繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構的製作方法

2023-06-20 07:19:06 1

專利名稱：繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構的製作方法
技術領域：
繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構技術領域[0001]本實用新型涉及一種土層或巖石的鑽具，特別是涉及一種用於繩索取芯鑽具的巖芯堵塞報信機構。
背景技術：
[0002]目前在繩索取芯鑽具領域，一般會用到巖芯堵塞報信機構(也有人將取芯稱為取心，將巖芯稱為巖心，將報信機構稱為報警機構)，它的作用是在鑽進過程中，當發生巖芯堵塞或巖芯裝滿內管(巖芯管)時，造成鑽探水泵的泵壓升高，告誡操作者應停止鑽進、撈取巖芯。現有的國內大多數繩索鑽具的報信利用單動裝置上方的聚氨酯壓脹膠圈，當發生巖芯堵塞或巖芯裝滿內管時，聚氨酯壓脹膠圈承受巖芯堵塞產生的上頂力產生膨脹，引起內外管過水截面的大幅減少和泵壓增高從而報信，不過現有的結構存在三個問題，一是正常鑽進時膠圈也要承受較大的上頂力，二是單動裝置的單動效果差時會與下面的部件有相對轉動，摩擦生熱，聚氨酯耐熱能力低，極易熱熔損壞，降低了報信機構的工作可靠性，三是現有的堵塞報信機構在報信後壓脹膠圈的膨脹量受巖芯堵塞上頂力的影響，上頂力越大則膨脹量越大，衝洗液的流通量越小，這樣當上頂力較大時，幾乎堵住了衝洗液的流通通路，不能進行小泵量循環，易造成燒鑽及憋泵。實用新型內容[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種壓脹膠圈不易損壞、報信後仍能進行小泵量循環的繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構。[0004]本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，包括外管接頭，外管接頭的上端內螺紋連接有出水接頭，其中:[0005]所述出水接頭的下端與所述外管接頭的內壁之間留有間隙，所述出水接頭內沿上下方向設有一上端開口的接頭中空通道，出水接頭下端的側壁上設有出水孔，出水孔的兩端分別與接頭中空通道和所述間隙連通；[0006]所述出水接頭的下端一體連接有一壓脹膠圈軸，壓脹膠圈軸的直徑小於出水接頭下端的直徑，壓脹膠圈軸上套有壓脹膠圈，壓脹膠圈的上端面與出水接頭的下端面相接觸；[0007]還包括單動軸，單動軸包括自上而下相互連接的粗杆段和細杆段，所述粗杆段螺紋連接在所述壓脹膠圈軸內，所述粗杆段的外側壁上滑動連接有一報信滑套，報信滑套的上端面上固定有一環形頂圈，環形頂圈正對於所述壓脹膠圈；[0008]所述報信滑套的下端面上固定有一下環形圈，下環形圈的內徑大於所述粗杆段的外徑；下環形圈的側壁上設有過水通孔，過水通孔分別連通下環形圈的內側與外側，所述粗杆段內設有過水通道，過水通道的一端與所述接頭中空通道連通，過水通道的另一端與位於粗杆段和下環形圈之間的容腔連通；[0009]所述細杆段上套有一護罩，護罩包括一向上伸出的護罩上筒和一向下伸出的護罩下筒，所述護罩上筒正對於所述下環形圈，護罩上筒內在下底部設有碟簧墊，護罩上筒內在碟簧墊上方堆疊有若干個碟簧，位於最上方的碟簧與所述粗杆段的下端面相抵；護罩下筒內在頂部設有第一軸承，護罩下筒內還滑動連接有單動接頭，單動接頭的上端面與第一軸承的下端面相抵；[0010]所述單動接頭的下端螺紋連接有一向下伸出的軸承套，所述軸承套內設有容納腔，所述細杆段依次穿過第一軸承和單動接頭，所述細杆段的下端伸入所述容納腔內；[0011]所述細杆段上還套有第二軸承，第二軸承位於所述容納腔內，第二軸承的上端面與單動接頭的下端面相抵，細杆段的下端螺紋連接有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母上端面上墊有墊圈，細杆段上還套有壓縮彈簧，壓縮彈簧的上下兩端分別與第二軸承的下端面和墊圈的上端面相抵。[0012]本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，其中所述護罩上與細杆段相套接的壁面內嵌裝有第一密封圈，所述單動接頭上與護罩下筒相滑動連接的壁面內嵌裝有第二密封圈。[0013]本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，其中所述出水接頭的上端套有懸掛環，懸掛環下方墊有調整墊。[0014]本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構與現有技術不同之處在於本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構的壓脹膠圈與單動部分之間通過報信滑套相隔，即使單動失效時壓脹膠圈也不會受到摩擦生熱的影響，壓脹膠圈不會發生熱熔損壞。