具有GDS导向系统，通过孔外计算机监测，可以按照预先设计的钻进轨迹钻进至指定位置。这对瓦斯抽放、煤气层开发、紧急救援、探测排放采空区积水及地质构造等，有着无可比拟的优越性。通缆钻杆与定向钻机配套在钻探工程中应用及其广泛如钻孔纠斜:补取岩矿芯:绕讨事故孔殷或复杂孔段:避开地面障碍；一孔多分支:勘探陡斜矿体:煤层抽放或煤气开采:矿山竖井特定位置区域水文地质与工程地质查:开控铺设地下管线等。本申请就定向分支钻孔内岩芯取样问题，披露了一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其取样快速，事故发生率低，安全可靠。
实施例1
如图1到4所示，本实施例提供一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，包括设于钻孔上的移动工作台1，移动工作台1上设置有液电冲击破碎单元和样品回收单元，液电冲击破碎单元包括设于移动工作台1上的放缆组件，放缆组件包括设于移动工作台1上的电机驱动的放线轮2，放线轮2上并排绕设置有缆线3和输送胶管4，移动工作台1上设置有伴随缆线3下行的钻孔临时封堵单元，于移动工作台1上设置有与缆线3连接的充能光电组件，于缆线3端部设置有放电电极5。钻孔临时封堵单元包括设于输送胶管4下端的膨胀气囊6，膨胀气囊6呈环形绕于缆线3和输送胶管4外周，膨胀气囊6于输送胶管4间设置有电磁阀连通，移动工作台1上设置有电磁三通阀7和输送泵8，电磁三通阀7一端与输送胶管4连通，一端与压缩气源连接，一端与输送泵8输出端连接。膨胀气囊6外周壁设置有内含金属网的耐磨抗冲击垫层。
因此其通过设置放缆组件，将缆线3和输送胶管4一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮2放线放线方便，不易卡死，放送至预定位置后，通过钻孔临时封堵单元将取样区暂时隔离封闭，通过电磁三通阀7可控制往输送胶管4内输送压缩空气和通过输送泵8输送液体，膨胀气囊6外周壁设置有内含金属网的耐磨抗冲击垫层，通过输送胶管4将取样区输入导电溶液，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极5释放，放电电极5瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，此时放电通道集聚扩大膨胀，此时取样区周围为几乎不可压缩的导电溶液，随即在取样区内形成强大的冲击波，冲击波经由溶液快速传播，激波将周围岩芯破碎，破碎完毕的岩芯经由样品回收单元进行回收取样，整个过程无需耗费较长时间安装钻杆，整个过程耗时短，冲击破碎过程将电能转化为机械能，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小，冲击破碎范围较小，适合小区域进行破碎取样，同时不会对钻孔产生不良影响，大大提高了传统取样的时间和效率。
参照图2和图3，充能光电组件包括设于移动工作台1上的控制箱9，控制箱9内设置有整流器、变压器、电容器以及控制开关，工业用电自变压器升压、整流器整流后对电容器充电，冲完完成电压达到规定电压后，经控制开关向放电电极5释放电能，充能光电组件还包括设于控制箱9内的频率控制单元，频率控制单元包括连接控制开关上的冲击波发生器和冲击波计数器。工业用电经由自变压器升压、整流器整流后对电容器充电，冲完完成电压达到规定电压后，经控制开关向放电电极5释放电能。通过设置频率控制单元，在控制开关上设置冲击波发生器和冲击波计数器，可对电容器放电产生的冲击波进行有规律的释放，方便产生多次冲击波，将坚固的岩芯破碎。
完成岩芯破碎后，需要对岩芯进行收集，参照图1和图2，样品回收单元包括设于输送胶管4端部的回收筒10，回收筒10整体为多孔的笼状，回收筒10内设置有呈漏斗状开口朝向外侧的回收斗11，输送胶管4端部于回收筒10四周设置有冲击喷头12。回收斗11由若干弧形扇页拼接而成，单个扇页与回收筒10通过扭簧铰接。当岩芯破碎完毕后，通过冲击喷头12将高压水喷入取样区，促使取样区内破碎的岩芯进行滚动，岩芯沿回收斗11滚入回收筒10内，回收斗11开口较小，可避免大部分岩芯碎渣掉出回收筒10，整个装置结构简单，取样便捷，回收斗11由若干弧形扇页拼接而成，当遭受岩芯和水流冲击是，扇页向回收筒10内部弯折，方便岩芯碎屑进入，当停止水流冲击时，扇页在扭簧复位。
参照图2，冲击喷头12外周敷设置有橡胶保护层(图中未画出)，回收筒10整体为橡胶材质。设置橡胶保护层可减轻冲击震动，提供装置对于电液冲击波的抗性，回收筒10整体为橡胶材质，其抵抗机械震动的能力较强，提高对电液冲击的适应性。
参照图4，线缆为复合结构，包括位于最外层的聚氨酯护套13、次外层的抗压丁腈护套14和芯线15，芯线15外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，芯线15与抗压丁腈护套14间设置有抗拉钢索16，通过设置聚氨酯护套13、抗压丁腈护套14、抗拉钢索16以及芯线15外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，大大提高了线缆的抗拉和耐磨抗压能力，尤其适应于本装置的取样回收以及工地工况。
实施原理：通过设置放缆组件，将缆线3和输送胶管4一同伸入定向钻孔，其相比钻探取样，放线轮2放线放线方便，不易卡死，放送至预定位置后，通过钻孔临时封堵单元将取样区暂时隔离封闭，通过输送胶管4将取样区输入导电溶液，通过充能光电组件将电压上升并储能，当达到规定电压后输送至放电电极5释放，放电电极5瞬间放电产生放电电弧通道，较大的电能输入，此时放电通道集聚扩大膨胀，此时取样区周围为几乎不可压缩的导电溶液，随即在取样区内形成强大的冲击波，冲击波经由溶液快速传播，激波将周围岩芯破碎，破碎完毕的岩芯经由样品回收单元进行回收取样，整个过程无需耗费较长时间安装钻杆，整个过程耗时短，冲击破碎过程将电能转化为机械能，整个冲击过程时间短、消退快、影响范围小，冲击破碎范围较小，适合小区域进行破碎取样，同时不会对钻孔产生不良影响，大大提高了传统取样的时间和效率。
Claims (10)
