專(zhuān)利名稱(chēng)：取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種地質(zhì)巖芯勘探取芯裝置，特別是一種取芯器用單動(dòng)卡簧提
斷裝置。背景技術(shù)：
地質(zhì)巖芯勘探取芯，是鉆孔過(guò)程中最為重要的組成部分，也是影響鉆孔效率的關(guān) 鍵環(huán)節(jié)。在采用提鉆取芯鉆進(jìn)中關(guān)鍵參數(shù)是一、單回次進(jìn)尺長(zhǎng)度，二、巖芯采取率，三、鉆進(jìn) 時(shí)鉆進(jìn)效率。同時(shí)提高三項(xiàng)指標(biāo)是取芯技術(shù)研究重點(diǎn)。隨著深部固體礦藏勘探鉆孔的延深， 對(duì)于提鉆取芯的單回次進(jìn)尺長(zhǎng)度是鉆效高低的關(guān)鍵。因?yàn)槊炕卮芜M(jìn)尺無(wú)論多少在同一孔深 時(shí)所用的時(shí)間都是一樣的，而鉆孔越深每回次的時(shí)間也就越長(zhǎng)，影響也就越大，所以應(yīng)用提 鉆取芯提高單回次進(jìn)尺長(zhǎng)度和巖芯采取率就是取芯技術(shù)的研究重點(diǎn)。特別是應(yīng)用頂部驅(qū)動(dòng) 鉆機(jī)后，能進(jìn)行立根鉆進(jìn)為取芯鉆進(jìn)有長(zhǎng)達(dá)18米的機(jī)上殘尺和打入的鉆桿無(wú)需拉出(也就 是殘尺打完后取芯器不用拉離孔底進(jìn)行加尺繼續(xù)鉆進(jìn))，為長(zhǎng)筒取芯提供了有利的條件。 對(duì)于地質(zhì)巖芯鉆孔小直徑提鉆取芯方式有單管和雙管單動(dòng)式；卡芯方式有投卡料 方式和卡簧方式。
單管巖石取芯鉆進(jìn)目前普遍采用投卡料方式卡取巖芯，其缺點(diǎn)是 1.卡芯不勞，易出現(xiàn)脫芯現(xiàn)象，一般巖芯采取率在70%左右； 2.取芯鉆進(jìn)進(jìn)尺不能過(guò)長(zhǎng)，不易下投卡料； 3.下投卡料要用一定的作業(yè)時(shí)間，使輔助時(shí)間增加，特別是在深部鉆孔中影響更 大； 4.用卡料方式取芯不能實(shí)現(xiàn)在鉆進(jìn)中應(yīng)用一些提高鉆率的特殊工藝，如液動(dòng)替孔 錘、螺桿鉆、減震器等。 基于以上不足，投卡料方式取芯已無(wú)法滿(mǎn)足深孔鉆進(jìn)鉆進(jìn)工藝的需求。單管的卡 簧卡芯方式現(xiàn)在已基本不用，主要是單管鉆進(jìn)卡簧直接安裝在單管鉆頭和擴(kuò)孔器之間的管 內(nèi)，在鉆進(jìn)時(shí)取芯管、擴(kuò)孔器、鉆頭都在高速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)也會(huì)帶動(dòng)卡簧出現(xiàn)回轉(zhuǎn)，常常出現(xiàn)卡 簧磨損嚴(yán)重卡不上巖芯，或出現(xiàn)卡簧折斷取不上巖芯。所以在單管取芯也只有投卡料方式。 雙管主要是指雙管單動(dòng)取芯，取芯器由內(nèi)管外管兩根管子構(gòu)成，卡簧座是直接安 裝在內(nèi)管中。在鉆進(jìn)中，鉆桿帶動(dòng)外管鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，內(nèi)管是懸掛在單動(dòng)接頭下，安裝在其 上的卡簧座不旋轉(zhuǎn)，所以卡簧也不轉(zhuǎn)，這樣卡簧磨損就很小，也就確保了巖芯的卡斷，提高 了取芯的采取率。但對(duì)于小口徑雙管取芯來(lái)說(shuō)，一般外管長(zhǎng)度小于4. 5m，這是因?yàn)樵谑┕?shí) 踐中發(fā)現(xiàn)當(dāng)內(nèi)管大于4m時(shí)，雙管單動(dòng)取芯率下降，卡簧損壞嚴(yán)重。分析認(rèn)為小口徑雙管取 芯器內(nèi)外管差很小，在5mm左右。當(dāng)雙管單動(dòng)取芯器過(guò)長(zhǎng)時(shí)，鉆進(jìn)中要對(duì)鉆頭使加一定的鉆 壓，取芯外管在一定鉆壓下會(huì)發(fā)生一定的彈性彎曲變形，內(nèi)管由于沒(méi)有承受鉆桿使加的鉆 壓，因此不會(huì)發(fā)生變形。這樣外管與內(nèi)管就發(fā)生夾擠，使得內(nèi)管、卡簧座、卡簧也出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)， 變成了雙管雙動(dòng)。從而導(dǎo)致卡簧磨損，失去卡取巖芯的功能。所以小口徑雙管單動(dòng)取芯器 一般就不會(huì)長(zhǎng)，單回次進(jìn)尺就少，特別是在深孔施工將大大增加輔助時(shí)間，工期增加施工成
