專利名稱：貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于地下勘探的貫通式取芯鉆進(jìn)或全面鉆進(jìn)的潛孔沖擊設(shè)備。
現(xiàn)有的貫通式氣動潛孔錘，如1982年英國2117428A號專利公布的“貫通式氣動潛孔沖擊器”，只能實現(xiàn)普通的提鉆取芯或反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)，沖擊器性能參數(shù)不能調(diào)整，難以依巖性不同而選擇最佳參數(shù)進(jìn)行鉆進(jìn)，如能實現(xiàn)繩索取芯就能克服反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)易堵塞或整塊巖芯及巖屑顆?？▔涸趦?nèi)管中發(fā)生堵塞的困難。但現(xiàn)有的液動繩索取芯沖擊器，由于沖擊器設(shè)置在內(nèi)管上，沖擊能量傳遞機(jī)構(gòu)接觸臺階小，不僅沖擊能量受限，而且接觸臺階壽命很短，不同程度地影響了鉆孔質(zhì)量、進(jìn)尺速度和鉆探效率。
本實用新型的目的和任務(wù)就是要解決在潛孔錘上實現(xiàn)繩索取芯和液動繩索取芯鉆具沖擊能量傳遞機(jī)構(gòu)接觸臺階小，沖擊能量受限，壽命短和優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)，內(nèi)管堵塞的問題，同時解決了在復(fù)雜的砂礫巖地層或堅硬的破碎地質(zhì)體鉆進(jìn)速度低，采芯率低，以及普通氣動潛孔錘巖樣顆粒小和巖樣污染等問題。
貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘由接頭總成22通過螺紋與無伐潛孔沖擊器20聯(lián)接構(gòu)成內(nèi)管7和外管17，在接頭總成22的內(nèi)管中設(shè)有彈卡室3和座環(huán)4，接頭總成22本身是一個雙壁鉆桿，可以靈活組配，即可接繩索取芯鉆具，亦可接普通鉆具。無伐潛孔沖擊器20的上部通過螺紋與接頭5聯(lián)接，使接頭總成22與無伐潛孔沖擊器20成為一體；繩索取芯內(nèi)管總成6置于接頭總成22和無伐潛孔沖擊器20內(nèi)，繩索取芯內(nèi)管總成6的內(nèi)管進(jìn)入無伐潛孔沖擊器20的貫通孔18中，彈卡鉗19進(jìn)入彈卡室3內(nèi)時自動漲開，使繩索取芯內(nèi)管總成6懸掛在無伐潛孔沖擊器20中，通過扶正環(huán)13徑向定位，內(nèi)管7與鉆頭內(nèi)孔15為配合直經(jīng)，內(nèi)管7下端與鉆頭內(nèi)孔15密切配合，使巖芯順利進(jìn)入內(nèi)管7中。在繩索取芯內(nèi)管總成6的上部設(shè)有撈矛頭1，當(dāng)需要提取巖芯時投入打撈器，帶動撈矛頭1，彈卡鉗19同時收回，與彈卡室3脫開，將繩索取芯內(nèi)管總成6提升到地表，即可實現(xiàn)繩索取芯；當(dāng)需要反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)時，將雙壁鉆桿2直接與無伐潛孔沖擊器20聯(lián)接，堵塞鉆頭上的排氣孔21，換用帶噴射孔的砧子12，即可實現(xiàn)反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)；若需用普通提鉆取芯鉆進(jìn)，用普通鉆桿與接頭總成22直接聯(lián)接，放入繩索取芯內(nèi)管總成6做為普通巖芯管使用，即為雙動雙管鉆具；當(dāng)不需要巖芯時，只需換上全面鉆進(jìn)鉆頭，用普通鉆桿聯(lián)接無伐潛孔沖擊器20即可實現(xiàn)全面鉆進(jìn)。遇地質(zhì)條件復(fù)雜時通過改變內(nèi)缸8，隔套10，襯套11的幾何尺寸，實現(xiàn)配氣參數(shù)的改變，使沖擊器性能參數(shù)調(diào)節(jié)到27種，改變了沖擊器的配氣行程，較大的提高了沖擊器的單次沖擊功，實現(xiàn)依地質(zhì)條件選擇最佳鉆進(jìn)參數(shù)。
