一種自適應(yīng)型的取心內(nèi)管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)巖心勘探領(lǐng)域的一種工具，特別涉及一種自適應(yīng)型的取心內(nèi)管。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦產(chǎn)資源的需求增大，開(kāi)采深度增加，對(duì)鉆探效率和質(zhì)量要求越來(lái)越高，但常規(guī)繩索取心鉆具往往僅能應(yīng)用于較堅(jiān)硬和成巖較好的地層中，遇到破碎地層，其取心效果明顯下降，甚至難以采取巖心，尤其小口徑的巖(礦)心鉆探存在鉆進(jìn)速度低、孔壁穩(wěn)定性差、取樣不保真等問(wèn)題。
[0003]在深部地層鉆進(jìn)時(shí)，巖(礦)心破碎引起的體積膨脹會(huì)造成巖心管的卡堵，由于深地層巖(礦)心提到地表后，原本束縛巖層的地層壓力得以釋放，巖(礦)心在此壓力釋放作用下進(jìn)一步破碎而體積膨脹，極易堵塞巖心管，現(xiàn)場(chǎng)工人多采用敲打巖心管的方式，將巖(礦)心震出巖心管，這種方式首先會(huì)損傷巖心管，若敲打力度控制不到位，很可能造成巖心管彎曲，直接影響之后的取心工作;再則影響巖(礦)心的保真度，在敲打過(guò)程中，巖(礦)心可能進(jìn)一步被破碎，影響地層分層的辨識(shí)，應(yīng)對(duì)復(fù)雜地層取心困難的情況，現(xiàn)有技術(shù)是采用半合管來(lái)提高巖(礦)心取心率和保真度，但使用半合管施工時(shí)存在降低取心效率，易變形損壞，影響巖(礦)心尺寸，提高鉆進(jìn)成本，降低工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有復(fù)雜地層取心困難時(shí)，多是采用半合管來(lái)提高巖(礦)心取心率和保真度，但使用半合管施工時(shí)存在降低取心效率，易變形損壞，影響巖(礦)心尺寸，提高鉆進(jìn)成本，降低工作效率等問(wèn)題，而提供一種自適應(yīng)型的取心內(nèi)管。
[0005]本發(fā)明是由內(nèi)管機(jī)構(gòu)和外管機(jī)構(gòu)組成，內(nèi)管機(jī)構(gòu)設(shè)置在外管機(jī)構(gòu)內(nèi)；
[0006]內(nèi)管機(jī)構(gòu)包括打撈機(jī)構(gòu)、彈卡定位機(jī)構(gòu)、懸掛機(jī)構(gòu)、單動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、復(fù)合取心機(jī)構(gòu)和內(nèi)管，打撈機(jī)構(gòu)、彈卡定位機(jī)構(gòu)、懸掛機(jī)構(gòu)、單動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、復(fù)合取心機(jī)構(gòu)和內(nèi)管依次設(shè)置在外管機(jī)構(gòu)內(nèi)；
[0007]打撈機(jī)構(gòu)包括撈矛頭，定位銷，錐軸，第一彈性圓柱銷和上回收管，撈矛頭通過(guò)定位銷與錐軸鉸接設(shè)置，錐軸通過(guò)第一彈性圓柱銷嵌套在上回收管上；
[0008]彈卡定位機(jī)構(gòu)包括第二彈性圓形銷、上彈卡架、第一張簧，上彈卡和第三彈性圓柱銷，上彈卡架設(shè)置在錐軸下端，上彈卡設(shè)置在上彈卡架下方，第二彈性圓形銷設(shè)置在上彈卡架上，第一張簧設(shè)置在上彈卡上端，上彈卡上設(shè)置有第三彈性圓柱銷；
[0009]懸掛機(jī)構(gòu)包括下彈卡、座環(huán)、下回收管、第四彈性圓形銷和第二張簧，下彈卡設(shè)置在上彈卡下方，下彈卡上設(shè)置有第四彈性圓形銷，第二張簧設(shè)置在下彈卡上，座環(huán)固定設(shè)置在下彈卡下端，下回收管設(shè)置在第二張簧下方；
[0010]單動(dòng)機(jī)構(gòu)包括軸承罩、上軸承、密封圈、軸承座、下軸承、鎖緊螺栓、第一碟簧、調(diào)節(jié)螺母和油口，軸承座設(shè)置在上軸承和下軸承之間，上軸承上具有軸承罩，軸承罩在下回收管下端，密封圈設(shè)置在軸承罩與上軸承之間，鎖緊螺栓設(shè)置在下軸承下端，鎖緊螺栓下端具有調(diào)節(jié)螺母，第一碟簧繞設(shè)在鎖緊螺栓上，調(diào)節(jié)螺母下方具有油口 ；
