專利名稱：雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，用于深孔地質(zhì)勘探鉆進(jìn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，資源短缺的矛盾日益凸顯，地質(zhì)勘探開始向深部延伸， 這對勘探技術(shù)也提出了更高的要求，這些要求主要體現(xiàn)在安全性、可靠性、高效性和經(jīng)濟(jì)性等幾個方面。繩索取芯金剛石鉆進(jìn)技術(shù)由于避免了頻繁的提鉆，而在深孔地質(zhì)勘探鉆進(jìn)中發(fā)揮了巨大的作用，具有較高的鉆進(jìn)速度和良好的經(jīng)濟(jì)性，在地質(zhì)勘探領(lǐng)域已廣泛的使用。但在遇到一些堅硬、打滑地層時，進(jìn)尺緩慢，遇到一些復(fù)雜地層時，會出現(xiàn)巖芯采取率低等問題。 采用液動沖擊器結(jié)合繩索取芯金剛石鉆進(jìn)技術(shù)可以有效的解決上述存在的問題，我國地質(zhì)
勘探的實際生產(chǎn)施工中已經(jīng)開始使用了繩索沖擊金剛石鉆進(jìn)技術(shù)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效
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Mo目前的繩索沖擊金剛石鉆進(jìn)技術(shù)在實際使用中也存在一些問題，一個較為突出的問題是沖擊器沒有防空打的功能，這樣沖擊器在掃孔過程中可能誘發(fā)孔內(nèi)事故，同時由于沖擊器的沖擊振動作用，也會使得繩索取芯機(jī)構(gòu)的彈性銷等聯(lián)接部位松動、失效，從而影響繩索取芯機(jī)構(gòu)工作的安全性和可靠性。針對當(dāng)前繩索沖擊金剛石鉆進(jìn)技術(shù)的問題，開發(fā)適合與沖擊器匹配又能適應(yīng)深孔環(huán)境下的繩索懸掛機(jī)構(gòu)是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，采用雙彈卡的結(jié)構(gòu)形式，并在懸掛的結(jié)構(gòu)上布置浮動扶正環(huán)，確保了內(nèi)管總成和外管總成同軸度，保證了上下彈卡的工作可靠性；減少了承受剪力的彈性銷數(shù)量，能大幅度提高繩索取芯內(nèi)管總成工作可靠性；能減小金剛石鉆頭的唇面工作面積，有利于提高鉆進(jìn)效率，匹配液動沖擊器具有防空打功能，有效的避免了一些孔內(nèi)事故的發(fā)生，設(shè)計的一懸掛撈矛頭可以繞軸線轉(zhuǎn)動，能夠防止起鉆時可能存在的脫矛問題，便于現(xiàn)場操作和使用，采用回收擋卡有利于加工和制造，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，由撈矛頭， 卡塊，撈矛旋轉(zhuǎn)軸，上彈卡座，彈簧調(diào)整墊，傳力軸，上彈卡，回收擋卡，半圓卡，下彈卡座，下彈卡套筒，下彈卡，浮動密封環(huán)，調(diào)整墊，矛頭彈簧，彈性銷，回位彈簧18，上彈卡張簧，上彈卡彈性銷，下彈卡彈性銷，下彈卡張簧，密封圈構(gòu)成；其特征在于上彈卡布置在上彈卡座的彈卡卡槽內(nèi)，下彈卡布置在下彈卡套筒內(nèi)的彈卡卡槽內(nèi)，上彈卡座與下彈卡套筒之間螺紋連接；上彈卡、下彈卡通過上彈卡彈性銷和下彈卡彈性銷分別與上彈卡座和下彈卡套筒鉸接，在上彈卡、下彈卡的內(nèi)側(cè)安裝有張簧，上彈卡、下彈卡可在彈卡卡槽內(nèi)伸出，且為由內(nèi)向外呈對稱形態(tài)布置；上彈卡和下彈卡的外側(cè)為斜面；回收擋卡與上彈卡和下彈卡接觸的部位是斜面對稱布置，回收擋卡的中心部分有一圓孔，圓孔套在傳力軸上并由半圓卡固定； 其雙翼與上彈卡裝在同一彈卡卡槽內(nèi)，并可在彈卡卡槽內(nèi)有一自由移動距離；
