專利名稱：液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于巖芯鉆探的鉆具。
在已有技術中，蘇聯(lián)發(fā)明的CCK－59 B繩索取芯鉆具(見地礦部《探礦工程》1989年第三期第63頁)是集低頻橫向振蕩器和噴射式反循環(huán)機構于一體的鉆具。它能實現(xiàn)沖洗液孔底雙向循環(huán)，提高巖礦芯采取率和防止巖芯堵塞，但不能提高硬巖鉆進效率；無簧液動沖擊鉆具，能夠提高硬巖鉆進效率和防止巖芯堵塞，卻不能提高采取率，噴射式反循環(huán)鉆具，只能提高采取率，而不能提高硬巖鉆進效率和防止巖芯堵塞。本實用新型，既可以實現(xiàn)沖洗液孔底雙向循環(huán)，提高巖礦芯采取率，又能使鉆頭高頻沖擊鉆進，提高硬巖鉆進效率和防止巖芯堵塞。從而克服和彌補了CCK－59 B鉆具和無簧液動沖擊鉆具及噴射式反循環(huán)鉆具的缺陷和不足。
本實用新型的目的是為取芯鉆探提供一種提高硬巖鉆進效率和巖礦芯采取率的無簧液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具。它可用于繩索取芯鉆進，也可以用于非繩索取芯鉆進。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在無簧液動沖擊機構和噴射式反循環(huán)機構之間連接一個能夠傳遞沖擊功和輸送沖洗液的連接裝置。
說明書附圖是本實用新型的縱向剖面示意圖。結合附圖介紹如下本實用新型的內管總成具有無簧液動沖擊機構1－2、連接裝置3－12、噴射式反循環(huán)機構13－15、單動機構16－25、內管26、欄短期內7和無水口卡簧座28。并使用底噴鉆頭29。
連接裝置包括傳功框架3、鎖緊螺栓4、O型密封圈5和7、傳功弧面體上座6、兩個傳功弧面體8、傳功環(huán)9、傳功弧面體下座10、兩個張簧11和芯管12。
傳功框架3為管狀，中段開有寬大的矩形通口，下部有內外絲扣。傳功框架3的上端和下端均以絲扣分別與無簧液動沖擊機構的砧體下接頭2和噴射式反循環(huán)機構的噴嘴接頭13連接。沖擊功經(jīng)沖擊機構的砧體下接頭2，傳功框架3、傳功弧面體上座6、傳功弧面體8、傳功環(huán)9和外管總成的滑鏈軸、外巖心管接頭、外巖心管、擴孔器傳至底噴鉆頭29；具有軸心孔的鎖緊螺栓4的栓頭頂面開有供擰卸用的矩形槽。鎖緊螺栓4從傳功框架3的頂端裝入、并以絲扣與傳功弧面體上座6連為一體，使傳功弧面體上座6在傳功框架3內不能產生軸向串動；傳功弧面體上座6為“二齒叉”形，上段“叉把”為管狀，外表有環(huán)槽，槽內裝有O型密封圈5、使之與傳功框架3上段管的內壁構成密封副，防止液流泄漏?！安姘选惫荏w內下部有一環(huán)形凸檐，“叉齒”是兩個寬厚的弧形體兩個傳功弧面體8大小形狀相同，為中間厚向兩端逐漸變薄的內外表面均為弧形的弧面體，上部有一凸臺，凸臺以上為半圓弧面梯形，兩個合攏為一截錐體，插入傳功弧面體上座6的“二齒叉”內，可做徑向擺動。下端坐落在傳功環(huán)9上。凸檐之上有穿孔，并從兩側各插一個漸開線型張簧11，使傳功弧面體8處于張開狀態(tài)；傳功環(huán)9內的傳功弧面體下座10，中間有軸心孔，上端外壁為凸出緣，緣內側有兩個對稱的向軸心傾斜的斜面。傳功弧面體8下端插入凸緣內側，可防止傳功弧面體8從傳功框架3中向兩側脫落，并隨著內管總成升降在傾斜的斜面上自由地滑動，上升時滑向軸芯，兩個傳功弧面體8收攏；芯管12頂端和下部均有一個環(huán)狀凸臺，頂端凸臺之上套有O型密封圈7，與傳功弧面體上座6“叉把”管體內下部的環(huán)形凸檐形成密封副，防止液流泄漏。下部凸臺是承托傳功弧面體下座10的。芯管底端為方形，便于擰卸。芯管12從傳功框架3的下端裝入，并以絲扣與傳功框架3連接。傳功弧面體上座6、傳功弧面體8、張簧11和傳功弧面體下座10都裝在傳功框架3內。
