[實(shí)用新型]一種適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020243430.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN211623372U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佳亮;彭奮飛;萬步炎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B25/00
• 分類號(hào): E21B25/00;E21B17/10;E21B31/12
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本實(shí)用新型公開了一種適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具，包括彈卡定位總成和打撈推送裝置，打撈推送裝置包括接頭、抓捕機(jī)構(gòu)、推送機(jī)構(gòu)；接頭的下部連接抓捕機(jī)構(gòu)和推送機(jī)構(gòu)，推送機(jī)構(gòu)位于抓捕機(jī)構(gòu)內(nèi)；彈卡定位總成包括卡爪、壓套、卡爪彈簧、壓蓋、卡爪支架、懸掛環(huán)、壓套彈簧；卡爪與卡爪支架鉸接，卡爪支架的上部設(shè)有壓蓋，卡爪支架的內(nèi)孔中設(shè)置有壓套，壓套側(cè)壁的中部設(shè)有設(shè)有凸緣，凸緣能夠與卡爪的定位面接觸；壓套與卡爪支架之間設(shè)置壓套彈簧。本實(shí)用新型在精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)的同時(shí)能夠提高大口徑水平鉆進(jìn)繩索取心鉆具在打撈回收過程中的可靠性及輸送過程中的定心效果，減少鉆具的非正常磨損以滿足工程地質(zhì)中的大口徑水平鉆探的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具。

背景技術(shù)

隨著國(guó)家戰(zhàn)略性超級(jí)工程川藏鐵路建設(shè)深入開展，工程地質(zhì)探測(cè)迎來了新的挑戰(zhàn)。川藏鐵路工程地質(zhì)條件復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)高，現(xiàn)有裝備由于無法適應(yīng)高海拔地質(zhì)條件，導(dǎo)致綜合物探地質(zhì)預(yù)報(bào)精度較低。而通過水平鉆探取芯是一種更直觀的地質(zhì)探測(cè)方法。因此，開展長(zhǎng)距離、大口徑、近水平高精度鉆探機(jī)具的研究，以滿足川藏鐵路超長(zhǎng)隧道施工的地質(zhì)預(yù)報(bào)需求，確保施工安全、提高施工效率顯得尤為必要。繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)具有鉆進(jìn)效率高、對(duì)樣品的擾動(dòng)程度小等優(yōu)點(diǎn)在小口徑地質(zhì)探勘領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是大口徑長(zhǎng)距離近水平勘探與常規(guī)地質(zhì)勘探相比主要存在以下差異：常規(guī)地質(zhì)勘探其鉆孔直徑通常在75mm至150mm之間，以近垂直鉆孔方案為主，而大口徑長(zhǎng)距離水平勘探的鉆孔直徑通常在300mm-600mm之間，且采用的是近水平鉆孔方案。鉆孔直徑的增大在增加鉆獲巖心樣品數(shù)量的同時(shí)也使得鉆具的整體重量（鉆具本身重量與所獲巖心樣品重量之和）顯著增加，常規(guī)地質(zhì)勘探鉆具通常采用矛頭結(jié)構(gòu)與打撈器中的撈勾組件相配合實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆具總成的打撈與提升，在作業(yè)過程中矛頭為受力集中點(diǎn)。隨鉆具整體質(zhì)量的顯著增加，其矛頭強(qiáng)度失效的風(fēng)險(xiǎn)增大，發(fā)生潛在鉆探事故的幾率升高。相比于垂直鉆進(jìn)方案采用近水平鉆進(jìn)時(shí)鉆具由于受重力作用影響，其在輸送的過程中易發(fā)生鉆具偏磨現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行阻力增大。此外，在投送鉆具作業(yè)時(shí)，常規(guī)鉆具的彈卡板是在彈簧力下的作用下抵在鉆桿的內(nèi)表面上向下滑行，其非正常磨損嚴(yán)重。為了提高彈卡板的定位的可靠性，往往需要提高彈簧剛度，同時(shí)也意味著彈卡板磨損程度加劇，在深孔投送時(shí)中其技術(shù)矛盾更為突出。在打撈鉆具作業(yè)時(shí)，常規(guī)繩索取心鉆具通常是依靠提拉與矛頭連接的收卡筒沿軸向移動(dòng)一段距離，實(shí)現(xiàn)彈卡板的收縮。這種收卡方式要求彈卡板與外管總成中的彈卡檔頭之間必須具足夠的串動(dòng)間隙，當(dāng)在復(fù)雜地層鉆進(jìn)時(shí)彈卡板與彈卡檔頭容易發(fā)生頂死現(xiàn)象，造成無法順利收卡，增加卡鉆事故的風(fēng)險(xiǎn)。目前大口徑近水平工程勘探的繩索取心鉆具主要以在沿用常規(guī)具結(jié)構(gòu)形式的前提下擴(kuò)大結(jié)構(gòu)尺寸為主，其尚未完全發(fā)揮繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)在大口徑水平勘探中的優(yōu)勢(shì)，工作可靠性及穩(wěn)定性下降。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高，通水性能好的適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具，包括彈卡定位總成、打撈推送裝置，其特征是：所述的彈卡定位總成包括卡爪、壓套、卡爪彈簧、壓蓋、卡爪支架、懸掛環(huán)和壓套彈簧；卡爪支架上設(shè)有多個(gè)通孔，每個(gè)通孔內(nèi)鉸接一卡爪，卡爪的定位面伸入卡爪支架的中心孔內(nèi)；卡爪與卡爪支架之間設(shè)置卡爪彈簧，卡爪支架上設(shè)有壓蓋，壓蓋的中心孔中設(shè)置有壓套，壓套的下部位于卡爪支架內(nèi)，壓套側(cè)壁的中部設(shè)有凸緣，凸緣能夠與卡爪的定位面接觸；壓套與卡爪支架之間設(shè)置壓套彈簧，卡爪支架下部設(shè)有懸掛環(huán)；

所述的打撈推送裝置包括接頭、抓捕機(jī)構(gòu)、推送機(jī)構(gòu)；接頭的下部連接抓捕機(jī)構(gòu)和推送機(jī)構(gòu)，推送機(jī)構(gòu)位于抓捕機(jī)構(gòu)內(nèi)；抓捕機(jī)構(gòu)下端能夠?qū)ㄗΦ纳隙诉M(jìn)行抓捕。

上述的適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具中，所述的壓套側(cè)壁上凸緣的底面為上大下小的圓錐形面，卡爪的下部設(shè)有用于限制卡爪轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限位面。

上述的適用于大口徑水平工程地質(zhì)勘探的繩索取心鉆具中，推送機(jī)構(gòu)上端與接頭的中心孔螺接，推送機(jī)構(gòu)上設(shè)有鎖緊螺母。