[發(fā)明專利]深孔內(nèi)管到位報警繩索取心鉆具及其使用的壓力檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310388422.6
• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN103410463A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭威;劉華南;孫友宏;王元;尹崧宇;計勝利
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;G01L9/00
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

1.一種深孔內(nèi)管到位報警繩索取心鉆具，其特征在于：其撈矛頭（1）與彈卡回收管（3）通過第一彈性銷（2）連接，彈卡擋頭（4）與彈卡室（（10））通過螺紋連接，彈卡回收管（3）通過第二彈性銷（5）與彈卡座（9）形成可動連接，在彈卡回收管（3）上行時彈卡座（9）帶動彈卡鉗（7）由于重力下落，彈卡鉗（7）與彈卡座（9）通過第三彈性銷（8）連接，彈卡座（9）下行時帶動彈卡鉗（7）一同下行，兩片彈卡鉗（7）通過第三彈性銷（8）形成可動連接，在彈卡鉗（7）受彈卡回收管（3）的推力而閉合，兩片彈卡鉗（7）由第一張簧（6）的張力保持打開狀態(tài)，兩片彈卡鉗（7）卡在彈卡擋頭（4）確保內(nèi)管總成不會由于鉆進過程中產(chǎn)生的推力而上行，打撈巖心過程中，打撈器拉動撈矛頭（1），撈矛頭（1）帶動彈卡回收管（3）上行，彈卡座（9）帶動彈卡鉗（7）由于重力下行，彈卡回收管（3）使彈卡鉗（7）克服張簧（6）的張力而閉合，內(nèi)管總成上行；

彈卡座（9）與閥體（15）通過螺紋連接，懸掛環(huán)（11）通過螺紋與閥體（15）連接，座環(huán)（12）與彈卡室（10）通過螺紋連接，彈簧（13）上端由閥堵（18）支撐，下端由閥體（15）中部的彈卡回收座支撐，第一彈卡鉗（16）通過第二張簧（14）的張力保持張開狀態(tài)，在第一彈卡鉗（16）通過閥體（15）中部的彈卡回收座后，第一彈卡鉗（16）被第二張簧（14）打開卡在閥體（15）中部的彈卡回收座下底面上，第一彈卡鉗（16）與閥堵（18）通過第四彈性銷（17）連接，閥堵（18）下行過程中帶動第一彈卡鉗（16）下行，閥堵（18）通過彈簧（13）壓緊在閥體（15）的閥口上，當內(nèi)管到位后懸掛環(huán)（11）與座環(huán)（12）接觸堵塞泥漿循環(huán)通路，泥漿由閥體（15）上部的入水孔進入閥體內(nèi)，泥漿泵壓力增大2MPa，泥漿壓力大于彈簧（13）的預緊力，泥漿頂開閥堵（18），泥漿通過閥體（15）中部的六個水孔經(jīng)由閥體（15）下部的出水口流出，同時閥堵（18）帶動第一彈卡鉗（16）下行，第一彈卡鉗（16）受閥體（15）中部彈卡回收座的推力而閉合，經(jīng)過閥體（15）中部的彈卡回收座后第一彈卡鉗（16）打開，第一彈卡鉗（16）卡在閥體（15）中部的彈卡回收座下底面上，閥堵（18）不能回位，此時泥漿壓力恢復正常鉆進值；

彈卡室（10）通過螺紋與第一擴孔器（19）連接，閥體（15）與軸（20）通過螺紋連接，軸（20）通過螺紋與第一軸承座（21）連接，第一推力軸承（22）由第一軸承座（21）與第二軸承座（24）固定密封，第二推力軸承（25）由第二軸承座（24）與彈簧（26）固定，彈簧（26）上端由第二推力軸承（25）支撐，下端由圓螺母（27）支撐，圓螺母（27）與軸（20）通過螺紋連接，安全銷（28）穿過圓螺母（27）與軸（20）上的孔保證圓螺母（27）不松動，第二軸承座（24）與彈簧套（30）通過螺紋連接，外管（23）通過螺紋與第二擴孔器（34）連接，油杯（29）通過螺紋與彈簧套（30）連接，彈簧套（30）與止逆閥座（32）通過螺紋連接，止逆閥鋼球（31）由自身重力坐落在止逆閥座（32）的閥口上，二者為靜接觸，止逆閥座（32）通過螺紋與巖心管（33）連接，巖心管（33）與卡簧座（37）通過螺紋連接，卡簧擋圈（35）由巖心管（33）與卡簧座（37）固定壓緊，起密封作用；卡簧36坐于卡簧座（37）下部錐形內(nèi)壁上，第二擴孔器（34）通過螺紋與鉆頭（39）通過螺紋連接；在取心結(jié)束后將內(nèi)管提至地面取出巖心，將第一彈卡鉗（16）下部的橫桿推出水口，此時橫桿所受的推力使第一彈卡鉗（16）克服所受的力而收回，閥堵（18）由于不再受第一彈卡鉗（16）的力而被彈簧（13）的預緊力壓緊在閥體（15）的閥口上，內(nèi)管到位報警機構(gòu)恢復初始狀態(tài)，然后將內(nèi)管投入井中再次取心。

2.一種深孔內(nèi)管到位報警繩索取心鉆具深孔內(nèi)管到位報警繩索取心鉆具使用的壓力檢測系統(tǒng)，其特征在于：是由STM32F103單片機（A1）、壓力傳感器（A2）、報警電路（A3）、電源電路（A4）和串口通信模塊（A5）構(gòu)成，壓力傳感器（A2）和報警電路（A3）與STM32F103單片機（A1）連接，電源電路（A4）向STM32F103單片機（A1）和報警電路（A3）供電，串口通信模塊（A5）與STM32F103單片機（A1）連接。

3.一種權(quán)利要求2所述壓力檢測系統(tǒng)的檢測方法，該方法的步驟是：

a.投放內(nèi)管的過程中，泥漿泵泵送泥漿推動內(nèi)管總成加速下行，當內(nèi)管總成到達孔底后，懸掛環(huán)（11）與座環(huán)（12）接觸堵塞泥漿通路，泥漿通過閥體（15）上部的入水孔進入閥體（15）內(nèi)；

b.泥漿進入閥體（15）內(nèi)以后，泥漿泵仍繼續(xù)泵送泥漿，泥漿泵壓力升高了2MPa，泥漿頂開閥堵（18）經(jīng)閥體（15）下部的出水口流出；

c.閥堵（18）下行帶動第一彈卡鉗（16）下行，閥體（15）中部的彈卡回收座使第一彈卡鉗（16）克服第二張簧（14）的張力而閉合，經(jīng)過閥體（15）中部的彈卡回收座后第一彈卡鉗（16）由于第二張簧（14）的張力而打開，第一彈卡鉗（16）卡在閥體（15）中部的彈卡回收座下地面，此時泥漿通道保持打開，泥漿泵壓力回復到正常值；這個過程中產(chǎn)生2MPa的瞬時壓力變化；

d.壓力傳感器A2置于泥漿泵與流量計之間，壓力傳感器A2檢測到壓力變化情況，產(chǎn)生電信號，傳輸給STM32F103單片機（A1）；

e.STM32F103單片機（A1）將信號傳入串口通信模塊（A5），經(jīng)處理返還AD采樣值，傳送到STM32F103單片機（A1）；

f.STM32F103單片機（A1）將信號傳遞給報警電路（A3），令蜂鳴器工作，實現(xiàn)報警功能。