[其他]繩索取芯鉆具的功能機構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86106661
• 申請日: 1986-10-07
• 公開（公告）號: CN86106661A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 婁述德
• 申請（專利權）人: 北京市地質機械廠
• 主分類號: E21B25/02
• 分類號: E21B25/02;E21B34/08
• 代理公司: 地質礦產部專利代理事務所
• 代理人: 何其富

本發(fā)明為繩索取芯鉆具的打撈定位機構、可調式到位報信機構和可調式巖芯堵塞報信機構。

當繩索取芯鉆具從地面拉起（或往地面拖放）時，由于取芯器和打撈器長度較大，鉆具重力所造成的彎矩，有時可使矛頭從打撈器中脫出，造成鉆具脫落，有時則造成打撈鉤或撈矛頭單動軸的彎曲或損壞。增設矛頭絞鏈機構可避免上述事故的發(fā)生。現有的矛頭絞鏈機構采用彈簧卡槽定位方法，矛頭只能在鉆具軸所在的一個平面內轉動±90°，其轉動自由度小，且工作時定位不可靠。

現有的彈卡機構使用扭轉彈簧以提供張力，使彈卡張開定位。使用這種扭轉彈簧，結構簡單。由于扭轉彈簧必須給予彈卡足夠大的張力，并能承受較大的應力變化，因此，它應具有較大的剛度和韌性。然而，受可容空間所限，彈簧的圈數不能多，直徑不能大，因而其抗疲勞性差，使用壽命短。一旦扭轉彈簧在鉆進過程中損壞，將使鉆具失去定位，導致繩索取芯鉆具失去取芯能力。結果，不但因被迫打撈鉆具或提鉆而降低工效，還由于所采巖、礦芯的減少而影響工程質量。

現有繩索取芯鉆具的到位報信機構有閥桿式和球閥式。鉆具到位后水路被堵，使泵壓升高，從而達到報信目的。鉆進不同孔深地段所需的報信壓力隨孔深而改變。然而，這兩種到位報信機構不但結構較復雜，易出故障，工作不可靠，報信壓力也不易調整。

彈性閥片式巖芯堵塞報信機構在巖芯堵塞時，閥片軸向被壓縮，徑向則膨大，以致部分或全部堵塞內外管間的環(huán)狀液流斷面，使泵壓升高而報信。這種巖芯堵塞報信機構動作靈敏，報信可靠。為適應鉆進不同地層的需要，報信時巖芯堵塞所造成的閥片軸向壓力應有較大的調整范圍。現有的彈性閥片式巖芯堵塞報信機構在調整報信軸向壓力時須拆開鉆具，改變閥片的組合方式或更換不同彈性的閥片，因而調節(jié)困難。此外，采用此種結構，不能進行壓力的連續(xù)調整。

本發(fā)明的任務就是要：增加撈矛頭彎曲的自由度和定位的可靠性，使它除了能與鉆具軸線彎曲±90°外，還能繞軸線任意旋轉;去掉抗疲勞性差的扭轉彈簧，采用圓柱壓縮彈簧和圓錐桿，使彈卡定位可靠，并以此提高打撈成功率，設計易調整的節(jié)流式到位報信機構，設計易調整的彈性閥片式巖芯堵塞報信機構。

為解決以上任務，本發(fā)明作如下設計：

如圖1所示，撈矛頭（1）和矛頭座（3）通過銷（5）絞鏈連接。矛頭座（3）和圓錐桿（11）通過銷（7）和長孔（8）相聯接。兩片彈卡（17）通過彈簧銷（18）裝在彈卡架（12）內，彈卡架（12）與簧座（19）通過卡環(huán)（20）相聯接。彈簧（10）為圓柱狀壓力彈簧。它套在圓錐桿（11）上，裝在彈卡架（12）內，一端與簧座（19）的內環(huán)狀底面（9）相接觸，另一端則壓在圓錐桿（11）的錐頭環(huán)狀端面（14）上，在彈簧（10）的作用下，圓錐桿（11）的錐頭（16）擠向兩片彈卡（17）之間，使其向外張開，一旦彈卡（17）張開到位，圓錐桿（11）的錐頭圓柱（15）即可進入兩片彈卡（17）間并將其鎖住，使彈卡（17）不能合攏。

如圖2所示，當撈矛頭（1）從回收管（13）內拉出，矛頭座（3）帶動圓錐桿（11）上移，使錐頭（16）和錐頭圓柱（15）從兩片彈卡（17）間退出，并壓縮圓柱彈簧（10）。繼續(xù)拉動撈矛頭（1），則矛頭座（3）的環(huán)狀端面（6）碰到回收管（13）的環(huán)狀底面（4），帶動后者上移，彈卡（17）在回收管（13）的斜面（21）作用下得以合攏，鉆具便可拉起。撈矛頭（1）從回收管（13）拉出后，以銷（5）為軸可轉動±90°，并能以鉆具軸線（2）為軸任意轉動。圖2所示的撈矛頭（1）在從回收管（13）拉出后，不僅以銷（5）為軸轉了90°，且以鉆具軸線（2）為軸相對圖1轉了一角度。

以上結構不但增加了撈矛頭的自由度，而且提高了其定位的可靠性。圓柱壓力彈簧和圓錐桿所組成的彈卡自鎖結構，不僅保證了彈卡定位的可靠性，而且提高了彈簧的使用壽命。

本發(fā)明設計了可調節(jié)流式到位報信機構。此機構如圖3所示，由彈卡架（12）上的通水孔（22）、套（25）、鍵（24）和卡簧圈（23）等組成。套（25）與回收管（13）絲扣聯接，當鉆具投放到位，懸掛環(huán)（26）坐于座環(huán)（27）上切斷內外管間的環(huán)狀液流斷面時，沖洗液被迫通過彈卡架（12）上的通水孔（22），經懸掛接頭（28）、通水孔（29），繞過懸掛環(huán)（26），回到下部液流環(huán)狀斷面。

液流斷面突然改變處，液流壓力增長計算公式為：

P＝ξ (V²)/(2g) γ，Pa……（1）

式中：P-壓力增長，Pa;

ξ-局部壓力增長系數;

V-液體流速，m/s;