專利名稱：繩索式煤層取芯工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繩索式煤層取芯工具，屬石油鉆井井下工具設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
繩索取芯鉆進工藝由于其自動化程度高、井內(nèi)事故少、取芯率及鉆進效率高的優(yōu) 勢，在煤田勘探及石油勘探施工中得到了迅速的推廣應(yīng)用，在煤層氣參數(shù)井施工中又得到 了進一步的發(fā)展。繩索式取芯技術(shù)在應(yīng)用中的技術(shù)要點有以下幾個方面一、煤芯上、下端如錨取強 巖，將提高提拉過程中煤芯保護率；二、煤芯筒應(yīng)緩慢地下放，否則，遇井斜則會損壞芯筒； 三、取芯開始時鉆壓要求小，鉆速要求低；四、泥漿設(shè)在低排量檔，以免沖失芯樣；五、監(jiān)測 泥漿泵泵壓以確保環(huán)鉆頭的循環(huán)道暢通無阻，芯筒未受堵。如泵壓變高，應(yīng)將鉆頭提離孔底 降壓；六、鉆進率突然變化，若非地層巖性變化，則為煤芯筒堵塞，應(yīng)提鉆出孔，檢查。在繩索取芯鉆進中面臨的主要問題是復(fù)雜地層鉆進的鉆孔護壁防塌問題。一是鉆 進中遇到的水敏性地層發(fā)生的孔壁縮徑；二是鉆進構(gòu)造破碎地層、膠結(jié)性較差的厚粉煤層 出現(xiàn)的鉆孔垮塌、擴徑現(xiàn)象；三是繩索取芯鉆進結(jié)構(gòu)特點，內(nèi)外環(huán)狀間隙小，沖洗液循環(huán)泵 壓高，對孔壁產(chǎn)生沖刷破壞以及上下鉆具對孔壁產(chǎn)生的沖擊和抽吸作用等，由此導(dǎo)致憋泵、 粘附卡鉆、鉆桿折斷、孔壁跨塌、鉆具下不到位等各種孔內(nèi)安全事故。對于松軟地層，現(xiàn)有的取芯技術(shù)和取芯工具還有很多不足之處，在取芯質(zhì)量、井下 安全隱患和取芯收獲率等方面還不能滿足實際生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種繩索式煤層取芯工具，使 之具有操作安全平穩(wěn)、靈活可靠度和取芯收獲率高、使用壽命長的特點。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的。在繩索式煤層取芯工具的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有彈卡、座環(huán)接頭、花鍵套、上扶正器、外 筒、下扶正器、鉆頭；從上至下，彈卡、座環(huán)接頭、花鍵套、上扶正器、外筒、下扶正器、鉆頭依 次通過螺紋連接成一體；在座環(huán)接頭內(nèi)設(shè)置有懸掛環(huán)、座環(huán)、增壓環(huán)；由內(nèi)到外，增壓環(huán)、懸 掛環(huán)、座環(huán)依次安裝在座環(huán)接頭內(nèi)；在花鍵套內(nèi)設(shè)置有花鍵軸和彈簧套，由內(nèi)到外，彈簧套、 花鍵軸依次安裝在花鍵套內(nèi)；座環(huán)采用雙級倒角的結(jié)構(gòu)，第一級倒角為15°，第二級倒角 為45° ；花鍵軸位于花鍵套內(nèi)，花鍵軸與花鍵套之間通過花鍵連接，在花鍵軸與花鍵套之間 設(shè)置有密封圈。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果1、本發(fā)明采用花鍵結(jié)構(gòu)形式傳遞扭矩，花健軸相對于花鍵套能上下運動，將地面 扭矩傳遞給鉆頭，傳遞的扭矩較大，取芯效率高。2、本發(fā)明的座環(huán)采用雙級倒角結(jié)構(gòu)，大大減小了內(nèi)筒下端的沖擊力，增強了懸掛 機構(gòu)抗沖擊的安全可靠性。
3、本發(fā)明具有操作安全平穩(wěn)、靈活可靠度和取芯收獲率高、使用壽命長的特點。


圖1為繩索式煤層取芯工具的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為繩索式煤層取芯工具的座環(huán)接頭部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為繩索式煤層取芯工具的花鍵套部分的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中1.彈卡、2.座環(huán)接頭、3.上扶正器、4.外筒、5.下扶正器、6.鉆頭、7.彈 卡架、8.懸掛環(huán)、9.座環(huán)、10.增壓環(huán)、11.懸掛軸、12.懸掛軸軸承、13.軸承座、14.花鍵套、 15.彈簧套、16.花鍵軸、17.密封圈。
