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(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于巖芯鉆探的鉆具。
在已有技術(shù)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(jī)構(gòu)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(jìn)效率；無簧液動沖擊鉆具，能夠提高硬巖鉆進(jìn)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(jìn)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(jìn)，提高硬巖鉆進(jìn)效率和防止巖芯堵塞。從而克服和彌補(bǔ)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(jìn)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(jìn)，也可以用于非繩索取芯鉆進(jìn)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)和噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)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。由于鉆具太長，故分成三段繪制。結(jié)合附圖介紹如下本實用新型的內(nèi)管總成具有無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)1－2、連接裝置3－12、噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)13－15、單動機(jī)構(gòu)16－25、內(nèi)管26、攔簧27和無水口卡簧座28。其無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)、連接裝置、噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)、單動機(jī)構(gòu)、內(nèi)管、無水口卡簧座依次均以絲扣連接，攔簧置于無水口卡簧座內(nèi)。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(nèi)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(jī)構(gòu)的砧體下接頭2和噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)的噴嘴接頭13連接。沖擊功經(jīng)沖擊機(jī)構(gòu)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(kuò)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(nèi)不能產(chǎn)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(nèi)裝有O型密封圈5、使之與傳功框架3上段管的內(nèi)壁構(gòu)成密封副，防止液流泄漏?！安姘选惫荏w內(nèi)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(nèi)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楔形，兩個合攏為一錐形管狀，插入傳功弧面體上座6的“二齒叉”內(nèi)，可做徑向擺動。下端有一凸檐坐落在傳功環(huán)9上。凸檐之上有個穿孔，并從兩側(cè)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(nèi)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(nèi)側(cè)有兩個對稱的向軸心傾斜的平面。傳功弧面體8下頂端插入凸緣內(nèi)側(cè)，可防止傳功弧面體8從傳功框架3中向兩側(cè)脫落，并隨著內(nèi)管總成升降在傾斜的平面上自由地滑動，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(nèi)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(nèi)。
噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jìn)入噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)的，使鉆具產(chǎn)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(jìn)，承噴器芯子14呈扁柱狀，與承噴器外管15裝合為一體后構(gòu)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(jī)構(gòu)的上接頭16連接。
單動機(jī)構(gòu)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(jìn)中，單動上接頭16隨鉆具轉(zhuǎn)動，而密封圈套18、單動下接頭25、內(nèi)管26和無水口卡簧座28不轉(zhuǎn)。彈簧21置于V型密封圈19下部，彈簧21的壓緊力使因鉆進(jìn)中磨損的V型密封圈19受擠壓而產(chǎn)生徑向膨脹，保持密封的作用。內(nèi)管26以絲扣上部與單動下接頭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(nèi)。
本實用新型經(jīng)生產(chǎn)試驗，它比普通繩索取芯鉆具每小時的平均進(jìn)尺多0.35米，提高60％；巖礦芯采取率達(dá)到90％以上；回次進(jìn)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(jī)構(gòu)，實現(xiàn)高頻沖擊鉆進(jìn)。
權(quán)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(nèi)管總成主要由無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)、連接裝置3-12、噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)13-15、單動機(jī)構(gòu)16-25、內(nèi)管26、攔簧27、無水口卡簧座28組成；其無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)、連接裝置、噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)、單動機(jī)構(gòu)、內(nèi)管、內(nèi)裝有攔簧的無水口卡簧座依次均以絲扣連接，并用底噴鉆頭29。
2.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是連接裝置由傳功框架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、芯管12組成。
3.按權(quán)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(jī)構(gòu)由噴咀接頭13、承噴器芯子14和承噴器外管15組成。
4.按權(quán)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(jī)構(gòu)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。
5.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是傳功框架3為管狀，中段開有寬大的矩形通口，下部有內(nèi)絲扣；傳功框架3上、下端均以絲扣分別與無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)砧體下接頭2和噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)的噴嘴接頭13連接。
6.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是具有軸心孔的鎖緊螺栓4的栓頭頂端開有矩形槽，并以絲扣與傳功弧面體上座6連為一體。
7.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是傳功弧面體上座6為“二齒叉”形，上段“叉把”為管狀，外表面有環(huán)槽、槽內(nèi)裝有O型密封圈5，“叉把”管體內(nèi)下部有一環(huán)形凸檐，“叉齒”為兩個寬厚的弧形體。
8.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是兩個傳功弧面體8大小形狀相同，中間厚兩端逐漸變薄的內(nèi)外表面均為弧形的弧面體，上部有一凸臺、凸臺以上為半園弧面楔形，兩個合攏為一錐形管狀，插入傳功弧面體上座6的“二齒叉”內(nèi)；下端有一凸檐座落在傳功環(huán)9上，凸檐之上有個穿孔，并從兩側(cè)各插一個漸開線型張簧；下頂端插入傳功弧面體下座10的凸緣內(nèi)側(cè)。
9.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是傳功弧面體下座10，中間有軸心孔，上端外壁為凸緣，緣內(nèi)側(cè)有兩個對稱的向軸心傾斜的平面。
10.按權(quán)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，芯管底端為方形。
11.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是承噴器芯子14是扁柱體，與承噴器外管15裝合為一體后構(gòu)成了兩個較大的半月形回水通道。
12.按權(quán)利要求1所述的液動沖擊孔底雙向循環(huán)取芯鉆具，其特征是在V型密封圈19之下設(shè)有彈簧上墊圈20、彈簧21、彈簧下墊圈22。
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(jìn)的取芯鉆具。內(nèi)管總成主要有以絲扣依次連接的無簧液動沖擊機(jī)構(gòu)、連接裝置、噴射式反循環(huán)機(jī)構(gòu)、單功機(jī)構(gòu)、內(nèi)管、內(nèi)裝有攔簧的無水口卡簧座組成。并使用底噴鉆頭。連接裝置由傳功框架、鎖緊螺栓、O形密封圈、傳功弧面體上座、傳功弧面體、傳功環(huán)、傳功弧面體下座、張簧和芯管組成。通過實施本實用新型能提高硬巖鉆進(jìn)效率和巖礦芯采取率。
文檔編號E21B25/00GK2118149SQ9220188
公開日1992年10月7日 申請日期1992年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月3日
發(fā)明者蓋鳳林 申請人:河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