另外由於碟簧的存在，巖芯堵塞產生的上頂力中很大一部分力被碟簧的彈力所平衡，只有較小的力通過報信滑套作用在壓脹膠圈上，這樣壓脹膠圈不易損壞，更耐用。本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構中當壓脹膠圈徑向膨脹而堵住壓脹膠圈與外管接頭內壁間的間隙時，衝洗液能繞過壓脹膠圈而依次從接頭中空通道、過水通道、過水通孔中以小流量流過，從而保證在堵塞報信之後仍能進行小泵量循環，從而防止燒鑽及憋泵的發生。本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構可以通過調整碟簧的個數從而調整碟簧總的剛度，使報信靈敏度可隨地層情況而調整，適用範圍更廣泛。[0015]本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構中第一密封圈和第二密封圈可起到密封零部件間間隙的作用，使得工作過程更穩定可靠。[0016]
以下結合附圖對本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構作進一步說明。


[0017]圖1為本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構第一個實施例處於正常鑽進狀態時的正視剖視圖；[0018]圖2為本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構第一個實施例處於堵塞報信狀態時的正視剖視圖。
具體實施方式
[0019]如圖1所示的本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構第一個實施例，包括外管接頭1，外管接頭I的上端內螺紋連接有出水接頭2，出水接頭2的下端與外管接頭I的內壁之間留有間隙12，出水接頭2內沿上下方向設有一上端開口的接頭中空通道21，出水接頭2下端的側壁上設有出水孔22，出水孔22的兩端分別與接頭中空通道21和間隙12連通；出水接頭2的下端一體連接有一壓脹膠圈軸23，壓脹膠圈軸23的直徑小於出水接頭2下端的直徑，壓脹膠圈軸23上套有壓脹膠圈3，壓脹膠圈3的上端面與出水接頭的下端面相接觸；還包括單動軸，單動軸包括自上而下相互連接的粗杆段41和細杆段42，粗杆段41螺紋連接在壓脹膠圈軸23內，粗杆段41的外側壁上滑動連接有一報信滑套5，報信滑套5的上端面上固定有一環形頂圈51，環形頂圈51正對於壓脹膠圈3 ;報信滑套5的下端面上固定有一下環形圈52，下環形圈52的內徑大於粗杆段41的外徑；下環形圈52的側壁上設有過水通孔521，過水通孔521分別連通下環形圈52的內側與外側，粗杆段41內設有過水通道411，過水通道411的一端與接頭中空通道21連通，過水通道411的另一端與位於粗杆段41和下環形圈52之間的容腔連通；細杆段42上套有一護罩6，護罩6包括一向上伸出的護罩上筒61和一向下伸出的護罩下筒62，護罩上筒61正對於下環形圈52，護罩上筒61內在下底部設有碟簧墊71，護罩上筒61內在碟簧墊71上方堆疊有十三個碟簧72，位於最上方的碟簧與粗杆段41的下端面相抵；護罩下筒62內在頂部設有第一軸承81，護罩下筒62內還滑動連接有單動接頭9，單動接頭9的上端面與第一軸承81的下端面相抵；單動接頭9的下端螺紋連接有一向下伸出的軸承套10，軸承套10內設有容納腔101，細杆段42依次穿過第一軸承81和單動接頭9，細杆段42的下端伸入容納腔101內；細杆段42上還套有第二軸承82，第二軸承82位於容納腔101內，第二軸承82的上端面與單動接頭9的下端面相抵，細杆段42的下端螺紋連接有鎖緊螺母111，鎖緊螺母111上端面上墊有墊圈112，細杆段42上還套有壓縮彈簧113，壓縮彈簧的上下兩端分別與第二軸承82的下端面和墊圈112的上端面相抵。另外本實施例中護罩6上與細杆段42相套接的壁面內嵌裝有第一密封圈114，單動接頭9上與護罩下筒62相滑動連接的壁面內嵌裝有第二密封圈115。本實施例中粗杆段41與報信滑套5之間通過鍵513連接。本實施例中出水接頭2的上端套有懸掛環211，懸掛環下方墊有調整墊212。[0020]下面說明本實施例的使用方法和工作過程。在使用時將軸承套10與巖芯容納管連接，將外管接頭I連接到外巖芯管上，在正常鑽進時，外巖芯管會伴隨鑽杆柱的轉動而轉動，由於第一軸承81和第二軸承82的存在，巖芯容納管不轉動，即外巖芯管單動。此時即使發生單動失效，由於壓脹膠圈3設置的位置不在單動部分，也不會損壞壓脹膠圈3。當發生巖芯堵塞時,巖芯容納管上頂軸承套10,碟簧72被壓縮,護罩上筒61上頂下環形圈52,於是環形頂圈51上頂壓脹膠圈3，壓脹膠圈3發生徑向膨脹，如圖2所示。此時衝洗液只能經過過水通道411和過水通孔521向下流，由於此過流面積較小，鑽探水泵的泵壓儀錶盤仍會顯示泵壓增高的信號，從而完成報信。