CN220849609U - 一种三层管钻具结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三层管钻具结构，尤其是破碎地层取芯用三层管钻具，属于地质钻探技术领域。技术方案是：连杆轴（6）外部套设中间轴承套（11），中间轴承套（11）两端分别设有轴承一（9），中间轴承套（11）上部和下部分别套设上压盖（7）和下压盖（12），上压盖（7）、轴承一（9）、中间轴承套（11）和下压盖（12）外套设连接套（10）；下部内管（27）两端分别与连接套（10）和爪簧座总成（30）螺纹连接，爪簧座总成（30）内设有爪簧（38）。本实用新型的有益效果是：绳索取芯向上提升内管总成时，第三层半合管在下部内管中先向上滑动，爪簧收缩，阻止半合管中的岩心向下散落，大大提高了取芯率。

Description

一种三层管钻具结构

技术领域

本实用新型涉及一种三层管钻具结构，尤其是破碎地层取芯用三层管钻具，属于地质钻探技术领域。

背景技术

金刚石绳索取芯钻探技术是未来地质找矿取芯钻探的主要方法,

绳索取芯在我国钻探技术领域已经有30多年的发展史，虽然已经形成了一套比较完善的钻进取芯工艺体系，但破碎地层取芯一直是绳索取芯的一大难题。目前，大部分金刚石绳索取芯钻具都是双管单动钻具，即内、外管结构，内管通过轴承实现单动。破碎地层多为结构疏松、粒间连接性差的泥化夹层、煤层等，采用常规的双管单动钻具取芯时，破碎岩心不易被卡簧卡紧，甚至岩心太过破碎会造成卡簧功能失效，当提取内管取芯时，破碎岩心会受自身重力、冲洗液冲刷、提取加速度、内管与钻杆内壁碰撞等影响，从内管中散落，导致取芯率不高，达不到勘探要求。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种三层管钻具结构，采用爪簧座总成防止岩心在提取过程中散落，从而保证取芯率，解决了背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种三层管钻具结构，包含外管总成、内管总成和半合管总成，外管总成内设有内管总成，内管总成内设置半合管总成；

所述外管总成包含弹卡挡头、弹卡室、座环、外管、扶正环、扩孔器一、扩孔器二和钻头，弹卡挡头和弹卡室一端螺纹连接，弹卡室另一端通过扩孔器一和外管一端连接，弹卡室与扩孔器一连接处内侧设置座环；外管另一端通过扩孔器二和钻头连接，外管另一端和扩孔器二连接处内侧设置扶正环；

所述内管总成包含弹卡总成、上部内管、钢球、上接头、连杆轴、上压盖、轴承一、连接套、中间轴承套、下压盖、下部内管和爪簧座总成，弹卡总成和上部内管螺纹连接，上部内管通过上接头与连杆轴顶部连接；连杆轴顶部设有钢球孔，钢球孔内设有钢球；连杆轴外部套设中间轴承套，中间轴承套两端分别设有轴承一，中间轴承套上部和下部分别套设上压盖和下压盖，上压盖、轴承一、中间轴承套和下压盖外套设连接套；下部内管两端分别与连接套和爪簧座总成螺纹连接，爪簧座总成内设有爪簧；

所述半合管总成设置在下部内管内，半合管总成包含下接头、密封环、轴承二、半合管轴承套、铜套、轴承三、支承轴、半合管接头、半合管组成、卡簧座和卡簧，下接头与连杆轴底部连接，连杆轴下方设有支承轴，支承轴外部依次套设密封环、轴承二、铜套和轴承三，密封环、轴承二、铜套和轴承三外套设半合管轴承套，半合管轴承套两端分别与下接头和支承轴连接；支承轴底部通过半合管接头与半合管组成连接，半合管组成与卡簧座螺纹连接，卡簧座内设有卡簧。

所述上压盖和下压盖内侧与中间轴承套连接，上压盖和下压盖外侧与连接套螺纹连接，上压盖和下压盖端部与轴承一相接触，中间轴承套与连接套螺纹连接；上压盖和下压盖分别与中间轴承套之间设有O型密封圈一。

