[發明專利]一種繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構

有效

• 申請號: 202010555520.4
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111706283B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 李鑫淼;梁健;劉秀美;孫建華;王志剛
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E21B25/02
• 分類號: E21B25/02;E21B34/06
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 湯志強

一種繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，包括巖心管接頭、推力套、可升降式閥座、圓柱銷和鋼球；所述巖心管接頭設有上下貫通的內孔及與內孔垂直貫通的排液孔，在巖心管接頭外面套裝推力套，并在巖心管接頭的側壁中部對稱設置兩個圓柱銷避讓孔；所述推力套為圓柱狀套管，在推力套上配裝圓柱銷；所述可升降式閥座為下端設有圓錐型收口的套管，置于巖心管接頭的內孔中，并可軸向上下運動，在可升降式閥座的側壁上設置軸向長孔，當可升降式閥座處于下位時，軸向長孔與巖心管接頭下部的排液孔貫通；所述鋼球放置在可移動式閥座中。本發明通過對各組成零部件結構及其配合關系的優化設計，達到了保證巖心的品質和采取率、提高工作效率的目的。

技術領域

本發明涉及一種繩索取心鉆具，尤其是一種繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構。

背景技術

特深科學鉆探是通過特深孔取心、再利用獲取的巖心開展地質學研究的一種科學探索活動，為提高取心鉆進效率及巖心采取質量、降低鉆探成本，特深科學鉆探大多選擇繩索取心鉆進工藝。

在繩索取心鉆進工藝流程中，巖心進入巖心管時需通過單向閥排除巖心管內部的沖洗液，打撈內管時再通過單向閥的關閉來防止沖洗液對管內巖心造成沖蝕，因此在繩索取心鉆具中設置了巖心管單向閥機構。現有技術中，巖心管單向閥機構采用鋼球與固定式閥座配合的方式，鉆進過程中隨著巖心進入巖心管，推動鋼球向上移動與閥座分離，單向閥處于打開狀態，巖心管內部的沖洗液被排除；打撈內管時，在沖洗液及自身重力作用下，鋼球回落至閥座中，單向閥關閉，管內巖心處于封閉保壓狀態。由于上述巖心管單向閥機構中閥座與鋼球配合的內錐度較小，而在地表出心作業時，為使出心便捷，一般保持鉆具在垂直方向上較小的傾斜角度，此時鋼球與固定式球座仍處于貼合狀態，造成巖心管內部負壓，增加了出心難度和作業時間，降低了工作效率。

發明內容

本發明提供一種繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，旨在通過優化各組成零部件結構及其配合關系，達到保證巖心的品質和采取率、提高工作效率的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，包括巖心管接頭、推力套、可升降式閥座、圓柱銷和鋼球；所述巖心管接頭設有上下貫通的內孔及與內孔垂直貫通的排液孔，其上、下兩端分別與繩索取心鉆具內管總成的連接套及巖心管裝配，在巖心管接頭外面套裝推力套，并在巖心管接頭的側壁中部對稱設置兩個圓柱銷避讓孔；所述推力套為圓柱狀套管，在推力套上配裝圓柱銷；所述圓柱銷兩端穿過巖心管接頭的圓柱銷避讓孔后與推力套側壁上設置的銷孔裝配；所述可升降式閥座為下端設有圓錐型收口的套管，置于巖心管接頭的內孔中，并可軸向上下運動，在可升降式閥座的側壁上設置軸向長孔，當可升降式閥座處于下位時，軸向長孔與巖心管接頭下部的排液孔貫通；所述鋼球放置在可移動式閥座中，鋼球與可升降式閥座下端的圓錐型收口配合實現密封功能。

上述繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，還設有可升降式閥座定位組件，所述可升降式閥座定位組件包括換位套和設置在巖心管接頭外壁上的軸向插槽，所述換位套套裝在巖心管接頭外側，位于推力套的下面，在換位套側壁上對稱設置與巖心管接頭外壁上軸向插槽配合的兩個向下延伸的定位插塊；所述設置在巖心管接頭外壁上的軸向插槽包括兩組，其中一組為位于排液孔上方的高位插槽，另一組為與高位插槽呈90o旋轉角的低位插槽。

上述繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，還設有可升降式閥座復位及壓緊組件，所述可升降式閥座復位及壓緊組件包括復位彈簧和堵頭；所述堵頭固定在巖心管接頭的上端；所述復位彈簧套裝在巖心管接頭的內孔中，以預壓縮方式安裝在堵頭底面與可升降式閥座上端面之間。

上述繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，在所述巖心管接頭內孔的底部設置密封環槽，并在所述密封環槽中安裝彈性密封圈。

上述繩索取心鉆具的巖心管單向閥機構，所述巖心管接頭上、下兩端分別通過螺紋連接結構與繩索取心鉆具內管總成的連接套及巖心管裝配，在巖心管接頭中部外圓面上對稱設置至少四個安裝工具夾持面。