具體實施例方式本繩索式煤層取芯工具由彈卡1、座環(huán)接頭2、花鍵套14、上扶正器3、外筒4、下扶 正器5、鉆頭6等組成，從上至下，彈卡1、座環(huán)接頭2、花鍵套14、上扶正器3、外筒4、下扶 正器5、鉆頭6依次通過螺紋連接成一體。在座環(huán)接頭2內(nèi)設(shè)置有懸掛環(huán)8、座環(huán)9、增壓環(huán) 10 ；由內(nèi)到外，增壓環(huán)10、懸掛環(huán)8、座環(huán)9依次安裝在座環(huán)接頭2內(nèi)。座環(huán)9采用雙級倒 角的結(jié)構(gòu)，第一級倒角為15°，第二級倒角為45° ；由于內(nèi)筒下行時不能保證對中，使得內(nèi) 筒下端常與座環(huán)9的倒角位置處相碰撞，從而使內(nèi)筒下端碰撞變形。采用雙級倒角結(jié)構(gòu)后， 當(dāng)內(nèi)筒下端到達座環(huán)9位置時，首先接觸在15°的錐面上，再通過45°錐面和座環(huán)9接觸， 這樣就大大減輕了內(nèi)筒下端的沖擊力，增強了懸掛機構(gòu)抗沖擊的可靠性。作為差動裝置的 花鍵結(jié)構(gòu)是十分重要的結(jié)構(gòu)，在花鍵套14內(nèi)設(shè)置有花鍵軸16和彈簧套15，由內(nèi)到外，彈簧 套15、花鍵軸16依次安裝在花鍵套14內(nèi)?；ㄦI軸16位于花鍵套14內(nèi)，花鍵軸16與花鍵 套14之間通過花鍵連接，并可以沿鍵槽上下運動以傳遞扭矩和鉆壓；在拉力或壓力的作用 下，花鍵軸16相對于花鍵套14上下運動，花鍵處的相互作用將地面扭矩傳遞給鉆頭6 ；在 花鍵軸16與花鍵套14之間設(shè)置有密封圈17，以保證鉆井液的正常循環(huán)。這樣的差動裝置 使得取芯工具的使用壽命大大延長，并且靈活可靠，提高了時效、減少了事故隱患，使取芯 收獲率和取芯效率大大提高。
權(quán)利要求
一種繩索式煤層取芯工具，由彈卡(1)、上扶正器(3)、外筒(4)、下扶正器(5)、鉆頭(6)等組成，其特征在于在其結(jié)構(gòu)中設(shè)置有座環(huán)接頭(2)、花鍵套(14)、從上至下，彈卡(1)、座環(huán)接頭(2)、花鍵套(14)、上扶正器(3)、外筒(4)、下扶正器(5)、鉆頭(6)依次通過螺紋連接成一體；在座環(huán)接頭(2)內(nèi)設(shè)置有懸掛環(huán)(8)、座環(huán)(9)、增壓環(huán)(10)，由內(nèi)到外，增壓環(huán)(10)、懸掛環(huán)(8)、座環(huán)(9)依次安裝在座環(huán)接頭(2)內(nèi)；在花鍵套(14)內(nèi)設(shè)置有花鍵軸(16)和彈簧套(15)，由內(nèi)到外，彈簧套(15)、花鍵軸(16)依次安裝在花鍵套(14)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索式煤層取芯工具，其特征在于座環(huán)(9)采用雙級倒角的 結(jié)構(gòu)，第一級倒角為15°，第二級倒角為45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繩索式煤層取芯工具，其特征在于花鍵軸(16)位于花鍵套 (14)內(nèi)，花鍵軸(16)與花鍵套(14)之間通過花鍵連接，花鍵軸(16)相對于花鍵套(14)可 上下運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的繩索式煤層取芯工具，其特征在于在花鍵軸(16)與花鍵套 (14)之間設(shè)置有密封圈(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種繩索式煤層取芯工具，其特征在于從上至下，彈卡(1)、座環(huán)接頭(2)、花鍵套(14)、上扶正器(3)、外筒(4)、下扶正器(5)、鉆頭(6)依次通過螺紋連接成一體；在座環(huán)接頭(2)內(nèi)，由內(nèi)到外，增壓環(huán)(10)、懸掛環(huán)(8)、座環(huán)(9)依次安裝在座環(huán)接頭(2)內(nèi)；在花鍵套(14)內(nèi)，由內(nèi)到外，彈簧套(15)、花鍵軸(16)依次安裝在花鍵套(14)內(nèi)；座環(huán)(9)采用雙級倒角的結(jié)構(gòu)，第一級倒角為15°，第二級倒角為45°；花鍵軸(16)與花鍵套(14)之間通過花鍵連接；在花鍵軸(16)與花鍵套(14)之間設(shè)置有密封圈(17)。本發(fā)明具有操作安全平穩(wěn)、靈活可靠度和取芯收獲率高、使用壽命長的特點。
文檔編號E21B25/02GK101899955SQ200910085760
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者馮定, 檀便友 申請人:長江大學(xué)