所述密封环与半合管轴承套之间设有O型密封圈二。

所述半合管组成由接头和半合管焊接而成，接头与半合管接头螺纹连接，半合管与卡簧座螺纹连接。

所述上接头侧面设有螺纹孔，上接头通过紧定螺钉和螺纹孔与连杆轴紧密连接。

所述连杆轴底部与锁紧螺母一螺纹连接，锁紧螺母一设置在下接头上方，锁紧螺母一用于调整半合管总成滑动的距离。

所述支承轴顶部与锁紧螺母二螺纹连接，支承轴顶部通过开口销与锁紧螺母二紧固连接。

所述半合管总成通过下接头与内管总成的连杆轴螺纹连接成一个整体，内管总成的中间轴承套内侧对称设置键槽一，键槽一轴向设置，连杆轴外侧对称设置键槽二，键槽一和键槽二相匹配，中间轴承套和连杆轴通过键槽一、键槽二和键连接，可使半合管总成在下部内管中沿轴向上、下滑动，但不能旋转，上下滑动的行程为下压盖与锁紧螺母一的距离，此距离通过锁紧螺母一可调。

所述外管总成为第一层管，内管总成为第二层管，半合管总成为第三层管，形成三层管钻具。

所述半合管总成的卡簧座在内管总成的爪簧座总成底部时，爪簧张开，随着半合管向上滑动，爪簧逐步收缩。

本实用新型的有益效果是：绳索取芯向上提升内管总成时，第三层半合管在下部内管中先向上滑动，爪簧收缩，阻止半合管中的岩心向下散落，大大提高了取芯率；内管总成和半合管总成均设有单动机构，对半合管内岩心扰动较小。

附图说明

图1为本实用新型上半部分结构示意图；

图2为本实用新型下半部分结构示意图；

图3为本实用新型外管结构示意图；

图4为本实用新型内管总成结构示意图；

图5为本实用新型半合管总成结构示意图；

图6为本实用新型钻进状态示意图；

图7为本实用新型内管总成提升状态示意图；

图中：弹卡总成1、上部内管2、钢球3、上接头4、紧定螺钉5、连杆轴6、上压盖7、O型密封圈一8、轴承一9、连接套10、中间轴承套11、下压盖12、键13、锁紧螺母一14、下接头15、锁紧螺母二16、开口销17、密封环18、O型密封圈二19、轴承二20、半合管轴承套21、铜套22、轴承三23、支承轴24、半合管接头25、半合管组成26、下部内管27、卡簧座28、卡簧29、爪簧座总成30、弹卡挡头31、弹卡室32、座环33、外管34、扶正环35、扩孔器二36、钻头37、爪簧38、岩心39。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明。

一种三层管钻具结构，包含外管总成、内管总成和半合管总成，外管总成内设有内管总成，内管总成内设置半合管总成；

所述外管总成包含弹卡挡头31、弹卡室32、座环33、外管34、扶正环35、扩孔器一、扩孔器二36和钻头37，弹卡挡头31和弹卡室32一端螺纹连接，弹卡室32另一端通过扩孔器一和外管34一端连接，弹卡室32与扩孔器一连接处内侧设置座环33；外管34另一端通过扩孔器二36和钻头37连接，外管34另一端和扩孔器二36连接处内侧设置扶正环35；

所述内管总成包含弹卡总成1、上部内管2、钢球3、上接头4、连杆轴6、上压盖7、轴承一9、连接套10、中间轴承套11、下压盖12、下部内管27和爪簧座总成30，弹卡总成1和上部内管2螺纹连接，上部内管2通过上接头4与连杆轴6顶部连接；连杆轴6顶部设有钢球孔，钢球孔内设有钢球3；连杆轴6外部套设中间轴承套11，中间轴承套11两端分别设有轴承一9，中间轴承套11上部和下部分别套设上压盖7和下压盖12，上压盖7、轴承一9、中间轴承套11和下压盖12外套设连接套10；下部内管27两端分别与连接套10和爪簧座总成30螺纹连接，爪簧座总成30内设有爪簧38；

所述半合管总成设置在下部内管27内，半合管总成包含下接头15、密封环18、轴承二20、半合管轴承套21、铜套22、轴承三23、支承轴24、半合管接头25、半合管组成26、卡簧座28和卡簧29，下接头15与连杆轴6底部连接，连杆轴6下方设有支承轴24，支承轴24外部依次套设密封环18、轴承二20、铜套22和轴承三23，密封环18、轴承二20、铜套22和轴承三23外套设半合管轴承套21，半合管轴承套21两端分别与下接头15和支承轴24连接；支承轴24底部通过半合管接头25与半合管组成26连接，半合管组成26与卡簧座28螺纹连接，卡簧座28内设有卡簧29。

所述上压盖7和下压盖12内侧与中间轴承套11连接，上压盖7和下压盖12外侧与连接套10螺纹连接，上压盖7和下压盖12端部与轴承一9相接触，中间轴承套11与连接套10螺纹连接；上压盖7和下压盖12分别与中间轴承套11之间设有O型密封圈一8。

