[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)密封提芯機構

有效

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113175307B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 張茹;謝和平;張澤天;李佳南;黃偉;李怡航;陳領;高明忠;張志龍;楊陽;任利
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/10;E21B17/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)密封提芯機構，其包括鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有鉆桿腔，鉆桿腔的上下端開口，鉆桿腔內(nèi)設置有旋轉(zhuǎn)活塞桿，旋轉(zhuǎn)活塞桿的上端通過活塞與鉆桿腔連接；旋轉(zhuǎn)活塞桿內(nèi)設置有旋轉(zhuǎn)桿，旋轉(zhuǎn)桿插入旋轉(zhuǎn)活塞桿內(nèi)與旋轉(zhuǎn)桿接頭連接，旋轉(zhuǎn)桿接頭與旋轉(zhuǎn)活塞桿的內(nèi)壁滑動連接，且旋轉(zhuǎn)桿接頭與旋轉(zhuǎn)活塞桿的內(nèi)壁之間設置有旋轉(zhuǎn)限位機構，旋轉(zhuǎn)活塞桿的下端與活塞桿接頭連接，旋轉(zhuǎn)桿接頭的下端與提芯桿連接，提芯桿穿過活塞桿接頭與鉆桿腔接頭連接。本方案用于實驗室模擬深地鉆取巖心，整個提芯機構通過液壓油的油壓差提供向下的鉆壓力和向上的提芯壓力，可保證機構的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)保真取芯器運行環(huán)境的穩(wěn)定和安全的控制。

技術領域

本發(fā)明涉及鉆井技術領域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)密封提芯機構。

背景技術

不同深度賦存巖層原位巖石力學行為規(guī)律是深地鉆探、深部資源開發(fā)利用、地球應用科學的先導性科學與重要理論基礎，其核心與關鍵是如何獲取深部環(huán)境條件下的“原位巖芯”，并在原位保真狀態(tài)下進行實時加載測試與分析。但獲取“原位巖芯”時需要進行隨鉆的保溫、保壓、保濕、保質(zhì)、保光(“五保”)，這對深部取芯設備的提芯機構提出了嚴格的要求。

但現(xiàn)有技術中的提芯機構在運行的過程中不穩(wěn)定，無法使得深部原位取芯設備在深部工程環(huán)境以及模擬測試環(huán)境中得到可靠的保障和穩(wěn)定的運行狀態(tài)，甚至會使其內(nèi)部巖芯的“五保”狀態(tài)發(fā)生變化，甚至對整個設備造成不可逆損傷。因此，亟需建立一套可長期穩(wěn)定可靠運行的旋轉(zhuǎn)密封提芯機構。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的上述不足，本發(fā)明提供了一種利用壓力差實現(xiàn)提芯運動的旋轉(zhuǎn)密封提芯機構。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：

提供一種旋轉(zhuǎn)密封提芯機構，其包括鉆桿，鉆桿內(nèi)設置有鉆桿腔，鉆桿腔的上下端開口，鉆桿腔內(nèi)設置有旋轉(zhuǎn)活塞桿，旋轉(zhuǎn)活塞桿為空心結構，旋轉(zhuǎn)活塞桿的上端通過活塞與鉆桿腔連接，且活塞與鉆桿腔的內(nèi)壁滑動連接；旋轉(zhuǎn)活塞桿內(nèi)設置有旋轉(zhuǎn)桿，旋轉(zhuǎn)桿插入旋轉(zhuǎn)活塞桿內(nèi)與旋轉(zhuǎn)桿接頭連接，旋轉(zhuǎn)桿接頭與旋轉(zhuǎn)活塞桿的內(nèi)壁滑動連接，且旋轉(zhuǎn)桿接頭與旋轉(zhuǎn)活塞桿的內(nèi)壁之間設置有旋轉(zhuǎn)限位機構，旋轉(zhuǎn)活塞桿的下端與活塞桿接頭連接，旋轉(zhuǎn)桿接頭的下端與提芯桿連接，提芯桿穿過活塞桿接頭與鉆桿腔接頭連接。

本發(fā)明的有益效果為：本方案用于實驗室模擬深地鉆取巖心，開始工作時，旋轉(zhuǎn)活塞桿的初始位置位于鉆桿腔的最上端，活塞上方通過液壓油施加壓力，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)活塞桿向下移動，進而驅(qū)動鉆桿腔接頭向下移動；同時，旋轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)活塞桿和鉆桿腔接頭轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)向地下鉆進的動作。鉆進動作完成后，活塞上方的壓力降低，活塞下方的壓力增加，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)活塞桿向上運動，而旋轉(zhuǎn)桿和鉆桿腔接頭的位置不變，實現(xiàn)提芯動作。整個提芯機構通過液壓油的油壓差提供向下的鉆壓力和向上的提芯壓力，可保證機構的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)保真取芯器運行環(huán)境的穩(wěn)定和安全的控制。

附圖說明

圖1為旋轉(zhuǎn)密封提芯機構的剖視圖。

圖2為活塞的結構圖。

圖3為活塞桿接頭與旋轉(zhuǎn)活塞桿連接的結構圖。

圖4為活塞桿接頭的結構圖。

圖5為鉆桿腔接頭的結構圖。

其中，1、旋轉(zhuǎn)桿，2、鉆桿，3、旋轉(zhuǎn)活塞桿，4、旋轉(zhuǎn)桿接頭，5、活塞桿接頭，6、提芯桿，7、鉆桿腔接頭，8、活塞，9、限位擋板，10、擋臺，11、放置槽，12、密封圈，13、安裝孔。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本發(fā)明，但應該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。