CN201507260U - 取芯器用单动卡簧提断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种取芯器用单动卡簧提断装置，包括钻头，卡簧座、卡簧，以及扩孔器，所述钻头固定安装在扩孔器的下部，所述卡簧座位于钻头的内部，所述卡簧安装在卡簧座中。该取芯器用单动卡簧提断装置使用于单管进行取芯钻进不用内管，可以尽可能的加长取芯管，提高单次取芯长度，减少起下钻次数，同样能用于双管单动长筒取芯钻进方式，由于卡簧座不与内管连接，单动卡簧提断装置可保证岩芯卡取。本实用新型的优点在于：大大提高钻进效率和岩芯采取率，特别是配合顶驱地质岩芯钻机深孔取芯钻进效果更加突出，钻进效率成倍提高，施工成孔周期减少，成本更低，有着显著的经济效益和社会效益。

Description

取芯器用单动卡簧提断装置

【技术领域】

本实用新型是关于一种地质岩芯勘探取芯装置，特别是一种取芯器用单动卡簧提断装置。

【背景技术】

地质岩芯勘探取芯，是钻孔过程中最为重要的组成部分，也是影响钻孔效率的关键环节。在采用提钻取芯钻进中关键参数是：一、单回次进尺长度，二、岩芯采取率，三、钻进时钻进效率。同时提高三项指标是取芯技术研究重点。随着深部固体矿藏勘探钻孔的延深，对于提钻取芯的单回次进尺长度是钻效高低的关键。因为每回次进尺无论多少在同一孔深时所用的时间都是一样的，而钻孔越深每回次的时间也就越长，影响也就越大，所以应用提钻取芯提高单回次进尺长度和岩芯采取率就是取芯技术的研究重点。特别是应用顶部驱动钻机后，能进行立根钻进为取芯钻进有长达18米的机上残尺和打入的钻杆无需拉出(也就是残尺打完后取芯器不用拉离孔底进行加尺继续钻进)，为长筒取芯提供了有利的条件。

对于地质岩芯钻孔小直径提钻取芯方式有单管和双管单动式；卡芯方式有投卡料方式和卡簧方式。

单管岩石取芯钻进目前普遍采用投卡料方式卡取岩芯，其缺点是：

1.卡芯不劳，易出现脱芯现象，一般岩芯采取率在70％左右；

2.取芯钻进进尺不能过长，不易下投卡料；

3.下投卡料要用一定的作业时间，使辅助时间增加，特别是在深部钻孔中影响更大；

4.用卡料方式取芯不能实现在钻进中应用一些提高钻率的特殊工艺，如液动替孔锤、螺杆钻、减震器等。

基于以上不足，投卡料方式取芯已无法满足深孔钻进钻进工艺的需求。单管的卡簧卡芯方式现在已基本不用，主要是单管钻进卡簧直接安装在单管钻头和扩孔器之间的管内，在钻进时取芯管、扩孔器、钻头都在高速旋转，这时也会带动卡簧出现回转，常常出现卡簧磨损严重卡不上岩芯，或出现卡簧折断取不上岩芯。所以在单管取芯也只有投卡料方式。

双管主要是指双管单动取芯，取芯器由内管外管两根管子构成，卡簧座是直接安装在内管中。在钻进中，钻杆带动外管钻头旋转钻进，内管是悬挂在单动接头下，安装在其上的卡簧座不旋转，所以卡簧也不转，这样卡簧磨损就很小，也就确保了岩芯的卡断，提高了取芯的采取率。但对于小口径双管取芯来说，一般外管长度小于4.5m，这是因为在施工实践中发现当内管大于4m时，双管单动取芯率下降，卡簧损坏严重。分析认为小口径双管取芯器内外管差很小，在5mm左右。当双管单动取芯器过长时，钻进中要对钻头使加一定的钻压，取芯外管在一定钻压下会发生一定的弹性弯曲变形，内管由于没有承受钻杆使加的钻压，因此不会发生变形。这样外管与内管就发生夹挤，使得内管、卡簧座、卡簧也出现旋转，变成了双管双动。从而导致卡簧磨损，失去卡取岩芯的功能。所以小口径双管单动取芯器一般就不会长，单回次进尺就少，特别是在深孔施工将大大增加辅助时间，工期增加施工成本和风险加大。

所以提高深部钻孔取芯单回次进尺长度，将是提高钻率最有效的方式之一，当务之急就是要研究出应用顶部驱动钻机用于深孔取芯钻进的小口径长筒取芯器和卡芯方式。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种应用顶部驱动钻机用于深孔取芯钻进的小口径取芯器用单动卡簧提断装置，并且其卡簧使用寿命长，岩芯卡取结实。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：取芯器用单动卡簧提断装置，包括钻头，卡簧座、卡簧，以及扩孔器，所述钻头固定安装在扩孔器的下部，所述卡簧座位于钻头的内部，所述卡簧安装在卡簧座中。

该取芯器用单动卡簧提断装置还包括下轴承以及上轴承，卡簧座的顶端装置有上轴承，卡簧座的底端装置有下轴承，所述上轴承的顶端抵在扩孔器的底端，下轴承的底端抵在钻头的底部形成的台阶上。