所述密封环18与半合管轴承套21之间设有O型密封圈二19。

所述半合管组成26由接头和半合管焊接而成，接头与半合管接头25螺纹连接，半合管与卡簧座28螺纹连接。

所述上接头4侧面设有螺纹孔，上接头4通过紧定螺钉5和螺纹孔与连杆轴6紧密连接。

所述连杆轴6底部与锁紧螺母一14螺纹连接，锁紧螺母一14设置在下接头15上方，锁紧螺母一14用于调整半合管总成滑动的距离。

所述支承轴24顶部与锁紧螺母二16螺纹连接，支承轴24顶部通过开口销17与锁紧螺母二16紧固连接。

所述半合管总成通过下接头15与内管总成的连杆轴6螺纹连接成一个整体，内管总成的中间轴承套11内侧对称设置键槽一，键槽一轴向设置，连杆轴6外侧对称设置键槽二，键槽一和键槽二相匹配，中间轴承套11和连杆轴6通过键槽一、键槽二和键13连接，可使半合管总成在下部内管27中沿轴向上、下滑动，但不能旋转，上下滑动的行程为下压盖12与锁紧螺母一14的距离，此距离通过锁紧螺母一14可调。

所述外管总成为第一层管，内管总成为第二层管，半合管总成为第三层管，形成三层管钻具。

所述半合管总成的卡簧座28在内管总成的爪簧座总成30底部时，爪簧38张开，随着半合管向上滑动，爪簧逐步收缩。

本实施例中，参照附图1-7，一种三层管钻具结构，包含外管总成、内管总成和半合管总成。

所述外管总成包含弹卡挡头31、弹卡室32、座环33、扩孔器一、外管34、扶正环35、扩孔器二36和钻头37，弹卡挡头31和弹卡室32螺纹连接，座环33设置于弹卡室32与扩孔器一连接的螺纹之间；扩孔器一与外管34螺纹连接，扶正环35设置于外管34与扩孔器二36连接的螺纹之间，扩孔器二36与钻头37螺纹连接；

所述内管总成包含弹卡总成1、上部内管2、钢球3、上接头4、连杆轴6、上压盖7、轴承一9、连接套10、中间轴承套11、下压盖12、下部内管27和爪簧座总成30，弹卡总成1与上部内管2螺纹连接，上部内管2与上接头4螺纹连接，上接头4与连杆轴6螺纹连接，紧定螺钉5在上接头4侧部的螺纹孔中旋入，用于顶紧连杆轴6；钢球3放置于连杆轴6顶部的钢球孔中，连杆轴6外部套设上压盖7、中间轴承套11、连接套10和下压盖12，中间轴承套11两端分别安装轴承一9，上部套设上压盖7，O型密封圈一8设置于上压盖7内侧与中间轴承套11之间，中间套设连接套10，下部套设下压盖12，上压盖7和下压盖12的外螺纹与连接套10的内螺纹连接，连接套10下部外螺纹与下部内管27内螺纹连接，锁紧螺母一14与连杆轴6螺纹连接，下部内管27与爪簧座总成30螺纹连接；

所述半合管总成包含下接头15、密封环18、轴承二20、半合管轴承套21、铜套22、轴承三23、支承轴24、半合管接头25、半合管组成26、卡簧座28和卡簧29，下接头15上部内螺纹与连杆轴6螺纹连接，锁紧螺母二16与支承轴24螺纹连接，开口销17穿入锁紧螺母二16与支承轴24，支承轴24外部套设密封环18、轴承二20、铜套22、轴承三23和半合管轴承套21，O型密封圈二19放置于密封环18和半合管轴承套21之间，半合管轴承套21上部内螺纹与下接头15下部外螺纹连接，支承轴24下部外螺纹与半合管接头25上部内螺纹连接，半合管接头25下部内螺纹与半合管组成26上部外螺纹连接，半合管组成26下部外螺纹与卡簧座28内螺纹连接，卡簧29设置于卡簧座28内；

所述半合管总成通过下接头15与内管总成的连杆轴6螺纹连接成一个整体，内管总成的中间轴承套11有对称的两个轴向设置的键槽一与连杆轴6上对应的键槽二通过两个键13连接，可使半合管总成在下部内管27中沿轴向上、下滑动，但不能旋转，上下滑动的行程为下压盖12与锁紧螺母一14的距离，此距离通过锁紧螺母一14可调。

