[發明專利]深海海底鉆機用繩索取芯鉆具防跑鉆裝置

有效

• 申請號: 201910635044.4
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110230480B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 金永平;萬步炎;劉德順;謝焜
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;G08B21/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發明公開了一種深海海底鉆機用繩索取芯鉆具防跑鉆裝置，包括撈矛頭、收卡筒、彈卡組件及跑鉆監測機構；彈卡支架固定在跑鉆監測機構上，跑鉆監測機構底部固定有芯管連接軸；收卡筒固定在彈卡支架外側，彈卡支架與彈卡組件之間設有彈簧；彈卡組件的一彈卡板底部固定有磁鐵；跑鉆監測機構包括設備艙、位置傳感器、電源、聲信號發生器及信號采集與處理模塊；電源分別與位置傳感器、聲信號發生器、信號采集與處理模塊連接，位置傳感器與信號采集與處理模塊連接，信號采集與處理模塊與聲信號發生器連接。本發明可對跑鉆事故進行實時自動報警，可防止繩索取芯鉆具因跑鉆事故未能及時處理而造成外管總成堵塞、鉆頭燒壞問題的發生。

技術領域

本發明涉及鉆探用繩索取芯鉆具領域，尤其是涉及深海海底鉆機用繩索取芯鉆具防跑鉆裝置。

背景技術

利用深海海底鉆機對深海海底目標地層進行鉆探取芯作業以獲取深海海底地層巖芯樣品，是開展海洋地質工程建設、海底地質資源評估以及海洋環境科學研究等的重要技術手段。繩索取芯鉆具是深海海底鉆機配備的主要取芯工具，為適用不同的深海海底鉆機和不同地層鉆進的需要，現有的繩索取芯鉆具總類十分繁多，現有的繩索取芯鉆具在鉆探取芯鉆進過程中，由于巖芯在進入內管總成過程中與內管總成產生摩擦，巖芯將對內管總成施以向上的作用力，如果其作用力大于彈卡室對左、右彈卡板的支撐力時，左、右彈卡板將回縮，導致彈卡室對內管總成的限位失效，內管總成將巖外管總成向上運動造成跑鉆，此時外管總成已成為空管。由于現有的繩索取芯鉆具缺少防跑鉆裝置，當發生跑鉆事故后，若未能得到及時處理，在后續鉆進時，鉆獲的巖芯將進入外管總成內，造成外管總成堵塞，不僅導致鉆頭因沒有冷卻液冷卻而燒壞，而且由于外管總成內裝有巖芯，使得下一次下放新的內管總成時無法下放到位，造成連續多根內管總成發生跑鉆事故，進而導致該鉆孔報廢；為此亟待發明一種集成在內管總成，一旦內管總成發生跑鉆事故，可對跑鉆事故進行實時自動報警的繩索取芯鉆具防跑鉆裝置。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單緊湊、可靠性高、可對跑鉆現象實時自動報警的繩索取芯鉆具防跑鉆裝置。

本發明采用的技術方案是：一種深海海底鉆機用繩索取芯鉆具防跑鉆裝置，包括撈矛頭、收卡筒、彈卡支架、收卡筒固定銷、彈卡組件及跑鉆監測機構；所述的彈卡支架固定在跑鉆監測機構上，跑鉆監測機構底部固定有芯管連接軸；收卡筒通過收卡筒固定銷套裝固定在彈卡支架外，收卡筒與彈卡支架同軸，彈卡支架與彈卡組件之間設有彈簧；所述撈矛頭固定在收卡筒頂部；所述彈卡組件通過圓柱銷鉸接在彈卡支架上，彈卡組件包括兩個彈卡板，兩個彈卡板中的一個底部固定有磁鐵；

所述跑鉆監測機構包括設備艙、位置傳感器、電源、聲信號發生器及信號采集與處理模塊；所述位置傳感器、電源、聲信號發生器、信號采集與處理模塊放置在設備艙內，電源分別與位置傳感器、聲信號發生器、信號采集與處理模塊連接，位置傳感器對應于磁鐵設置，與信號采集與處理模塊連接，信號采集與處理模塊與聲信號發生器連接。

上述的深海海底鉆機用繩索取芯鉆具防跑鉆裝置中，所述位置傳感器的探測桿伸出設備艙，對應于磁鐵設置；位置傳感器的探測桿與設備艙之間設有密封圈。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明集成在內管總成上，一旦內管總成發生跑鉆事故，可對跑鉆事故進行實時自動報警，此時操作人員即可進行干預處理，從而有效解決了現有繩索取芯鉆具因跑鉆事故未能及時處理而造成外管總成堵塞，引起鉆頭燒壞以及使得下一次下放新的內管總成時無法下放到位，造成連續多根內管總成發生跑鉆事故，進而導致鉆孔報廢的難題。

附圖說明

圖1是本發明繩索取芯鉆具正常工作狀態的結構示意圖。

圖2是本發明繩索取芯鉆具跑鉆狀態的結構示意圖。

圖3是本發明信號采集與處理模塊的電路圖。