專利名稱：地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)巖心鉆探專用于復(fù)雜地層治理的裝置，具體的說是一種地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，就是在鉆孔下好終極套管的底部間隔一段距離的下部再進(jìn)行擴(kuò)孔的裝置，屬于地質(zhì)鉆探領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在巖心鉆探領(lǐng)域，如果一個(gè)鉆孔已經(jīng)下了終極套管(最后一級(jí)套管)，此時(shí)，如果與終極套管底部間隔一定距離再出現(xiàn)復(fù)雜地層(如遇水膨脹、軟弱、松散地層)，在目前情況下，一般采用水泥或化學(xué)漿液封堵，優(yōu)質(zhì)泥漿處理等方法，但是成本高、效果不理想，有時(shí)甚至造成鉆孔報(bào)廢。如果有一種專用擴(kuò)孔器將下部軟弱位置孔徑擴(kuò)大，再用特殊措施下入與上部終極套管口徑一致的套管，這種復(fù)雜地層治理方式，叫套管隔離法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，為巖心鉆探復(fù)雜地層治理提供一種新的思路和方法。本實(shí)用新型解決技術(shù)問 題所采用的技術(shù)方案是:地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，包括導(dǎo)向鉆頭和柱塞套，所述導(dǎo)向鉆頭至柱塞套之間設(shè)有至少兩個(gè)串聯(lián)為一體的擴(kuò)孔單元，每個(gè)所述擴(kuò)孔單元包括上、下接頭和刀片座，上下所述擴(kuò)孔單元之間通過上、下接頭相互聯(lián)接固定；所述刀片座中裝有多片沿所述鉆桿軸線對(duì)稱分布的擴(kuò)孔刀片；每片所述擴(kuò)孔刀片安裝在所述刀片座中的刀片滑道中，可沿該刀片滑道自由滑動(dòng)；當(dāng)所述擴(kuò)孔刀片全部收納于所述刀片滑道中時(shí)，所述擴(kuò)孔刀片的尾部相互靠攏形成窄腔，該窄腔中設(shè)有一根中間帶有圓錐面的異徑推桿，當(dāng)該異徑推桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述圓錐面推動(dòng)所述擴(kuò)孔刀片沿刀片滑道向外運(yùn)動(dòng)，直至所述擴(kuò)孔刀片的刀頭完全伸出所述刀片座；所述異徑推桿上端面與一柱塞的推桿下端聯(lián)接固定，所述柱塞與柱塞套緊密配合，所述柱塞套空腔與所述柱塞構(gòu)成液壓動(dòng)力單元，使所述柱塞在液力作用下在所述柱塞套中上下滑動(dòng)；所述柱塞套上端聯(lián)接鉆桿；所述液壓柱塞的推桿外部套有復(fù)位用的壓簧。作為上述方案的進(jìn)一步，所述壓簧的上端與所述液壓柱塞底面相抵，該壓簧的下端與所述刀片座的上端面相抵。作為上述方案的進(jìn)一步，所述柱塞套空腔下部裝有擋圈，用于限制所述柱塞的行程;作為上述方案的進(jìn)一步，所述液壓柱塞的外圓面設(shè)有密封溝槽，密封溝槽中裝有O型密封圈。本實(shí)用新型的工作原理為:本裝置下到預(yù)定孔段位置，向與該裝置聯(lián)結(jié)的鉆桿內(nèi)送入高壓沖洗液并旋轉(zhuǎn)鉆桿，高壓沖洗液克服壓簧阻力推動(dòng)柱塞下行，在圓錐面的作用下，異徑推桿推動(dòng)擴(kuò)孔刀片向外運(yùn)動(dòng)，在鉆桿的旋轉(zhuǎn)作用下，擴(kuò)孔刀片切入地層進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)。該擴(kuò)孔裝置使用簡(jiǎn)單，可靠，定位準(zhǔn)確，擴(kuò)孔長(zhǎng)度不受限制，所以，將為巖心鉆探復(fù)雜地層治理提供一種新的思路和方法。本實(shí)用新型的有益效果有:本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、鉆孔時(shí)定位準(zhǔn)確且擴(kuò)孔長(zhǎng)度不受限制；此外，本實(shí)用新型所提供的地質(zhì)巖心鉆具可回收重復(fù)使用，節(jié)約鉆進(jìn)成本。