所述半合管总成的卡簧座28在内管总成的爪簧座总成30底部时，爪簧38被顶开，此时本实用新型处于钻进状态，钻取的岩心39可以在半合管内。

钻进完成后进行取芯操作，弹卡总成1向上移动，连杆轴6上移首先带动第三层管（半合管总成）上移，第二层管（内管总成）的上压盖7、轴承一9、连接套10、中间轴承套11和下压盖12不动，第三层管上移过程中，卡簧座28向上移动，被顶开的爪簧38逐渐收拢。

绳索取芯向上提升上部内管时，第三层的半合管在下部内管中先向上滑动，爪簧收缩，阻止半合管中的岩心向下散落，大大提高了取芯率。内管总成和半合管总成均设有单动机构，对半合管内岩心扰动较小。

Claims (8)

1.一种三层管钻具结构，其特征在于：包含外管总成、内管总成和半合管总成，外管总成内设有内管总成，内管总成内设置半合管总成；

所述外管总成包含弹卡挡头（31）、弹卡室（32）、座环（33）、外管（34）、扶正环（35）、扩孔器一、扩孔器二（36）和钻头（37），弹卡挡头（31）和弹卡室（32）一端螺纹连接，弹卡室（32）另一端通过扩孔器一和外管（34）一端连接，弹卡室（32）与扩孔器一连接处内侧设置座环（33）；外管（34）另一端通过扩孔器二（36）和钻头（37）连接，外管（34）另一端和扩孔器二（36）连接处内侧设置扶正环（35）；

所述内管总成包含弹卡总成（1）、上部内管（2）、钢球（3）、上接头（4）、连杆轴（6）、上压盖（7）、轴承一（9）、连接套（10）、中间轴承套（11）、下压盖（12）、下部内管（27）和爪簧座总成（30），弹卡总成（1）和上部内管（2）螺纹连接，上部内管（2）通过上接头（4）与连杆轴（6）顶部连接；连杆轴（6）顶部设有钢球孔，钢球孔内设有钢球（3）；连杆轴（6）外部套设中间轴承套（11），中间轴承套（11）两端分别设有轴承一（9），中间轴承套（11）上部和下部分别套设上压盖（7）和下压盖（12），上压盖（7）、轴承一（9）、中间轴承套（11）和下压盖（12）外套设连接套（10）；下部内管（27）两端分别与连接套（10）和爪簧座总成（30）螺纹连接，爪簧座总成（30）内设有爪簧（38）；

所述半合管总成设置在下部内管（27）内，半合管总成包含下接头（15）、密封环（18）、轴承二（20）、半合管轴承套（21）、铜套（22）、轴承三（23）、支承轴（24）、半合管接头（25）、半合管组成（26）、卡簧座（28）和卡簧（29），下接头（15）与连杆轴（6）底部连接，连杆轴（6）下方设有支承轴（24），支承轴（24）外部依次套设密封环（18）、轴承二（20）、铜套（22）和轴承三（23），密封环（18）、轴承二（20）、铜套（22）和轴承三（23）外套设半合管轴承套（21），半合管轴承套（21）两端分别与下接头（15）和支承轴（24）连接；支承轴（24）底部通过半合管接头（25）与半合管组成（26）连接，半合管组成（26）与卡簧座（28）螺纹连接，卡簧座（28）内设有卡簧（29）。

2.根据权利要求1所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述上压盖（7）和下压盖（12）内侧与中间轴承套（11）连接，上压盖（7）和下压盖（12）外侧与连接套（10）螺纹连接，上压盖（7）和下压盖（12）端部与轴承一（9）相接触，中间轴承套（11）与连接套（10）螺纹连接；上压盖（7）和下压盖（12）分别与中间轴承套（11）之间设有O型密封圈一（8）。

3.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述密封环（18）与半合管轴承套（21）之间设有O型密封圈二（19）。

4.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述半合管组成（26）由接头和半合管焊接而成，接头与半合管接头（25）螺纹连接，半合管与卡簧座（28）螺纹连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述上接头（4）侧面设有螺纹孔，上接头（4）通过紧定螺钉（5）和螺纹孔与连杆轴（6）紧密连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述连杆轴（6）底部与锁紧螺母一（14）螺纹连接，锁紧螺母一（14）设置在下接头（15）上方。

7.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述支承轴（24）顶部与锁紧螺母二（16）螺纹连接，支承轴（24）顶部通过开口销（17）与锁紧螺母二（16）紧固连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种三层管钻具结构，其特征在于：所述半合管总成通过下接头（15）与内管总成的连杆轴（6）螺纹连接成一个整体，内管总成的中间轴承套（11）内侧对称设置键槽一，键槽一轴向设置，连杆轴（6）外侧对称设置键槽二，键槽一和键槽二相匹配，中间轴承套（11）和连杆轴（6）通过键槽一、键槽二和键（13）连接。