1.一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，包括设于钻孔上的移动工作台(1)，所述移动工作台(1)上设有液电冲击破碎单元和样品回收单元，所述液电冲击破碎单元包括设于所述移动工作台(1)上的放缆组件，所述放缆组件包括设于移动工作台(1)上的电机驱动的放线轮(2)，所述放线轮(2)上并排绕设有缆线(3)和输送胶管(4)，所述移动工作台(1)上设有伴随所述缆线(3)下行的钻孔临时封堵单元，于移动工作台(1)上设有与缆线(3)连接的充能光电组件，于所述缆线(3)端部设有放电电极(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述钻孔临时封堵单元包括设于所述输送胶管(4)下端的膨胀气囊(6)，所述膨胀气囊(6)呈环形绕于所述缆线(3)和输送胶管(4)外周，所述膨胀气囊(6)于所述输送胶管(4)间设有电磁阀连通，所述移动工作台(1)上设有电磁三通阀(7)和输送泵(8)，所述电磁三通阀(7)一端与所述输送胶管(4)连通，一端与压缩气源连接，一端与输送泵(8)输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述膨胀气囊(6)外周壁设有内含金属网的耐磨抗冲击垫层。
4.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述充能光电组件包括设于所述移动工作台(1)上的控制箱(9)，所述控制箱(9)内设有整流器、变压器、电容器以及控制开关，工业用电自变压器升压、整流器整流后对电容器充电，冲完完成电压达到规定电压后，经控制开关向放电电极(5)释放电能。
5.根据权利要求4所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述充能光电组件还包括设于控制箱(9)内的频率控制单元，所述频率控制单元包括连接所述控制开关上的冲击波发生器和冲击波计数器。
6.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述样品回收单元包括设于所述输送胶管(4)端部的回收筒(10)，所述回收筒(10)整体为多孔的笼状，所述回收筒(10)内设有呈漏斗状开口朝向外侧的回收斗(11)，所述输送胶管(4)端部于所述回收筒(10)四周设有冲击喷头(12)。
7.根据权利要求6所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述回收斗(11)由若干弧形扇页拼接而成，单个扇页与所述回收筒(10)通过扭簧铰接。
8.根据权利要求7所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述冲击喷头(12)外周敷设有橡胶保护层。
9.根据权利要求8所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，其特征在于，所述回收筒(10)整体为橡胶材质。
10.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置，所述线缆为复合结构，包括位于最外层的聚氨酯护套(13)、次外层的抗压丁腈护套(14)和芯线(15)，所述芯线(15)外周采用抗拉芳纶纤维经纬编织，所述芯线(15)与所述抗压丁腈护套(14)间设有抗拉钢索(16)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210329103.7A CN114592815B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210329103.7A CN114592815B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114592815A true CN114592815A (zh) | 2022-06-07 |
| CN114592815B CN114592815B (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=81812590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210329103.7A Active CN114592815B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114592815B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090133929A1 (en) * | 2003-12-01 | 2009-05-28 | Arild Rodland | Method, Drilling Machine, Drill bit and Bottom Hole Assembly for Drilling by Electrical Discharge by Electrical Discharge Pulses |
| CN102221712A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-10-19 | 黄河勘测规划设计有限公司 | 绳索取芯钻孔不提钻压水试验自动测试方法 |
| CN206409218U (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-15 | 中国地质大学（北京） | 一种基于液电效应的油气储层增渗解堵装置 |
| WO2018133886A1 (zh) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | 珠海市英格尔特种钻探设备有限公司 | 一种基于绳索取心钻具的工程地质钻探施工方法 |
| CN208089227U (zh) * | 2018-01-22 | 2018-11-13 | 中国地质大学（武汉） | 一种多电极对电破碎钻头及电破碎实验装置 |
| CN109577859A (zh) * | 2018-07-03 | 2019-04-05 | 西南石油大学 | 一种连续管高压电脉冲-机械复合破岩钻井方法 |