撈矛頭的下部與旋轉(zhuǎn)軸的上部鉸接，撈矛頭內(nèi)部有一壓簧和卡塊，旋轉(zhuǎn)軸的下部有一凸緣，凸緣安放在傳力軸一切槽內(nèi)，上彈卡座為圓管狀，在其圓周上布置有彈卡槽，內(nèi)孔與旋轉(zhuǎn)軸，傳力軸間隙配合，旋轉(zhuǎn)軸、傳力軸在上彈卡座內(nèi)孔里移動，回收擋卡沿彈卡槽內(nèi)滑動。所述的浮動密封環(huán)設(shè)在取芯機(jī)構(gòu)的尾部，浮動密封環(huán)的內(nèi)徑設(shè)有密封圈和調(diào)整墊與下彈卡套筒下部軸頸間采用大間隙配合，間隙范圍為O. 5mm—I. 5_。
所述的下彈卡的上方布置一彈卡座。所述的上彈卡和下彈卡為雙向限位彈卡的結(jié)構(gòu)或單向限位懸掛彈卡結(jié)構(gòu)。所述的回收擋卡的結(jié)構(gòu)為片狀，兩側(cè)有用于收攏上彈卡的翼片，固定在傳力軸的下側(cè)，布置在上彈卡座內(nèi)的彈卡槽內(nèi)，位于上彈卡的下端。本發(fā)明的積極效果是采用雙彈卡無回收管的取芯機(jī)構(gòu)，減少了承受剪力的彈性銷數(shù)量，能大幅度提高繩索取芯內(nèi)管總成工作可靠性，同時由于采用雙彈卡的結(jié)構(gòu)懸掛內(nèi)管總成，能夠減小金剛石鉆頭的唇面工作面積，有利于提高鉆進(jìn)效率；并且由于取消了通常的單彈卡懸掛的座環(huán)裝置，內(nèi)管總成在繩索鉆桿中的投放速度也會提高，利于深孔和超深孔的鉆進(jìn)；采用雙彈卡的結(jié)構(gòu)懸掛內(nèi)管總成配備液動沖擊器能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊器的防空打功能， 這對孔內(nèi)沖擊器和金剛石鉆頭的使用壽命也有一定的提高，并能有效的避免了一些孔內(nèi)事故的發(fā)生；雙彈卡無回收管取芯機(jī)構(gòu)的矛頭可繞其軸線旋轉(zhuǎn)，能夠防止起鉆時可能存在的脫矛問題，便于現(xiàn)場操作和使用；采用回收擋卡的結(jié)構(gòu)方案還有利于加工和制造，降低生產(chǎn)成本；其適合深孔、超深孔鉆進(jìn)，適應(yīng)繩索沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，提高鉆進(jìn)效率，減少了受力較大的彈性銷使用數(shù)量。


圖I本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為回收擋卡結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)總成剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述；如圖1、2、3所示，一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，由撈矛頭1，卡塊2，撈矛旋轉(zhuǎn)軸3，上彈卡座4，彈簧調(diào)整墊5，傳力軸6，上彈卡7， 回收擋卡8,半圓卡9,下彈卡座10,下彈卡套筒11,下彈卡12,密封圈13,浮動密封環(huán)14,調(diào)整墊15，矛頭彈簧16，彈性銷17，回位彈簧18，上彈卡張簧19，上彈卡彈性銷20，下彈卡彈性銷21，下彈卡張簧22構(gòu)成；其特征在于上彈卡7布置在上彈卡座4的彈卡卡槽內(nèi)，下彈卡12布置在下彈卡套筒11內(nèi)的彈卡卡槽內(nèi)，上彈卡座4與下彈卡套筒11之間螺紋連接； 上彈卡7、下彈卡12通過上彈卡彈性銷20和下彈卡彈性銷21分別與上彈卡座4和下彈卡套筒11鉸接，在上彈卡7、下彈卡12的內(nèi)側(cè)安裝有張簧，在上彈卡張簧19和下彈卡張簧22 的張力作用下上彈卡7、下彈卡12可在彈卡卡槽內(nèi)伸出，且為由內(nèi)向外呈對稱形態(tài)布置；下彈卡張簧22上彈卡和下彈卡的外側(cè)為斜面；起收攏彈卡作用的回收擋卡8與上彈卡和下彈卡接觸的部位是斜面對稱布置，回收擋卡8的兩側(cè)有收攏彈卡的片狀雙翼，中心部分有一
