[發(fā)明專利]一種雙彈卡到位鎖緊繩索取芯懸掛定位機構(gòu)

有效

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• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102808587A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊紅東;鄭治川;蘇繼軍;王茂森;彭枧明;博坤
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B19/02
• 分類號: E21B19/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙彈卡到位鎖緊繩索取芯懸掛定位機構(gòu)，可用于地質(zhì)工程、石油工程的勘探技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雙彈卡繩索取芯內(nèi)管總成通常來說可以能更快捷的投放，配合金剛石鉆進有更高的效率；但投放到位時，下彈卡與彈卡室到位懸掛接觸時會產(chǎn)生沖擊，這種沖擊力直接影響到了下彈卡、下彈卡彈性銷等相關(guān)零件的使用壽命。

另一方面，雙彈卡的可靠性遠不如單彈卡利用懸掛環(huán)的剛性接觸來的更加可靠。對于通常的雙彈卡的繩索取芯懸掛定位機構(gòu)而言，由于內(nèi)管總成的全部重量的懸掛都是通過下彈卡支撐的，下彈卡一直都保持與彈卡室的臺階緊密接觸，一旦彈卡受到擾動而收攏，懸掛就立刻失效。所以雙彈卡的繩索取芯懸掛定位的機構(gòu)中，在下彈卡設(shè)置鎖緊裝置結(jié)構(gòu)是必要的。

另外，以往帶鎖緊裝置的懸掛定位機構(gòu)，在投放時，彈卡呈現(xiàn)出一種剛性狀態(tài)，不利于投放；理想的狀況是投放到位后，鎖緊裝置啟動，鎖定彈卡工作狀態(tài)。

沖擊回轉(zhuǎn)工藝與金剛石繩索取芯鉆進工藝的結(jié)合能大大的提高鉆進硬巖的鉆進效率，能克服打滑地層難以鉆進的難題，提高巖芯采取率，減少鉆進鉆頭的消耗，降低施工成本。一般情況下，沖擊器是與繩索取芯內(nèi)管總成連接為一體，沖擊器產(chǎn)生的沖擊通過外管上的承沖環(huán)傳遞到外管巖心管，最后至金剛石鉆頭，這樣鉆頭在鉆機帶動回轉(zhuǎn)的同時耦合了高頻的沖擊，形成了高效的繩索金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進工藝。目前的繩索取芯內(nèi)管總成投放到位后，由于結(jié)構(gòu)上的因素，到位懸掛定位的繩索內(nèi)管總成與外管的連接在軸向上存在著一定的間隙，這個間隙使得內(nèi)管總成有一定的浮動量，該浮動不僅對繩索取芯的采樣有一定的擾動，而且更重要的是影響了沖擊器沖擊功的有效輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙彈卡到位鎖緊繩索取芯懸掛定位機構(gòu)，是一種雙彈卡的懸掛定位機構(gòu)，具有上、下彈卡到位鎖定、上彈卡自動補償懸掛間隙的功能；下彈卡在投放到位時，有緩沖彈簧的保護，避免了剛性接觸對下彈卡、彈卡彈性銷、外管座環(huán)等零件的直接撞擊。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種雙彈卡到位鎖緊繩索取芯懸掛定位機構(gòu)，由撈矛頭、撈矛頭彈簧、卡塊、彈性銷、芯軸、半圓卡、彈簧擋套、回位彈簧、傳力套、楔套、上彈卡、?彈卡套、鎖定鋼珠、緩沖彈簧、滾珠套、活動套筒、下彈卡、下彈卡彈性銷、張簧、分水接頭、密封圈、浮動密封環(huán)、調(diào)整套、上檔接頭、彈卡室外管、擴孔器、扶正環(huán)、外管組成；其中上檔接頭、彈卡室外管、擴孔器、扶正環(huán)、外管以及巖心管外管共同構(gòu)成了繩索取芯鉆具外管總成，撈矛頭套在卡塊上，內(nèi)部有撈矛頭彈簧，撈矛頭與撈矛頭彈簧、卡塊構(gòu)成常規(guī)撈矛機構(gòu)；芯軸頂端通過彈性銷與撈矛頭鉸接，在芯軸的上部由上至下分別套有彈簧擋套、回位彈簧和楔套，其特征在于：楔套的下端面靠在芯軸的軸肩上，彈簧擋套的外圓表面，嵌入半圓卡的內(nèi)孔，將半圓卡撐起，并將半圓卡卡在彈卡套頂端的一環(huán)形卡槽內(nèi)，在彈簧力的作用下，彈簧擋套的上端面緊在半圓卡的臺階上，這樣芯軸連同楔套被限制在彈卡套內(nèi)但可在彈卡套內(nèi)上下移動，向上移動壓縮回位彈簧，向下移動回位彈簧回位，傳力套通過半圓卡固定在彈卡套上，彈卡套為套筒狀，是該機構(gòu)的殼體，其圓周表面開有安裝工藝孔，在其上下部位分別布置有卡槽，用于裝配上下彈卡，下端通過螺紋與分水接頭聯(lián)接；上彈卡布置在彈卡套上部的卡槽內(nèi)，下彈卡通過下彈卡彈性銷與活動套筒鉸接在一起，下彈卡的翼片安置在彈卡套下部的卡槽內(nèi)，下彈卡內(nèi)側(cè)設(shè)有張簧，活動套筒安裝在彈卡套下部的內(nèi)孔中，可以軸向移動，活動套筒的上端，裝有一緩沖彈簧，在活動套筒內(nèi)裝有滾珠套，芯軸的下部從滾珠套內(nèi)穿過，活動套筒的內(nèi)壁上有環(huán)槽，滾珠套沿周向均布兩排圓孔，孔內(nèi)放置了鎖定鋼珠，芯軸的下部也有環(huán)槽，彈卡套下端螺紋連接的是分水接頭，分水接頭連接液動沖擊器，上檔接頭、彈卡室外管、擴孔器、外管以及巖心管之間螺紋連接，扶正環(huán)被固定在擴孔器和外管之間，調(diào)整套以及O型密封圈安裝在分水接頭上用于密封連接。

所述楔套套在芯軸上，其表面沿圓周方向均布2~3個帶有斜面的導(dǎo)槽，中間有一臺階面，當芯軸帶動楔套向上移動壓縮回位彈簧一定距離時，該臺階面與傳力套下端面接觸。

所述上彈卡，安裝在彈卡套上部的卡槽內(nèi)，其伸出和縮回是沿徑向方向，兩上彈卡內(nèi)測為斜面結(jié)構(gòu)，與楔套導(dǎo)槽內(nèi)斜面配合，其外側(cè)有一小斜面與上檔接頭一臺階斜面配合。

所述的下彈卡，在其肩部有一平面，當下彈卡投放到位并撐開時，其肩部平面與彈卡套下部的卡槽平面接觸；下彈卡的尾部，在投放時，卡在彈卡套的鎖定卡槽內(nèi)，投放到位后，下彈卡的尾部進入彈卡套的內(nèi)孔中。