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為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的工作狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式參見圖1，地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，包括導(dǎo)向鉆頭10和柱塞套1，導(dǎo)向鉆頭10至柱塞套I之間設(shè)有多個(gè)串聯(lián)為一體的擴(kuò)孔單元，每個(gè)擴(kuò)孔單元包括上接頭7、下接頭9和刀片座，上下擴(kuò)孔單元之間通過上、下接頭相互聯(lián)接固定；刀片座中裝有多片沿鉆桿軸線對(duì)稱分布的擴(kuò)孔刀片8 ;每片擴(kuò)孔刀片8安裝在刀片座中的刀片滑道中，可沿該刀片滑道自由滑動(dòng)；當(dāng)擴(kuò)孔刀片8全部收納于刀片滑道中時(shí)，擴(kuò)孔刀片8的尾部相互靠攏形成窄腔，該窄腔中設(shè)有一根中間帶有圓錐面的異徑推桿11，當(dāng)異徑推桿11向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓錐面推動(dòng)擴(kuò)孔刀片8沿刀片滑道向外運(yùn)動(dòng)，直至擴(kuò)孔刀片8的刀頭部分完全伸出刀片座；異徑推桿11上端面與柱塞4的推桿下端聯(lián)接固定，柱塞4與柱塞套I緊密配合，柱塞套I空腔下部裝有擋圈2，用于限制柱塞4的行程。柱塞套I的空腔與柱塞4構(gòu)成液壓動(dòng)力單元，使柱塞4在液力作用下在柱塞套I中上下滑動(dòng)；柱塞套I上端聯(lián)接鉆桿，柱塞4的推桿外部套有復(fù)位用的壓簧5。壓簧5的上端與柱塞4底面相抵，壓簧5的下端與刀片座的上端面相抵。柱塞4的外圓面設(shè)有密封溝槽，密封溝槽中裝有O型密封圈3，本實(shí)用新型的工作原理為:在直徑為d的鉆孔的預(yù)定位置，下入該機(jī)構(gòu)后，通過鉆桿向該機(jī)構(gòu)輸送(高壓)沖洗液，在它的作用下，活塞4推動(dòng)異徑推桿11，使擴(kuò)孔刀片8順利張開，開始進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)，直至該處的鉆孔直徑為D時(shí)，完成擴(kuò)孔作業(yè)(即D > d)。當(dāng)停止輸送(高壓)沖洗液時(shí)，活塞4及異徑推桿11則在彈簧5的作用下回復(fù)到活塞套I的頂部位置。向上提出該機(jī)構(gòu)，擴(kuò)孔刀片8在孔壁的作用下被擠壓入到刀片座內(nèi)。從而可以順利的提出直徑為d鉆孔。本裝置實(shí)際使用方法如下:1、用鉆桿將擴(kuò)孔鉆具從鉆孔中下放到需要擴(kuò)孔的預(yù)定位置；2、使鉆機(jī)的主動(dòng)鉆桿對(duì)接孔內(nèi)鉆桿，開動(dòng)設(shè)置在地面的水泵，通過鉆桿向孔內(nèi)送水；3、開動(dòng)鉆機(jī)，使鉆桿開始旋轉(zhuǎn)；4、觀察水泵壓力表:因擴(kuò)孔鉆具內(nèi)的柱塞4處于上限位置，水道不通，水泵壓力表的示數(shù)將迅速上升到5Mpa左右 (隨設(shè)計(jì)的壓簧5的彈力確定)。這時(shí)擴(kuò)孔鉆具的活塞4下行到活塞的上端面低于卸壓槽頂部時(shí)，地面壓力表的示數(shù)將降到4Mpa左右位置，此狀態(tài)說明:活塞4的下行，異徑推桿11已推出擴(kuò)孔刀片8，水流方向見圖示。