3本和風(fēng)險(xiǎn)加大。 所以提高深部鉆孔取芯單回次進(jìn)尺長(zhǎng)度，將是提高鉆率最有效的方式之一，當(dāng)務(wù) 之急就是要研究出應(yīng)用頂部驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)用于深孔取芯鉆進(jìn)的小口徑長(zhǎng)筒取芯器和卡芯方式。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種應(yīng)用頂部驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)用于深孔取芯 鉆進(jìn)的小口徑取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，并且其卡簧使用壽命長(zhǎng)，巖芯卡取結(jié)實(shí)。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝 置，包括鉆頭，卡簧座、卡簧，以及擴(kuò)孔器，所述鉆頭固定安裝在擴(kuò)孔器的下部，所述卡簧座 位于鉆頭的內(nèi)部，所述卡簧安裝在卡簧座中。 該取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置還包括下軸承以及上軸承，卡簧座的頂端裝置有上 軸承，卡簧座的底端裝置有下軸承，所述上軸承的頂端抵在擴(kuò)孔器的底端，下軸承的底端抵 在鉆頭的底部形成的臺(tái)階上。 該取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置還包括壓緊墊，所述壓緊墊設(shè)置在所述上軸承的頂 端與擴(kuò)孔器的底端之間。 作為一實(shí)施例，所述鉆頭與擴(kuò)孔器之間采用螺紋連接。 作為一實(shí)施例，所述擴(kuò)孔器的下部具有外螺紋，所述鉆頭的上部分具有內(nèi)螺紋，所 述鉆頭套在擴(kuò)孔器的下部。 所述卡簧的外壁成上寬下窄的錐狀，卡簧座的內(nèi)壁具有同樣的錐面。 所述卡簧的上下端相通，卡簧的側(cè)面的一面斷開(kāi)。 本實(shí)用新型取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置的優(yōu)點(diǎn)在于 (1)卡簧在鉆進(jìn)中不轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了對(duì)巖心的振動(dòng)和摩擦，不易扭斷，保證了巖心采 取量。鉆進(jìn)時(shí)卡簧磨損小，卡簧使用壽命長(zhǎng)，巖芯卡取結(jié)實(shí)，防止了起鉆過(guò)程中巖心脫落，操 作簡(jiǎn)單。
(2)不用內(nèi)管時(shí)，單次采取可盡可能長(zhǎng)。
(3)能在雙管單動(dòng)中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)筒取芯。
(4)卡簧近在鉆頭，孔內(nèi)殘留巖芯少。
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易加工，現(xiàn)場(chǎng)組裝方便。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1是本實(shí)用新型取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置的剖面圖。
圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用于單管的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于雙管的示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖l，本實(shí)用新型取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置包括鉆頭l，下軸承2、卡簧座 3、卡簧4、上軸承5、壓緊墊6，以及擴(kuò)孔器5。 所述鉆頭1固定安裝在擴(kuò)孔器7的下部，通常鉆頭1與擴(kuò)孔器7之間采用螺紋連接，本實(shí)施例中，所述擴(kuò)孔器7的下部具有外螺紋，所述鉆頭1的上部分具有內(nèi)螺紋，連接 時(shí)，鉆頭1套在擴(kuò)孔器7的下部。 所述下軸承2以及上軸承5將卡簧座3支承在鉆頭1的內(nèi)部，擴(kuò)孔器7通過(guò)壓緊 墊6壓緊上軸承5，使卡簧座3在鉆頭1內(nèi)部能夠輕松轉(zhuǎn)動(dòng)。具體的配合關(guān)系如下所述。 所述卡簧座3位于鉆頭1的內(nèi)部，卡簧座3的頂端裝置有上軸承5，卡簧座3的底 端裝置有下軸承2，所述上軸承5的頂端抵在擴(kuò)孔器7的底端，下軸承2的底端抵在鉆頭1 的底部形成的臺(tái)階12上。所述上軸承5的頂端與擴(kuò)孔器7的底端之間還包括壓緊墊6，其 作用是使擴(kuò)孔器7進(jìn)一步壓緊上軸承5。 所述卡簧4安裝在卡簧座3中，卡簧4的外壁成上寬下窄的錐狀，卡簧座3的內(nèi)壁 具有同樣的錐面，從而卡簧4與卡簧座3相配合。且卡簧4的上下端相通，卡簧4的側(cè)面的 一面斷開(kāi)。 