由於報信時衝洗液的通路未被完全堵死，可以防止燒鑽及憋泵的發生。[0021]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求1.一種繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，包括外管接頭(1)，外管接頭(I)的上端內螺紋連接有出水接頭(2)，其特徵在於: 所述出水接頭(2)的下端與所述外管接頭(I)的內壁之間留有間隙(12)，所述出水接頭(2)內沿上下方向設有一上端開口的接頭中空通道(21)，出水接頭(2)下端的側壁上設有出水孔(22)，出水孔(22)的兩端分別與接頭中空通道(21)和所述間隙(12)連通； 所述出水接頭(2)的下端一體連接有一壓脹膠圈軸(23)，壓脹膠圈軸(23)的直徑小於出水接頭(2)下端的直徑，壓脹膠圈軸(23)上套有壓脹膠圈(3)，壓脹膠圈(3)的上端面與出水接頭的下端面相接觸； 還包括單動軸，單動軸包括自上而下相互連接的粗杆段(41)和細杆段(42)，所述粗杆段(41)螺紋連接在所述壓脹膠圈軸(23)內，所述粗杆段(41)的外側壁上滑動連接有一報信滑套(5)，報信滑套(5)的上端面上固定有一環形頂圈(51)，環形頂圈(51)正對於所述壓脹膠圈(3); 所述報信滑套(5)的下端面上固定有一下環形圈(52)，下環形圈(52)的內徑大於所述粗杆段(41)的外徑；下環形圈(52)的側壁上設有過水通孔(521)，過水通孔(521)分別連通下環形圈(52)的內側與外側，所述粗杆段(41)內設有過水通道(411)，過水通道(411)的一端與所述接頭中空通道(21)連通，過水通道(411)的另一端與位於粗杆段(41)和下環形圈(52)之間的容腔連通； 所述細杆段(42)上套有一護罩(6)，護罩(6)包括一向上伸出的護罩上筒(61)和一向下伸出的護罩下筒(62)，所述護罩上筒(61)正對於所述下環形圈(52)，護罩上筒(61)內在下底部設有碟簧墊(71)，護罩上筒(61)內在碟簧墊(71)上方堆疊有若干個碟簧(72)，位於最上方的碟簧與所述粗杆段(41)的下端面相抵；護罩下筒(62)內在頂部設有第一軸承(81)，護罩下筒(62)內還滑動連接有單動接頭(9)，單動接頭(9)的上端面與第一軸承(81)的下端面相抵； 所述單動接頭(9)的下端螺紋連接有一向下伸出的軸承套(10)，所述軸承套(10)內設有容納腔(101)，所述細杆段(42)依次穿過第一軸承(81)和單動接頭(9)，所述細杆段(42)的下端伸入所述容納腔(101)內； 所述細杆段(42)上還套有第二軸承(82)，第二軸承(82)位於所述容納腔(101)內，第二軸承(82)的上端面與單動接頭(9)的下端面相抵，細杆段(42)的下端螺紋連接有鎖緊螺母(111)，所述鎖緊螺母(111)上端面上墊有墊圈(112)，細杆段(42)上還套有壓縮彈簧(113)，壓縮彈簧的上下兩端分別與第二軸承(82)的下端面和墊圈(112)的上端面相抵。
2.根據權利要求1所述的繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，其特徵在於:所述護罩(6)上與細杆段(42)相套接的壁面內嵌裝有第一密封圈(114)，所述單動接頭(9)上與護罩下筒(62)相滑動連接的壁面內嵌裝有第二密封圈(115)。
3.根據權利要求2所述的繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構，其特徵在於:所述出水接頭(2)的上端套有懸掛環，懸掛環下方墊有調整墊。
專利摘要本實用新型繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構涉及一種土層或巖石的鑽具，特別是涉及一種用於繩索取芯鑽具的巖芯堵塞報信機構。其目的是為了提供一種壓脹膠圈不易損壞、報信後仍能進行小泵量循環的繩索取芯鑽具用壓脹式巖芯堵塞報信機構。本實用新型包括外管接頭(1)、出水接頭(2)、接頭中空通道(21)、出水孔(22)、壓脹膠圈軸(23)、壓脹膠圈(3)、包括有粗杆段(41)和細杆段(42)的單動軸、報信滑套(5)、環形頂圈(51)、下環形圈(52)、過水通孔(521)、過水通道(411)、護罩(6)、護罩上筒(61)、護罩下筒(62)、碟簧墊(71)、碟簧(72)、第一軸承(81)、單動接頭(9)、軸承套(10)、容納腔(101)、第二軸承(82)、鎖緊螺母(111)、墊圈(112)、壓縮彈簧(113)。
文檔編號G08B21/00GK203066919SQ20132003910
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月24日 優先權日2013年1月24日
發明者孫秀梅, 饒滿增, 劉建福, 王建興, 葉蘭肅, 侯林, 杜緒, 張惠然 申請人:河北省地礦局探礦技術研究院