该取芯器用单动卡簧提断装置还包括压紧垫，所述压紧垫设置在所述上轴承的顶端与扩孔器的底端之间。

作为一实施例，所述钻头与扩孔器之间采用螺纹连接。

作为一实施例，所述扩孔器的下部具有外螺纹，所述钻头的上部分具有内螺纹，所述钻头套在扩孔器的下部。

所述卡簧的外壁成上宽下窄的锥状，卡簧座的内壁具有同样的锥面。

所述卡簧的上下端相通，卡簧的侧面的一面断开。

本实用新型取芯器用单动卡簧提断装置的优点在于：

(1)卡簧在钻进中不转动，避免了对岩心的振动和摩擦，不易扭断，保证了岩心采取量。钻进时卡簧磨损小，卡簧使用寿命长，岩芯卡取结实，防止了起钻过程中岩心脱落，操作简单。

(2)不用内管时，单次采取可尽可能长。

(3)能在双管单动中实现长筒取芯。

(4)卡簧近在钻头，孔内残留岩芯少。

(5)结构简单易加工，现场组装方便。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型取芯器用单动卡簧提断装置的剖面图。

图2是本实用新型应用于单管的示意图。

图3是本实用新型应用于双管的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本实用新型取芯器用单动卡簧提断装置包括钻头1，下轴承2、卡簧座3、卡簧4、上轴承5、压紧垫6，以及扩孔器5。

所述钻头1固定安装在扩孔器7的下部，通常钻头1与扩孔器7之间采用螺纹连接，本实施例中，所述扩孔器7的下部具有外螺纹，所述钻头1的上部分具有内螺纹，连接时，钻头1套在扩孔器7的下部。

所述下轴承2以及上轴承5将卡簧座3支承在钻头1的内部，扩孔器7通过压紧垫6压紧上轴承5，使卡簧座3在钻头1内部能够轻松转动。具体的配合关系如下所述。

所述卡簧座3位于钻头1的内部，卡簧座3的顶端装置有上轴承5，卡簧座3的底端装置有下轴承2，所述上轴承5的顶端抵在扩孔器7的底端，下轴承2的底端抵在钻头1的底部形成的台阶12上。所述上轴承5的顶端与扩孔器7的底端之间还包括压紧垫6，其作用是使扩孔器7进一步压紧上轴承5。

所述卡簧4安装在卡簧座3中，卡簧4的外壁成上宽下窄的锥状，卡簧座3的内壁具有同样的锥面，从而卡簧4与卡簧座3相配合。且卡簧4的上下端相通，卡簧4的侧面的一面断开。

当钻进时，由于卡簧4的侧面的一面断开，且卡簧4此时张开在卡簧座3的上部，岩芯(图未示)可顺利通过卡簧4进入岩芯管(图未示)中。岩芯装满岩芯管后，向上提钻头1时，因为卡在卡簧4内的岩芯仍与地下岩芯相连接，即卡在卡簧4内的岩芯处于不动的状态，因此，卡住岩芯的卡簧4也处于静止的状态，而卡簧座3随着钻头1的上提也想上运动，则卡簧4相对于卡簧座3向下移动，收缩卡紧岩芯，进行割芯和卡取岩芯。

该取芯器用单动卡簧提断装置使用于单管进行取芯钻进不用内管，可以尽可能的加长取芯管，提高单次取芯长度，减少起下钻次数，如图2所示，是本实用新型应用于单管8的示意图；该取芯器用单动卡簧提断装置同样能用于双管单动长筒取芯钻进方式，由于卡簧座不与内管连接，单动卡簧提断装置可保证岩芯卡取，如图3所示，是本实用新型应用于双管的示意图，其中标号9代表内管，标号10代表外管。

采用本实用新型取芯器用单动卡簧提断装置将大大提高钻进效率和岩芯采取率，特别是配合顶驱地质岩芯钻机深孔取芯钻进效果更加突出，钻进效率成倍提高，施工成孔周期减少，成本更低，有着显著的经济效益和社会效益。

Claims (7)

1.取芯器用单动卡簧提断装置，包括钻头，卡簧座、卡簧，以及扩孔器，其特征在于：所述钻头固定安装在扩孔器的下部，所述卡簧座位于钻头的内部，所述卡簧安装在卡簧座中。

2.如权利要求1所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：还包括下轴承以及上轴承，卡簧座的顶端装置有上轴承，卡簧座的底端装置有下轴承，所述上轴承的顶端抵在扩孔器的底端，下轴承的底端抵在钻头的底部形成的台阶上。

3.如权利要求2所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：还包括压紧垫，所述压紧垫设置在所述上轴承的顶端与扩孔器的底端之间。

4.如权利要求1所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：所述钻头与扩孔器之间采用螺纹连接。

5.如权利要求4所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：所述扩孔器的下部具有外螺纹，所述钻头的上部分具有内螺纹，所述钻头套在扩孔器的下部。

6.如权利要求1所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：所述卡簧的外壁成上宽下窄的锥状，卡簧座的内壁具有同样的锥面。

7.如权利要求1所述的取芯器用单动卡簧提断装置，其特征在于：所述卡簧的上下端相通，卡簧的侧面的一面断开。

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