噴射式反循環(huán)機構由噴嘴接頭13、承噴器芯子14和承噴器外管15組成。噴嘴接頭13以絲扣分別與上部的傳功框架3和下部的承噴器外管15連接。噴嘴接頭13底端的管狀孔代替了無簧液動沖擊機構的節(jié)流孔，它的孔徑大小可根據(jù)所需沖擊功大小而定。由無簧液動沖擊機構1的砧體下接頭2流出的沖洗液是經(jīng)連接裝置的鎖緊螺栓4的軸芯孔、芯管12流入噴嘴接頭13進入噴射式反循環(huán)機構的，使鉆具產生高頻沖擊和實現(xiàn)沖洗液孔底反循環(huán)和正循環(huán)鉆進；承噴器芯子14呈扁柱狀，與承噴器外管15焊為一體后構成了兩個較大的半月形回水通道。承噴器外管15以絲扣與下部的單動機構的上接頭16連接。
單動機構由單動上接頭16、軸承17、密封圈套18、V型密封圈19、彈簧上墊圈20、彈簧21、彈簧下墊圈22、軸承23、鎖母24和單動下接頭25組成。單動上接頭16為管狀體，頂端呈上大下小的喇叭口狀，下部由絲扣與鎖母24連接，由于軸承17、23的作用，鉆進中，單動上接頭16隨鉆具轉動，而密封圈套18、單動下接頭25、內管26和無水口卡簧座28不轉。彈簧21置于V型密封圈19下部，彈簧21的壓緊力使因鉆進中磨損的V型密封圈19受擠壓而產生徑向膨脹，保持密封的作用。內管26上部以絲扣與單動下接頭25連接，下端與無水口卡簧座28連接。攔簧27置于無水口卡簧座28內。
本實用新型經(jīng)生產試驗，它比普通繩索取芯鉆具每小時的平均進尺多0.35米，提高60％；巖礦芯采取率達到90％以上；回次進尺長度提高11.5％。成本可降低30％以上。本實用新型的連接裝置上端也可以連接有簧液動沖擊機構，實現(xiàn)高頻沖擊鉆進。


本附圖系一個管狀分段連接的整體。
1－無簧液動沖擊機構2－砧體下接頭3－傳動框架4－鎖緊螺栓5、7－O型密封圈6－傳功弧面體上座8－兩個傳動弧面體9－傳功環(huán)10－傳功弧面體下座11－兩個張簧12－芯管13－噴嘴接頭14－承噴器芯子15－承噴器外管16－上接頭17－軸承18－密封圈套19－V型密封圈20－彈簧上墊圈21－彈簧22－彈簧下墊圈23－軸承24－鎖母25－單動下接頭26－內管27－攔簧28－無水口卡簧座29－底噴鉆頭
權利要求1.一種液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是內管總成主要由無簧液動沖擊機構、連接裝置(3-12)、噴射式反循環(huán)機構(13-15)、單動機構(16-25)、內管(26)、欄簧(27)、無水口卡簧座(28)組成，無簧液動沖擊機構、連接裝置、噴射式反循環(huán)機構、單動機構、內管、和無水口卡簧座依次均以絲扣連接，并用底噴鉆頭(29)。
2.根據(jù)權利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的傳動框架(3)的上端與砧體下接頭(2)、下端與噴嘴接頭(13)均以絲扣連接，鎖緊螺栓(4)的下端與傳功弧面體上座(6)以絲扣連接，O型密封圈(5)套在傳功弧面體上座(6)的環(huán)槽中，兩個傳功弧面體(8)的上部插在傳功弧面體上座(6)內，傳功弧面體下座(10)上端外凸檐套在兩個傳功弧面體(8)的下端內側的凸檐外，傳功環(huán)(9)套在傳功框架(3)和傳功弧面體下座(10)的外側，其上端面頂在兩個傳功弧面體(8)的下端外部底面上，芯管(12)的上段插在傳功弧面體上座(6)、兩個傳功弧面體(8)和傳功弧面體下座(10)內，其下段與傳功框架(3)以絲扣連接，O型密封圈7套在芯管(12)的頂端環(huán)狀凸臺上，張簧(11)兩端的彎頭分別插在兩個傳功弧面體(8)下部的穿孔中，鎖緊螺栓(4)、O型密封圈(5)和(7)、傳功弧面體上座(6)、兩個傳功弧面體(8)、傳功弧面體下座(10)、張簧(11)和芯管(12)均置于傳功框架(3)的中段矩形通口內。