| CN109826579A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-05-31 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种海底钻机绳索取芯打捞系统及方法 |
| CN110630173A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种取芯钻机 |
-
2022
- 2022-03-31 CN CN202210329103.7A patent/CN114592815B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090133929A1 (en) * | 2003-12-01 | 2009-05-28 | Arild Rodland | Method, Drilling Machine, Drill bit and Bottom Hole Assembly for Drilling by Electrical Discharge by Electrical Discharge Pulses |
| CN102221712A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-10-19 | 黄河勘测规划设计有限公司 | 绳索取芯钻孔不提钻压水试验自动测试方法 |
| CN206409218U (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-15 | 中国地质大学（北京） | 一种基于液电效应的油气储层增渗解堵装置 |
| WO2018133886A1 (zh) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | 珠海市英格尔特种钻探设备有限公司 | 一种基于绳索取心钻具的工程地质钻探施工方法 |
| CN208089227U (zh) * | 2018-01-22 | 2018-11-13 | 中国地质大学（武汉） | 一种多电极对电破碎钻头及电破碎实验装置 |
| CN109577859A (zh) * | 2018-07-03 | 2019-04-05 | 西南石油大学 | 一种连续管高压电脉冲-机械复合破岩钻井方法 |
| CN109826579A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-05-31 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种海底钻机绳索取芯打捞系统及方法 |
| CN110630173A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种取芯钻机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114592815B (zh) | 2024-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101545366B (zh) | 一种水下采矿方法及其装置 | |
| CN1963149B (zh) | 建筑物下矸石置换条带煤柱的开采方法 | |
| CN102854525B (zh) | 一种微震单向传感器碎裂岩体全方位深孔安装及回收装置 | |
| CN113217103B (zh) | 一种识别离层突水的方法 | |
| CN105971517A (zh) | 碎软煤层井下递进式瓦斯预抽定向孔钻进系统及方法 | |
| CN109505639B (zh) | 一种沿空掘巷煤柱加固系统及其使用方法 | |
| CN108643820A (zh) | 用于软硬地层的离心排泥式气压加压钻切装置 | |
| WO2013102309A1 (zh) | 一种长壁工作面无煤柱开采方法 | |
| CN102264998A (zh) | 连续采矿法 | |
| CN205593478U (zh) | 一种煤矿采空区充填后的覆岩移动变形监测系统 | |
| CN109991656B (zh) | 一种基于热熔胶的微震传感器孔内安装回收装置 | |
| US20150184509A1 (en) | Sampling apparatus | |
| CN110837110B (zh) | 一种适用于tbm隧道的地震波法超前预报辅助装置及方法 | |
| CN114592815A (zh) | 一种用于定向分支钻孔的岩芯取样装置 | |
| CN112253111A (zh) | 自然崩落采矿法 | |
| CN109162717B (zh) | 一种采矿、隧道工程水力掘进方法及其设备 | |
| CN114198137B (zh) | 一种碎软且构造复杂煤层定向长钻孔施工方法及大面积区域化布置方法 | |
| TIAN et al. | Key technologies and equipment for quickly and safely building life support and rescue channels in mine disasters [J] | |
| CN209525468U (zh) | 一种基于气囊的微震监测传感器安装装置 | |
| CN113047880B (zh) | 一种可回收的气推式吸能锚杆及其使用方法 | |
| CN115045628A (zh) | 一种煤矿地质钻探装置 | |
| CN209763901U (zh) | 一种定向爆破飞石防护网 | |
| CN113219522B (zh) | 一种搭载于护盾上的地震超前预报观测系统及方法 | |
| CN109765605A (zh) | 一种基于气囊的微震监测传感器安装装置及安装方法 | |
| CN111173488A (zh) | 一种利用可控冲击波实现气井投产的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |