一種帶有到位報(bào)信的繩索取心定位懸掛機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種繩索取心鉆具，特別涉及一種帶有到位報(bào)信的繩索取心定位懸掛機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，提升了對(duì)上游資源的需求，帶動(dòng)了地勘事業(yè)迅速發(fā)展，也促進(jìn)了勘探技術(shù)的發(fā)展，由于淺部資源已面臨枯竭，地質(zhì)勘探逐漸的由淺部向深部延伸。
[0003]金剛石繩索取心鉆進(jìn)是一種無(wú)需頻繁提鉆的鉆進(jìn)工藝，在深部的鉆探工程中會(huì)擁有著更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在使用金剛石繩索取心鉆具鉆孔深度超過(guò)500米左右，投放內(nèi)管時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確的判斷內(nèi)管是否投放到位，現(xiàn)場(chǎng)完全憑借經(jīng)驗(yàn)，為了確保內(nèi)管投放到位，避免打“單管”問(wèn)題的出現(xiàn)，往往預(yù)留了過(guò)多的等待時(shí)間，增加了鉆探生產(chǎn)的輔助時(shí)間。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)，S75繩索取心鉆具結(jié)構(gòu)上，具有到位報(bào)信的機(jī)構(gòu)，由片狀的閥堵以及掛簧、壓簧和定位彈簧等組成，但在實(shí)際使用時(shí)，時(shí)常出現(xiàn)憋栗、吸附、抽吸等問(wèn)題的出現(xiàn)，致使鉆進(jìn)無(wú)法正常進(jìn)行；另一種用鋼球和彈簧組成的一種到位報(bào)信機(jī)構(gòu)，使用時(shí)能夠起到位報(bào)信的作用，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)會(huì)造成一定的壓力降損失。所以，在進(jìn)行繩索取心金剛石鉆進(jìn)時(shí)，均不使用上述到位報(bào)信機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的繩索取心鉆具在結(jié)構(gòu)上也都進(jìn)行了簡(jiǎn)化，剔除了上述的到位報(bào)信機(jī)構(gòu)，通常在500米以?xún)?nèi)的鉆孔，一般都是通過(guò)傾聽(tīng)內(nèi)管總成投放到位后的金屬撞擊聲來(lái)確定是否投放到位，超過(guò)500米的鉆孔是依據(jù)繩索內(nèi)管總成投放的速度，來(lái)估算投放到位的時(shí)刻。
[0005]專(zhuān)利CN86106661，繩索取芯鉆具的功能機(jī)構(gòu)，利用內(nèi)管總成上采用的一軸套和水口的遮蓋產(chǎn)生的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)到位報(bào)信的機(jī)構(gòu)，軸套和水口的遮蓋量可以進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的流量和鉆孔深度，但該功能也會(huì)產(chǎn)生壓力降損失。
[0006]專(zhuān)利200920042400.3，一種線索取芯鉆具，利用一鋼球放置于沖洗液通道中，其下部安置一報(bào)信膠圈，投放到位后沖洗液驅(qū)動(dòng)鋼球通過(guò)膠圈至下部空間，同時(shí)產(chǎn)生波動(dòng)壓力，起到到位報(bào)信作用，內(nèi)管打撈至地面后，需擰卸鉆具復(fù)位鋼球，操作麻煩。
[0007]專(zhuān)利201320537493.3，深孔內(nèi)管到位報(bào)警繩索取芯鉆具及其使用的壓力檢測(cè)系統(tǒng)中的到位報(bào)信機(jī)構(gòu)，利用閥堵在內(nèi)管投放到位時(shí)，沖洗液將閥堵頂開(kāi)產(chǎn)生的壓力進(jìn)行報(bào)信，閥堵頂開(kāi)后由曲桿定位，固定其打開(kāi)的狀態(tài)，從而減少壓力降損失，待內(nèi)管總成打撈至地面時(shí)需人工撥動(dòng)曲桿復(fù)位，無(wú)自動(dòng)復(fù)位功能，閥堵開(kāi)啟的開(kāi)啟度無(wú)法與沖洗液的流量自動(dòng)匹配，當(dāng)流量變化時(shí)，特別是流量變小時(shí)，會(huì)影響閥堵的定位，導(dǎo)致影響實(shí)際的工作效能，該結(jié)構(gòu)的閥堵當(dāng)有沖洗液驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于閥堵瞬間開(kāi)啟，產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)小、時(shí)間短，需配備地面電子傳感設(shè)備檢測(cè)，成本較高。
[0008]專(zhuān)利201410531122.3，內(nèi)管到位發(fā)聲報(bào)警繩索取心鉆具，在內(nèi)管總成上內(nèi)置一聲音電子報(bào)警裝置，投放到位后通過(guò)一機(jī)構(gòu)觸發(fā)報(bào)警發(fā)出聲音，報(bào)警裝置發(fā)出的聲音需要通過(guò)鉆桿內(nèi)的沖洗液介質(zhì)以及地面的空氣介質(zhì)傳遞到人耳中，通常聲波通過(guò)介質(zhì)斷面后無(wú)法繼續(xù)傳遞，需要專(zhuān)門(mén)的聲波識(shí)別器拾取聲波，人耳無(wú)法直接獲取到位信息，還需要相應(yīng)的配套設(shè)備。該機(jī)構(gòu)在每次投放時(shí)還要進(jìn)行擰卸鉆具，復(fù)位觸發(fā)機(jī)構(gòu)，操作不便，水下采用電子裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，特別是內(nèi)管鉆具工作環(huán)境差，水下電子報(bào)警裝置需采取防水、防沖、防振等技術(shù)措施，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下實(shí)施困難。
[0009]通常的繩索鉆具內(nèi)管定位是通過(guò)一機(jī)械方式由扭簧驅(qū)動(dòng)一副彈卡來(lái)實(shí)現(xiàn)定位的，如我國(guó)地質(zhì)系統(tǒng)的S75繩索鉆具，美國(guó)NQ系列的鉆具等，皆為公知的結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)的原因，通常的繩索鉆具內(nèi)管與外管間的定位存在2 — 5_左右的間隙，造成繩索鉆具內(nèi)管總成在鉆進(jìn)中，存在著上下一定的竄動(dòng)量，對(duì)采取的巖心有一定程度的擾動(dòng)，特別是進(jìn)行繩索沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)重的影響了沖擊功的有效傳遞，降低沖擊鉆進(jìn)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有到位報(bào)信機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣、工作時(shí)間長(zhǎng)、效率低、壓力損失大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、存在抽吸、吸附等問(wèn)題，而提供一種帶有到位報(bào)信的繩索取心定位懸掛機(jī)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明是由內(nèi)管總成和外管鉆具組成，內(nèi)管總成設(shè)置在外管鉆具內(nèi)部；
[0012]內(nèi)管總成包括繩索撈矛裝置、鎖緊裝置、定位裝置、到位報(bào)信裝置和懸掛裝置，繩索撈矛裝置鉸接在鎖緊裝置上端，定位裝置上端固定設(shè)置在鎖緊裝置下端，到位報(bào)信裝置上端鉸接在定位裝置下端，懸掛裝置設(shè)置在到位報(bào)信裝置下端；
[0013]繩索撈矛裝置包括撈矛頭、撈矛頭彈簧、卡塊和撈矛頭彈性銷(xiāo)，撈矛頭彈簧和卡塊設(shè)置在撈矛頭槽內(nèi)，撈矛頭彈簧設(shè)置在卡塊上端，撈矛頭彈性銷(xiāo)固定設(shè)置在撈矛頭下端；
[0014]鎖緊裝置包括旋轉(zhuǎn)拉桿、壓緊彈簧、數(shù)個(gè)鎖緊鋼珠和芯軸，旋轉(zhuǎn)拉桿下端具有子口，旋轉(zhuǎn)拉桿的中間部分具有第一臺(tái)階和第二臺(tái)階，下端具有若干圓孔，數(shù)個(gè)鎖緊鋼珠設(shè)置在旋轉(zhuǎn)拉桿的圓孔上，壓緊彈簧繞設(shè)在旋轉(zhuǎn)拉桿上，芯軸上端固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)拉桿子口內(nèi)，芯軸上端具有環(huán)槽和圓錐面；
[0015]定位裝置包括彈卡壓簧、楔套、彈卡、半圓卡和彈卡套，彈卡壓簧繞設(shè)在芯軸上，楔套設(shè)置在芯軸外側(cè)，半圓卡設(shè)置在楔套與彈卡之間，彈卡套為圓筒狀，上端具有卡槽和分水口，下端具有梯形扣，梯形扣與分水接頭固定連接，彈卡設(shè)置在卡槽內(nèi)，繩索撈矛裝置、鎖緊裝置、定位裝置和到位報(bào)信裝置設(shè)置在彈卡套內(nèi)；
[0016]到位報(bào)信裝置包括閥堵連接彈性銷(xiāo)、活動(dòng)閥堵、懸掛彈簧、補(bǔ)償套、補(bǔ)償彈簧、閥堵座和分水接頭，閥堵連接彈性銷(xiāo)上端設(shè)置在芯軸下端，閥堵連接彈性銷(xiāo)下端固定設(shè)置在活動(dòng)閥堵上端，懸掛彈簧繞設(shè)在活動(dòng)閥堵上，活動(dòng)閥堵具有閥堵桿、閥堵片、導(dǎo)正筋和支撐環(huán)，閥堵桿具有泄流中心孔和橫向泄流孔，閥堵片、導(dǎo)正筋和支撐環(huán)設(shè)置在閥堵桿上，閥堵片和導(dǎo)正筋與閥堵座和補(bǔ)償套相配合設(shè)置，補(bǔ)償套活動(dòng)設(shè)置在閥堵座與分水接頭之間，閥堵座設(shè)置在補(bǔ)償套與彈卡套之間，補(bǔ)償彈簧和分水接頭分別設(shè)置在補(bǔ)償套和閥堵座下端，分水接頭設(shè)置在補(bǔ)償彈簧外側(cè)；
[0017]懸掛裝置包括扶正懸掛環(huán)和座環(huán)，扶正懸掛環(huán)設(shè)置在分水接頭外側(cè)，座環(huán)設(shè)置在外接短管與擴(kuò)孔器之間；
[0018]外管鉆具包括上外管、外接短管、擴(kuò)孔器和下外管，上外管下端具有彈卡室，彈卡室內(nèi)斜面臺(tái)階處與彈卡相配合，并固定設(shè)置在外接短管上端，擴(kuò)孔器上端固定設(shè)置在外接短管下端，擴(kuò)孔器下端固定連接在下外管上端。
[0019]本發(fā)明的工作原理和過(guò)程:
[0020]當(dāng)打撈繩索鉆具時(shí)，繩索打撈器拉動(dòng)繩索撈矛裝置，旋轉(zhuǎn)拉桿、芯軸和活動(dòng)閥堵在彈卡套內(nèi)向上移動(dòng)，打撈開(kāi)始前，活動(dòng)閥堵被鎖緊裝置鎖緊在下端，內(nèi)管總成處于鎖死狀態(tài)。當(dāng)向上拉動(dòng)撈矛頭時(shí)，鎖緊鋼珠通過(guò)旋轉(zhuǎn)拉桿移動(dòng)，進(jìn)入到芯軸的環(huán)槽部位，解除了活動(dòng)閥堵的鎖緊狀態(tài)，并通過(guò)鎖緊鋼珠，與芯軸環(huán)槽處的臺(tái)階相配合連接，帶動(dòng)芯軸移動(dòng)，繼續(xù)拉動(dòng)繩索撈矛裝置，活動(dòng)閥堵與閥堵座之間的通道打開(kāi)。通過(guò)芯軸上移，半圓卡推動(dòng)楔套向上移動(dòng)，壓縮壓緊彈簧，楔套錐面與彈卡斜面脫離，繼續(xù)拉動(dòng)繩索撈矛裝置，繩索取心鉆具內(nèi)管總成通過(guò)繩索打撈器向上移動(dòng)，彈卡通過(guò)彈卡室斜面臺(tái)階的作用下，將彈卡推回，彈卡定位作用消失，繼續(xù)提拉打撈器，可打撈出繩索取心鉆具內(nèi)管總成。
[0021]當(dāng)投放繩索鉆具時(shí)，撈矛頭、旋轉(zhuǎn)拉桿、芯軸和活動(dòng)閥堵只受彈簧力及其重力作用，懸掛彈簧處于最大伸縮量，而回位壓緊彈簧處于最大壓縮量，懸掛彈簧彈簧力Fl小于壓緊彈簧彈簧力F2與相關(guān)零件的重力之和F3，當(dāng)在F2與F3作用下，F(xiàn)l = F2+F3時(shí)，活動(dòng)閥堵將沖洗液通道關(guān)閉。
[0022]當(dāng)投放繩索鉆具到位時(shí)，繩索定位懸掛機(jī)構(gòu)鉆具上的扶正懸掛環(huán)嵌套在鉆具外管的座環(huán)內(nèi)，用于懸掛和密封鉆具，將繩索鉆具的內(nèi)管總成與外管鉆具間的環(huán)狀沖洗液通道關(guān)閉，這時(shí)被封閉的沖洗液壓力增加，產(chǎn)生水擊力作用在活動(dòng)閥堵上，壓縮懸掛彈簧驅(qū)動(dòng)活動(dòng)閥堵、芯軸、旋轉(zhuǎn)拉桿、撈矛頭等相關(guān)零件向下移動(dòng)，當(dāng)閥堵片越過(guò)閥堵座的配合表面時(shí)，水擊力開(kāi)始作用在補(bǔ)償套的上端面，活動(dòng)閥堵和補(bǔ)償套向下移動(dòng)，直至活動(dòng)閥堵的閥堵座打開(kāi)與補(bǔ)償套之間的通道，此時(shí)由于作用在補(bǔ)償套上端的壓力降低，補(bǔ)償套在補(bǔ)償彈簧彈簧力的作用下回到初始位置，活動(dòng)閥堵被鎖緊裝置鎖死，致使產(chǎn)生的壓力損失小，同時(shí)在活動(dòng)閥堵的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的壓力對(duì)地面到位報(bào)信，芯軸推動(dòng)楔套的斜面將彈卡推出，并進(jìn)入繩索鉆具外管部分的彈卡室，完成定位作用。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力損失小，減少工作時(shí)間和工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，繩索鉆具定位后具有鎖緊功能，到位報(bào)信裝置能夠自動(dòng)復(fù)位，無(wú)需人工調(diào)整和干預(yù)，縮短了繩索鉆具長(zhǎng)度，降低了重量，有利于提高巖心采取的質(zhì)量，便于野外使用和操作，解決了打撈鉆具時(shí)存在抽吸、吸附等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的剖視圖。
[0026]圖2是本發(fā)明內(nèi)管總成打撈時(shí)的剖視圖。
[0027]圖3是本發(fā)明內(nèi)管總成投放時(shí)的剖視圖。
[0028]圖4是本發(fā)明活動(dòng)閥堵的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明是由內(nèi)管總成I和外管鉆具2組成，內(nèi)管總成I設(shè)置在外管鉆具2內(nèi)部；
[0030]內(nèi)管總成I包括繩索撈矛裝置11、鎖緊裝置12、定位裝置13、到位報(bào)信裝置14和懸掛裝置15，繩索撈矛裝置11鉸接在鎖緊裝置12上端，定位裝置13上端固定設(shè)置在鎖緊裝置12下端，到位報(bào)信裝置14上端鉸接在定位裝置13下端，懸掛裝置15設(shè)置在到位報(bào)信裝置14下端；
[0031]繩索撈矛裝置11包括撈矛頭111、撈矛頭彈簧112、卡塊113和撈矛頭彈性銷(xiāo)114，撈矛頭彈簧112和卡塊113設(shè)置在撈矛頭槽內(nèi)111，撈矛頭彈簧112設(shè)置在卡塊113上端，撈矛頭彈性銷(xiāo)114固定設(shè)置在撈矛頭111下端