3.根據(jù)權利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是單動機構的單動上接頭(16)與承噴器外管下端以絲扣連接，在單動上接頭(16)的管部從上至下依次安裝有軸承(17)、密封圈套(18)、V型密封圈(19)、彈簧上墊(20)、彈簧(21)、彈簧下墊(22)、軸承(23)、鎖母(24)和單動下接頭(25)、鎖母(24)和單動上接頭(16)的下端以絲扣連接，密封圈套(18)的下端與單動下接頭(25)的上端以絲扣連接。
4.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的傳功框架(3)為管狀，中段開有寬大的矩形通口而形成框架，其上端有內絲扣，下端有內、外絲扣。
5.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的具有軸心孔的鎖緊栓(4)的栓頭頂端開有矩形槽，下端有外絲扣。
6.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的傳功弧面體上座(6)為有軸心孔的″二齒叉″形，上段″叉把″為管狀，外表面有環(huán)槽，″叉把″管體內上段有內絲扣，″叉把″管體內下部有一環(huán)形凸檐。
7.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的兩個傳功弧面體(8)形狀和大小完全相同，其內外壁均為弧形面，縱向外壁呈弧面形，上部有一管狀凸臺，凸臺斷面為梯形，兩個傳功弧面體(8)合攏后，凸臺段即構成一個截錐形管狀體，該截錐形管狀體插在傳功弧面體(6)的″二齒叉″內，其下段接近端部有穿孔，張簧11兩端彎頭分別插入兩個穿孔，其下端面的內側有一個弧形凸檐，凸檐插入傳功弧面體下座(10)的上端面的外凸檐內。
8.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的傳功弧面體下座(10)的中間有軸心孔，其上端內外壁為弧形凸檐，檐內是兩個對稱的向軸心傾斜的斜面，下端面為平面。
9.根據(jù)權利要求1、2所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置的芯管(12)頂端有環(huán)狀凸臺，凸臺處套有O型密封圈(7)，芯管(12)下部有環(huán)狀凸臺，凸臺下有外絲扣，芯管(12)底端為方形。
10.根據(jù)權利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是噴射式反循環(huán)機構的噴嘴接頭(13)的上端與傳功框架(3)的下端以絲扣連接，其下端與由呈扁柱體的承噴器芯子(14)和承噴器外管(15)焊成一體的承噴器的承噴器外管(15)絲扣連接。
專利摘要液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，是一種能實現(xiàn)沖洗液流經(jīng)孔底的正循環(huán)和反循環(huán)及鉆頭高頻沖擊鉆進的取芯鉆具。內管總成主要有以絲扣依次連接的無簧液動沖擊機構、連接裝置、噴射式反循環(huán)機構、單動機構、內管、內裝有攔簧的無水口卡簧座組成。并使用底噴鉆頭。連接裝置由傳動框架、鎖緊螺栓、O形密封圈、傳動弧面體上座、傳功弧面體、傳動環(huán)、傳動弧面體下座、張簧和芯管組成。通過實施本實用新型能提高硬巖鉆進效率和巖礦芯采取率。
文檔編號E21B25/00GK2187675SQ93239930
公開日1995年1月18日 申請日期1993年12月23日 優(yōu)先權日1993年12月23日
發(fā)明者蓋鳳林 申請人:河北省地質礦產局第二地質大隊