CN209892136U - 一种双壁钻杆岩芯自动卡取机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双壁钻杆岩芯自动卡取机构。具体涉及地质钻探岩芯卡取设备领域，包括外管和内管，还包括固接在内外管上的定位环，其下方内管管壁上开有三个导向孔，承力钢管结构沿径向以120°夹角分别连接三根伸缩钢管，穿过导向孔后和金属杆相连，金属杆下端内管管壁上开有弧形孔，弧形孔沿径向向外依次为金属杆、卡取环、铁柱、小型电磁铁及导线盖。当承力钢管结构受岩芯推力作用向上移动并带动金属杆下端至弧形孔上端时，卡取环在压缩弹簧弹力作用下弹出，进入内管卡取岩芯；提钻后打开导线盖，给小型电磁铁通电吸回铁柱和卡取环，即可取出岩芯。本实用新型利用内管中岩芯长度控制卡取机构，实现自动卡取岩芯，可有效提高钻探工作效率。

Description

一种双壁钻杆岩芯自动卡取机构

技术领域

本实用新型涉及地质钻探岩芯卡取设备领域。

背景技术

地质勘查或涉及实际工程的水文、工程、环境等其他地质勘察工作往往要求某几段或全孔采取岩芯，且对采取岩芯的质量、准确性和取芯率有一定要求。现有的岩芯卡取方法有卡料卡取法、沉淀卡取法、卡簧卡取法和干钻卡取法，上述方法存在操作困难、可靠性不高及钻进中途不能任意提动钻具等诸多不足之处，已公开的双壁钻杆用岩芯卡取机构虽然规避了上述方法的缺陷，但自动化程度较低，提钻后取出岩芯操作麻烦，容易降低钻探工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种取芯准确，岩芯采取率高，能自动卡取岩芯且操作简便的双壁钻杆岩芯自动卡取机构。

本实用新型提供的这种双壁钻杆岩芯自动卡取机构包括间隙套装的外管(1)和内管(2)，还包括固接在内外管上，处于内外管之间的定位环(3)，所述定位环(3)下方的内管(2)管壁上开有三个导向孔(7)，位于内管(2)中心的承力钢管结构(8)沿径向以120°夹角分别连接三根伸缩钢管(9)，所述伸缩钢管(9)外端焊接有钢管接头(10)，壁上开有限位槽(12)，用于连接下方沿轴向布置的金属杆(14)，所述金属杆(14)位于内管(2)外壁上沿轴向固接的导向槽(13)中，位于金属杆(14)下端的内外管之间设有卡取环(16)，和所述卡取环(16)对应的内管(2)管壁上开有可供其通过的弧形孔(22)，卡取环(16)外侧固接有一圆柱形铁柱(18)，铁柱(18)外侧是安装于外管(1)管壁中的小型电磁铁(20)，外管(1)内侧管壁上焊接有比铁柱(18)直径稍大的圆柱形导向筒(17)，非卡取状态下所述铁柱(18)和小型电磁铁(20)均套装在导向筒(17)内，压缩弹簧(19)一端连接在卡取环(16)和铁柱(18)相接触的部位，另一端固定在外管(1)的内管壁上，各卡取环(16)均由所述压缩弹簧(19)驱动并与金属杆(14)接触，正常钻进过程中，当内管(2)中的岩芯和承力钢管结构(8)相接触时，岩芯对其产生一个向上的推力，促使连接在钢管接头(10)上的金属杆(14)也向上移动，在金属杆(14)下端移动到弧形孔(22)上端时，卡取环(16)在压缩弹簧(19)弹力作用下向内管(2)内侧移动卡取岩芯。

为使内外管的相对位置不发生变化，所述定位环(3)内外侧均设有三个凸起(6)，分别和内管(2)外壁上的三个内管凹槽(4)及外管(1)内壁上的三个外管凹槽(5)相对应。

为使承力钢管结构(8)和金属杆(14)的移动是同步的，所述承力钢管结构(8)为六根钢管焊接组成的正三角形内含三个等腰三角形结构。

为使金属杆(14)能够上下自由移动，准确控制卡取环(16)的工作状态，所述导向槽(13)外侧为不锈钢，内侧为一层环状塑料，卡取环内侧正中间开有比金属杆(14)直径稍大的弧形凹槽(15)。

为防止金属杆(14)和钢管接头(10)连接不当时而掉入孔内，弧形孔(22)下端的内管(2)外壁上固接有一个封闭的导向槽底端(23)。

为使提钻后方便快捷地取出岩芯并立即开始下一回次的钻进，所述外管(1)外侧管壁上设置有一个圆形导线盖(21)，提钻后可打开导线盖(21)给小型电磁铁(20)通电吸回铁柱(18)和卡取环(16)，进而取出岩芯并复位其他机构，开始下一回次的钻进。

为方便本实用新型的安拆，所述伸缩钢管(9)的直径小于承力钢管结构(8)中的钢管直径，可部分缩回承力钢管结构(8)中，所述金属杆(14)通过限位槽(12)和固定在杆上端的螺丝(11)连接在钢管接头(10)上。

所述压缩弹簧(19)在图1和图5两种情况下均处于收缩变形状态，在图5中其产生的弹力传递给卡取环以卡紧岩芯。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1A-A处剖视结构示意图。

图4为图1B-B处剖视结构示意图。

图5为本实用新型工作状态下的结构示意图。

图6为图5B-B处剖视结构示意图。

图中标记为：1、外管；2、内管；3、定位环；4、内管凹槽；5、外管凹槽；6、凸起；7、导向孔；8、承力钢管结构；9、伸缩钢管；10、钢管接头；11、螺丝；12、限位槽；13、导向槽；14、金属杆；15、弧形凹槽；16、卡取环；17、导向筒；18、铁柱；19、压缩弹簧；20、小型电磁铁；21、导线盖；22、弧形孔；23、导向槽底端。

具体实施方式

从图1到图6可以看出，一种双壁钻杆岩芯自动卡取机构，包括外管1、内管2、定位环3、承力钢管结构8、三根金属杆14、三个卡取环16、三组压缩弹簧19，定位环3通过其内外侧的六个凸起6与内管2外壁上的三条内管凹槽4和外管1内壁上的三条外管凹槽5安装在内外管之间，所述定位环3下方的内管2管壁上开有三条导向孔7，承力钢管结构8外侧接有三根伸缩钢管9，伸缩钢管9外端分别焊接有一个钢管接头10，钢管接头10的壁上开有限位槽12，钢管接头10下方的金属杆14通过其上端的螺丝11和限位槽12进行连接固定，在金属杆14下端的内外管之间设卡取环16，和卡取环16对应的内管2管壁上开有可供其通过的弧形孔22，卡取环16外侧固接有圆柱形铁柱18，铁柱18外侧为安装在外管1管壁中的小型电磁铁20，外管1内侧管壁上焊接有比铁柱18直径稍大的圆柱形导向筒17，非卡取状态下所述铁柱18和小型电磁铁20均套装在导向筒17内，压缩弹簧19一端连接在卡取环16和铁柱18相接触的部位，另一端固定在外管1的内管壁上。

进一步地，在钢管接头10下方的内管2外壁上沿轴向固接有导向槽13，其外侧为不锈钢，内侧为一层环状塑料，同时，卡取环16内侧正中间开有比金属杆14直径稍大的弧形凹槽15。

进一步地，卡取环16在压缩弹簧19弹力的驱动下与金属杆14接触，钻进过程中只要岩芯未接触承力钢管结构8可任意提动钻具，接触后承力钢管结构8由于岩芯的推力而相对内管2向上移动致使金属杆14下端到达弧形孔22上端时，卡取环16在压缩弹簧19弹力作用下弹出，进入内管2内侧卡取岩芯。

进一步地，提钻后可打开外管1外壁上的导线盖21，给小型电磁铁20通电吸回铁柱18和卡取环16，然后取出岩芯并复位其他机构，开始下一回次的钻进。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的技术方案进行说明，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本发明原理的条件下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种双壁钻杆岩芯自动卡取机构，其特征在于：包括间隙套装的外管(1)和内管(2)，还包括固接在内外管上，处于内外管之间的定位环(3)，所述定位环(3)下方的内管(2)管壁上开有三个导向孔(7)，位于内管(2)中心的承力钢管结构(8)沿径向以120°夹角分别连接三根伸缩钢管(9)，所述伸缩钢管(9)外端焊接有钢管接头(10)，壁上开有限位槽(12)，用于连接下方沿轴向布置的金属杆(14)，所述金属杆(14)位于内管(2)外壁上沿轴向固接的导向槽(13)中，位于金属杆(14)下端的内外管之间设有卡取环(16)，和所述卡取环(16)对应的内管(2)管壁上开有可供其通过的弧形孔(22)，卡取环(16)外侧固接有一圆柱形铁柱(18)，铁柱(18)外侧是安装于外管(1)管壁中的小型电磁铁(20)，外管(1)内侧管壁上焊接有比铁柱(18)直径稍大的圆柱形导向筒(17)，非卡取状态下所述铁柱(18)和小型电磁铁(20)均套装在导向筒(17)内，压缩弹簧(19)一端连接在卡取环(16)和铁柱(18)相接触的部位，另一端固定在外管(1)的内管壁上，各卡取环(16)均由所述压缩弹簧(19)驱动并与金属杆(14)接触，钻进时内管(2)中的岩芯对所述承力钢管结构(8)产生向上的推力带动金属杆(14)向上移动，待金属杆(14)下端移动到弧形孔(22)上端时，卡取环(16)在压缩弹簧(19)弹力作用下向内管(2)内侧移动卡取岩芯。

2.根据权利要求1所述的双壁钻杆岩芯自动卡取机构，其特征在于：所述外管(1)外侧管壁上设置有圆形导线盖(21)，提钻后可打开导线盖(21)给小型电磁铁(20)通电吸回铁柱(18)和卡取环(16)，进而取出岩芯并复位其他机构，开始下一回次的钻进。

3.根据权利要求1所述的双壁钻杆岩芯自动卡取机构，其特征在于：所述伸缩钢管(9)的直径小于承力钢管结构(8)中的钢管直径，可部分缩回承力钢管结构(8)中，所述金属杆(14)通过限位槽(12)和螺丝(11)与钢管接头(10)相接，方便设备的安拆。

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