經(jīng)現(xiàn)場鉆探試驗，使用貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘，可根據(jù)用途、巖層特點(diǎn)隨時可以改變鉆探工藝，既能反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)，也能實現(xiàn)繩索取芯鉆進(jìn)、普通提鉆取芯鉆進(jìn)、連續(xù)取樣鉆進(jìn)，還可以全面鉆進(jìn)，從而實現(xiàn)了多工藝鉆探。同時還可以根據(jù)巖層性質(zhì)將鉆進(jìn)性能參數(shù)調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，工作穩(wěn)定可靠。該鉆具沖擊功為403.84J－83.19J，沖擊頻率為14.54HZ－15.79HZ。應(yīng)用該鉆具不僅效率高、巖芯純度高，而且能起到護(hù)壁作用，提高了鉆探工作效率，節(jié)省了鉆探工作時間和原材料。


附圖為貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘結(jié)構(gòu)圖1撈矛頭，2雙壁鉆桿，3彈卡室，4座環(huán)，5接頭，6繩索取芯內(nèi)管總成，7內(nèi)管，8內(nèi)缸，9活塞沖錘，10隔套，11襯套，12砧子，13扶正環(huán)，14噴射孔，15鉆頭內(nèi)孔，16球齒取芯鉆頭，17外管，18貫通孔，19彈卡鉗，20無伐潛孔沖擊器，21鉆頭排氣孔，22接頭總成。
本實用新型的進(jìn)一步構(gòu)成是潛孔錘的活塞沖錘9是通過雙壁鉆桿2進(jìn)入高壓空氣，通過內(nèi)缸8氣道到達(dá)活塞下缸，使活塞沖錘9產(chǎn)生回程，當(dāng)?shù)竭_(dá)內(nèi)缸8上腔時，高壓空氣進(jìn)入活塞沖錘9上部，促使活塞沖錘9高速下行撞擊砧子12，上、下缸排氣分別通過內(nèi)管外側(cè)和襯套內(nèi)孔排氣。沖擊器性能參數(shù)調(diào)整視不同地層巖性調(diào)節(jié)內(nèi)缸8、隔套10、襯套11三個零件的幾何尺寸，就可使沖擊器性能參數(shù)調(diào)節(jié)到27種。在通常情況下，內(nèi)缸8、隔套10、襯套11三個零件組裝時選擇中間參數(shù)，其沖擊功、沖擊頻率為中等，當(dāng)鉆進(jìn)遇到堅硬巖石時，因沖擊功不足而使鉆進(jìn)效率下降，此時便可更換內(nèi)缸8的軸向長度，由原來的331mm改為318mm，隔套10的軸向長度由原來的110mm改為123mm，襯套11排氣孔軸向尺寸由原來的57mm改為43mm，這樣既增大了上、下氣缸的進(jìn)氣長度，又增大了上、下氣室排氣長度，進(jìn)而改變了沖擊器的配氣行程，較大幅度的提高了沖擊器的單次沖擊功，使鉆頭上的硬質(zhì)合金最有效地體積破碎巖石，保正較高的鉆進(jìn)效率。
權(quán)利要求1.一種地下勘探用貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘，它主要由雙壁鉆桿2，座環(huán)4，內(nèi)管7，外管17，內(nèi)缸8，活塞沖錘9，隔套10，襯套11，砧子12，貫通孔18，鉆頭內(nèi)孔15，噴射孔14，球齒取芯鉆頭16，鉆頭排氣孔21，接頭5，無伐潛孔沖擊器20組成，其特征在于設(shè)有撈矛頭1，彈卡室3，接頭總成22，繩索取芯內(nèi)管總成6，扶正環(huán)13，彈卡鉗19。
2.按照權(quán)利要求1所說的貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘，其特征在于接頭總成22是一個雙壁鉆桿，彈卡室3設(shè)置在接頭總成22的內(nèi)管上。
專利摘要一種地下勘探用貫通式風(fēng)動繩索取芯潛孔錘，是由雙壁鉆桿、接頭總成、繩索取芯內(nèi)管總成、無閥潛孔沖擊器等組成。該鉆具既能繩索取芯鉆進(jìn)，亦能連續(xù)反循環(huán)取芯鉆進(jìn)、普通提鉆取芯鉆進(jìn)、連續(xù)取樣鉆進(jìn)、全面鉆進(jìn)，解決了液動繩索取芯沖擊鉆具能量傳遞機(jī)構(gòu)接觸臺階小，沖擊能量受限，壽命短；在復(fù)雜砂礫巖地層或堅硬破碎地質(zhì)體中鉆進(jìn)速度低，采芯率低和普通氣動潛孔錘巖樣顆粒小和巖樣污染等問題。并依地層優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)。
文檔編號E21B4/06GK2048509SQ8821616
公開日1989年11月29日 申請日期1988年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月16日
發(fā)明者殷琨, 蔣榮慶, 穆紀(jì)澤, 周占江 申請人:長春地質(zhì)學(xué)院