4圓孔，圓孔套在傳力軸6上并由半圓卡9固定。其雙翼與上彈卡7裝在同一彈卡卡槽內(nèi)，并可在彈卡卡槽內(nèi)有一自由移動距離；一般情況下，在回位彈簧18及自重的作用下，回收擋卡8處于下位，上彈卡7呈最大的自由伸張狀態(tài)。撈矛頭I的下部與旋轉(zhuǎn)軸3的上部鉸接，撈矛頭I內(nèi)部有一矛頭彈簧16和卡塊2， 旋轉(zhuǎn)軸3的下部有一凸緣，凸緣安放在傳力軸6 —切槽內(nèi)，這種連接關(guān)系使旋轉(zhuǎn)軸3與傳力軸6在軸向上存在著約束關(guān)系，而在徑向不存在約束，保證了榜矛頭I的自由轉(zhuǎn)動。上彈卡座4為圓管狀，在其圓周上布置有彈卡槽，內(nèi)孔與旋轉(zhuǎn)軸3，傳力軸6間隙配合，旋轉(zhuǎn)軸3、傳力軸6在上彈卡座4內(nèi)孔里移動，回收擋卡8沿彈卡槽內(nèi)滑動。所述的浮動密封環(huán)14設(shè)在取芯機(jī)構(gòu)的尾部，浮動密封環(huán)14的內(nèi)徑設(shè)有密封圈13 和調(diào)整墊15與下彈卡套筒11下部軸頸間采用大間隙配合，間隙范圍為O. 5mm—I. 5_。用于補(bǔ)償內(nèi)外管間的裝配和制造誤差，以確保內(nèi)管總成與外管總成的同軸度，提高上下彈卡 (7、12)的工作可靠性。所述的下彈卡12的上方布置一彈卡座10。所述的上彈卡7和下彈卡12為雙向限位彈卡的結(jié)構(gòu)或單向限位懸掛彈卡結(jié)構(gòu)。所述的回收擋卡8的結(jié)構(gòu)為片狀，兩側(cè)有用于收攏上彈卡7的翼片，固定在傳力軸 6的下側(cè)，布置在上彈卡座4內(nèi)的彈卡槽內(nèi)，位于上彈卡7的下端。當(dāng)回收擋卡的兩翼與彈卡斜面接觸時，上彈卡7開始收攏，直至彈卡限位解除，繼續(xù)提拉撈矛頭I便可實現(xiàn)打撈內(nèi)管總成。回位彈簧18下方布置有彈簧調(diào)整墊5，脫開撈矛頭1，在回位彈簧18和自重的作用下，回收擋卡8回歸下位，與上彈卡7分離，上彈卡7又處于最大的自由伸張狀態(tài)。工作中繩索總成在孔內(nèi)投放時，上彈卡7和下彈卡12在張簧張力的作用下，彈卡最外緣抵在外管的內(nèi)壁上快速下行，投放至外管彈卡室①、②(直徑變大)處，上彈卡7和下彈卡12伸出向兩邊張開，卡在彈卡室內(nèi)①、②的凸緣上，防止內(nèi)管總成的上竄和下移，將內(nèi)管總成懸掛在外管上。當(dāng)打撈巖芯回收時，投放打撈器，提拉撈矛頭1，旋轉(zhuǎn)軸3，傳力軸6，回收擋卡8，回收擋卡8在彈卡槽內(nèi)的向上滑動，當(dāng)其兩翼的斜面與上彈卡7斜面接觸時，上彈卡7受到其收攏力的作用，并克服彈簧張力從彈卡室內(nèi)的凸緣上收攏，取消了限位，繼續(xù)提拉打撈器， 便可將內(nèi)管總成及其巖芯提離孔底至孔口，完成打撈過程。在打撈回收中，力的傳遞順序是由打撈器——>打撈矛頭I——> 彈性銷 17----->撈矛旋轉(zhuǎn)軸3----->傳力軸6----->上彈卡座4----->下彈卡套筒11----->.至
內(nèi)管巖芯管。除彈性銷17夕卜，其余上彈卡彈性銷20和下彈卡彈性銷21均不承受剪力，減少了易損件，既提高了繩索取芯內(nèi)管總成的壽命，也提高了繩索取芯內(nèi)管總成的安全可靠性。內(nèi)管總成投放到位后，通過下彈卡12在彈卡室內(nèi)的擴(kuò)張，抵住彈卡室內(nèi)的凸緣，使得內(nèi)管總成懸掛起來，內(nèi)管總成的全部重量全部集中在下彈卡12上；在下彈卡12的后側(cè)布置的下彈卡座10可以免下彈卡彈性銷21受到剪力和沖擊力的作用，并由它承受剪力和內(nèi)管總成投放到位時會存在的接觸沖擊力。所述的繩索取芯機(jī)具內(nèi)管總成的外徑范圍Φ40ι πι---Φ500mm。
權(quán)利要求