當(dāng)鉆進(jìn)時(shí)，由于卡簧4的側(cè)面的一面斷開(kāi)，且卡簧4此時(shí)張開(kāi)在卡簧座3的上部， 巖芯(圖未示)可順利通過(guò)卡簧4進(jìn)入巖芯管(圖未示)中。巖芯裝滿(mǎn)巖芯管后，向上提 鉆頭1時(shí)，因?yàn)榭ㄔ诳ɑ?內(nèi)的巖芯仍與地下巖芯相連接，即卡在卡簧4內(nèi)的巖芯處于不動(dòng) 的狀態(tài)，因此，卡住巖芯的卡簧4也處于靜止的狀態(tài)，而卡簧座3隨著鉆頭1的上提也想上 運(yùn)動(dòng)，則卡簧4相對(duì)于卡簧座3向下移動(dòng)，收縮卡緊巖芯，進(jìn)行割芯和卡取巖芯。 該取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置使用于單管進(jìn)行取芯鉆進(jìn)不用內(nèi)管，可以盡可能的 加長(zhǎng)取芯管，提高單次取芯長(zhǎng)度，減少起下鉆次數(shù)，如圖2所示，是本實(shí)用新型應(yīng)用于單管8 的示意圖；該取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置同樣能用于雙管單動(dòng)長(zhǎng)筒取芯鉆進(jìn)方式，由于卡 簧座不與內(nèi)管連接，單動(dòng)卡簧提斷裝置可保證巖芯卡取，如圖3所示，是本實(shí)用新型應(yīng)用于 雙管的示意圖，其中標(biāo)號(hào)9代表內(nèi)管，標(biāo)號(hào)IO代表外管。 采用本實(shí)用新型取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置將大大提高鉆進(jìn)效率和巖芯采取率， 特別是配合頂驅(qū)地質(zhì)巖芯鉆機(jī)深孔取芯鉆進(jìn)效果更加突出，鉆進(jìn)效率成倍提高，施工成孔 周期減少，成本更低，有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，包括鉆頭，卡簧座、卡簧，以及擴(kuò)孔器，其特征在于所述鉆頭固定安裝在擴(kuò)孔器的下部，所述卡簧座位于鉆頭的內(nèi)部，所述卡簧安裝在卡簧座中。
2. 如權(quán)利要求1所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于還包括下軸承以及 上軸承，卡簧座的頂端裝置有上軸承，卡簧座的底端裝置有下軸承，所述上軸承的頂端抵在 擴(kuò)孔器的底端，下軸承的底端抵在鉆頭的底部形成的臺(tái)階上。
3. 如權(quán)利要求2所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于還包括壓緊墊，所述 壓緊墊設(shè)置在所述上軸承的頂端與擴(kuò)孔器的底端之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于所述鉆頭與擴(kuò)孔器 之間采用螺紋連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于所述擴(kuò)孔器的下部 具有外螺紋，所述鉆頭的上部分具有內(nèi)螺紋，所述鉆頭套在擴(kuò)孔器的下部。
6. 如權(quán)利要求1所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于所述卡簧的外壁成 上寬下窄的錐狀，卡簧座的內(nèi)壁具有同樣的錐面。
7. 如權(quán)利要求1所述的取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，其特征在于所述卡簧的上下端 相通，卡簧的側(cè)面的一面斷開(kāi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置，包括鉆頭，卡簧座、卡簧，以及擴(kuò)孔器，所述鉆頭固定安裝在擴(kuò)孔器的下部，所述卡簧座位于鉆頭的內(nèi)部，所述卡簧安裝在卡簧座中。該取芯器用單動(dòng)卡簧提斷裝置使用于單管進(jìn)行取芯鉆進(jìn)不用內(nèi)管，可以盡可能的加長(zhǎng)取芯管，提高單次取芯長(zhǎng)度，減少起下鉆次數(shù)，同樣能用于雙管單動(dòng)長(zhǎng)筒取芯鉆進(jìn)方式，由于卡簧座不與內(nèi)管連接，單動(dòng)卡簧提斷裝置可保證巖芯卡取。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于大大提高鉆進(jìn)效率和巖芯采取率，特別是配合頂驅(qū)地質(zhì)巖芯鉆機(jī)深孔取芯鉆進(jìn)效果更加突出，鉆進(jìn)效率成倍提高，施工成孔周期減少，成本更低，有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)E21B25/00GK201507260SQ20092018758
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者劉憲全, 柴宿東, 閔令平 申請(qǐng)人:安徽兩淮科力機(jī)械制造有限責(zé)任公司