5、當(dāng)擴(kuò)孔作業(yè)完成后，關(guān)閉水泵，活塞4及異徑推桿11在壓簧5的作用下，向上回復(fù)到初始狀態(tài)；6、向上提出鉆桿，擴(kuò)孔刀片8則在孔壁的作用下回收到刀片座內(nèi)，使整個(gè)擴(kuò)孔鉆具適應(yīng)原口徑并方便地提出鉆孔。以上過程說明:通過水泵壓力表的顯示數(shù)據(jù)去判斷擴(kuò)孔刀片8是否張開即報(bào)信是切實(shí)可行、可靠的，水泵壓力表即是報(bào)警機(jī)構(gòu)，壓力的傳遞見水流方向圖示。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，包括導(dǎo)向鉆頭和柱塞套，其特征在于:所述導(dǎo)向鉆頭至柱塞套之間設(shè)有至少兩個(gè)串聯(lián)為一體的擴(kuò)孔單元，每個(gè)所述擴(kuò)孔單元包括上、下接頭和刀片座，上下所述擴(kuò)孔單元之間通過上、下接頭相互聯(lián)接固定； 所述刀片座中裝有多片沿所述鉆桿軸線對(duì)稱分布的擴(kuò)孔刀片；每片所述擴(kuò)孔刀片安裝在所述刀片座中的刀片滑道中，可沿該刀片滑道自由滑動(dòng)；當(dāng)所述擴(kuò)孔刀片全部收納于所述刀片滑道中時(shí)，所述擴(kuò)孔刀片的尾部相互靠攏形成窄腔，該窄腔中設(shè)有一根中間帶有圓錐面的異徑推桿，當(dāng)該異徑推桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述圓錐面推動(dòng)所述擴(kuò)孔刀片沿刀片滑道向外運(yùn)動(dòng)，直至所述擴(kuò)孔刀片的刀頭完全伸出所述刀片座； 所述異徑推桿上端面與一柱塞的推桿下端聯(lián)接固定，所述柱塞與柱塞套緊密配合，所述柱塞套空腔與所述柱塞構(gòu)成液壓動(dòng)力單元，使所述柱塞在液力作用下在所述柱塞套中上下滑動(dòng)；所述柱塞套上端聯(lián)接鉆桿；所述液壓柱塞的推桿外部套有復(fù)位用的壓簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，其特征在于:所述壓簧的上端與所述液壓柱塞底面相抵，該壓簧的下端與所述刀片座的上端面相抵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，其特征在于:所述柱塞套空腔下部裝有擋圈，用于限制所述柱塞的行程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，其特征在于:所述液壓柱塞的外圓面設(shè)有密封溝槽，密封溝槽中裝有O型密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)巖心鉆探專用于復(fù)雜地層治理的裝置，具體的說是一種地質(zhì)巖心鉆探用液壓報(bào)警串聯(lián)式鉆孔擴(kuò)孔器，包括導(dǎo)向鉆頭和柱塞套，其特征在于所述導(dǎo)向鉆頭至柱塞套之間設(shè)有至少兩個(gè)串聯(lián)為一體的擴(kuò)孔單元，每個(gè)所述擴(kuò)孔單元包括上、下接頭和刀片座，上下所述擴(kuò)孔單元之間通過上、下接頭相互聯(lián)接固定；擴(kuò)孔刀片安裝在所述刀片座中的刀片滑道中，在與活塞聯(lián)接固定的異徑推桿推下，可沿該刀片滑道向外擴(kuò)張切削鉆孔。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、鉆孔時(shí)定位準(zhǔn)確且擴(kuò)孔長(zhǎng)度不受限制；此外，本實(shí)用新型所提供的地質(zhì)巖心鉆具可回收重復(fù)使用，節(jié)約鉆進(jìn)成本。
文檔編號(hào)E21B7/28GK202970476SQ201220754770
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者郝家宏, 倪晉貴, 喻榮華, 吳志剛 申請(qǐng)人:安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)