1.一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，由撈矛頭，卡塊，撈矛旋轉(zhuǎn)軸，上彈卡座，彈簧調(diào)整墊，傳力軸，上彈卡，回收擋卡，半圓卡，下彈卡座，下彈卡套筒，下彈卡，浮動密封環(huán)，調(diào)整墊，矛頭彈簧，彈性銷，回位彈簧，上彈卡張簧，上彈卡彈性銷，下彈卡彈性銷，下彈卡張簧， 密封圈構(gòu)成；其特征在于上彈卡布置在上彈卡座的彈卡卡槽內(nèi)，下彈卡布置在下彈卡套筒內(nèi)的彈卡卡槽內(nèi)，上彈卡座與下彈卡套筒之間螺紋連接；上彈卡、下彈卡通過上彈卡彈性銷和下彈卡彈性銷分別與上彈卡座和下彈卡套筒鉸接，在上彈卡、下彈卡的內(nèi)側(cè)安裝有張簧，上彈卡、下彈卡可在彈卡卡槽內(nèi)伸出，且為由內(nèi)向外呈對稱形態(tài)布置；上彈卡和下彈卡的外側(cè)為斜面；回收擋卡與上彈卡和下彈卡接觸的部位是斜面對稱布置，回收擋卡的中心部分有一圓孔，圓孔套在傳力軸上并由半圓卡固定；其雙翼與上彈卡裝在同一彈卡卡槽內(nèi)并可在彈卡卡槽內(nèi)有一自由移動距離；撈矛頭的下部與旋轉(zhuǎn)軸的上部鉸接，撈矛頭內(nèi)部有一壓簧和卡塊，旋轉(zhuǎn)軸的下部有一凸緣，凸緣安放在傳力軸一切槽內(nèi)，上彈卡座為圓管狀， 在其圓周上布置有彈卡槽，內(nèi)孔與旋轉(zhuǎn)軸，傳力軸間隙配合，旋轉(zhuǎn)軸、傳力軸在上彈卡座內(nèi)孔里移動，回收擋卡沿彈卡槽內(nèi)滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的浮動密封環(huán)設(shè)在取芯機(jī)構(gòu)的尾部，浮動密封環(huán)的內(nèi)徑設(shè)有密封圈和調(diào)整墊與下彈卡套筒下部軸頸間采用大間隙配合，間隙范圍為O. 5mm—I. 5_。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的回收擋卡的結(jié)構(gòu)為片狀，兩側(cè)有用于收攏上彈卡的翼片，固定在傳力軸的下側(cè)，布置在上彈卡座內(nèi)的彈卡槽內(nèi)，位于上彈卡的下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的上彈卡和下彈卡為雙向限位彈卡的結(jié)構(gòu)或單向限位懸掛彈卡結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙彈卡無回收管繩索取芯機(jī)構(gòu)，其特征在于上彈卡布置在上彈卡座的彈卡卡槽內(nèi)，下彈卡布置在下彈卡套筒內(nèi)的彈卡卡槽內(nèi)，上彈卡座與下彈卡套筒之間螺紋連接；回收擋卡與上彈卡接觸的部位斜面對稱布置，回收擋卡的中心部分有一圓孔，圓孔套在傳力軸上并由半圓卡固定；其雙翼與上彈卡裝在同一彈卡卡槽內(nèi)，并可在彈卡卡槽內(nèi)有一自由移動距離；撈矛頭的下部與旋轉(zhuǎn)軸的上部鉸接，旋轉(zhuǎn)軸的下部有一凸緣，凸緣安放在傳力軸一切槽內(nèi)，上彈卡座為圓管狀，在其圓周上布置有彈卡槽，內(nèi)孔與旋轉(zhuǎn)軸，傳力軸間隙配合，旋轉(zhuǎn)軸、傳力軸在上彈卡座內(nèi)孔里移動，回收擋卡沿彈卡槽內(nèi)滑動。其適合深孔、超深孔鉆進(jìn)，適應(yīng)繩索沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，減少了受力較大的彈性銷使用數(shù)量，能提高繩索取芯技術(shù)的安全性、可靠性和工作效率。
文檔編號E21B25/00GK102587854SQ201210035069
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者侯傳彬, 楊紅東, 王茂森, 蘇繼軍, 計勝利, 鄭治川, 馬征 申請人:吉林大學(xué)