[0011]調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第二碟簧、限位套筒、第二鎖緊螺母、墊圈和第二鎖緊螺栓，第二碟簧設(shè)置在限位套筒內(nèi)，第二鎖緊螺栓設(shè)置在第二碟簧下端，第二鎖緊螺母設(shè)置在第二鎖緊螺栓下端，墊圈設(shè)置在限位套筒與第二鎖緊螺母之間；
[0012]復(fù)合取心機(jī)構(gòu)包括排氣閥座、排氣閥球、巖心管套、卡簧、卡簧座、攔簧和擋圈，排氣閥座設(shè)置在第二鎖緊螺母下端，巖心管套設(shè)置在排氣閥座下端，排氣閥球設(shè)置在巖心管套上，攔簧、擋圈和卡簧座依次設(shè)置在巖心管套下端，卡簧設(shè)置在卡簧座內(nèi)；
[0013]內(nèi)管上具有巖心管，巖心管上開(kāi)設(shè)有直槽縫和若干個(gè)環(huán)溝，直槽縫上具有若干個(gè)楔形角，楔形角與直槽縫豎直軸向夾角為15°，環(huán)溝內(nèi)開(kāi)設(shè)有若干個(gè)斜溝槽，環(huán)溝下端具有環(huán)箍，環(huán)箍上具有若干個(gè)鉤頭，鉤頭與斜溝槽相配合，斜溝槽豎直軸向夾角為3.8° ;
[0014]外管機(jī)構(gòu)包括外管、彈卡擋頭、扶正環(huán)、擴(kuò)孔器和鉆頭，彈卡擋頭和扶正環(huán)通過(guò)螺紋連接在外管上，彈卡擋頭設(shè)置在上彈卡上，并在巖心管與外管之間，擴(kuò)孔器和鉆頭通過(guò)螺紋連接在外管下端，擴(kuò)孔器設(shè)置在外管外壁上，鉆頭設(shè)置在外管底端。
[0015]本發(fā)明的工作原理和過(guò)程:
[0016]工作時(shí)，在地表將先將環(huán)箍套入環(huán)溝上部，環(huán)箍的開(kāi)口方向與巖心管直槽縫為相反方向，環(huán)箍?jī)?nèi)側(cè)鉤頭嵌入環(huán)溝內(nèi)的四道斜溝槽，將環(huán)箍推到環(huán)溝下部過(guò)程中，環(huán)箍?jī)?nèi)側(cè)兩處鉤頭沿斜溝槽下移時(shí)能擠壓巖心管直槽縫，使其合攏，外側(cè)開(kāi)口兩處鉤頭起到輔助固定和導(dǎo)向的作用，環(huán)箍推到環(huán)溝底部能將巖心管抱緊，可在直槽縫外側(cè)纏上防水膠帶，防止鉆井液進(jìn)入巖心管，閉合后正好與該級(jí)巖心管尺寸相同，設(shè)定斜溝槽軸向夾角為3.8°，斜溝槽具有自鎖的功能，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)管震動(dòng)導(dǎo)致環(huán)箍松脫，環(huán)箍與環(huán)溝契合的厚度與巖心管相同，將巖心管上部與內(nèi)管的巖心管套連接，卡簧裝入卡簧座上，攔簧裝入巖心管下部，卡簧座連接巖心管下部，內(nèi)管機(jī)構(gòu)組裝完畢，使用打撈器或直接將內(nèi)管通過(guò)鉆桿投入鉆孔，待內(nèi)管機(jī)構(gòu)到達(dá)孔底后開(kāi)鉆，裝滿巖(礦)心后打撈至地表，用工具卸開(kāi)鎖緊的環(huán)，巖心管自動(dòng)擴(kuò)張，內(nèi)徑擴(kuò)大2?5mm，避免破碎巖(礦)心卡堵巖心管而提高取心率和完整性，攔簧的作用是防止破碎地層鉆取的巖(礦)心在打撈內(nèi)管過(guò)程中漏出巖心管，若地層較完整，卡簧在上提內(nèi)管時(shí)通過(guò)自身重力和摩擦力抱緊巖(礦)心并將其卡斷，完成取心過(guò)程，將巖心倒入盛放巖心的槽中，清洗干凈，擺放入巖心箱。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，采用半合管與巖心管的結(jié)合，在地表獲取巖心過(guò)程中，將巖心管內(nèi)徑擴(kuò)大2?5mm，便于破碎巖心的傾倒，不會(huì)造成卡堵，采用環(huán)箍等零件實(shí)現(xiàn)巖心管直徑的縮放，在孔內(nèi)保證正常鉆進(jìn)，同時(shí)避免了半合管易損和易被頂漲的問(wèn)題，降低了鉆進(jìn)成本，提高了巖心采取率、完整度和保真度。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的剖視圖。
[0020]圖2是本發(fā)明第一段的剖視圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明第二段的剖視圖。
[0022]圖4是本發(fā)明第三段的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明是由內(nèi)管機(jī)構(gòu)I和外管機(jī)構(gòu)2組成，內(nèi)管機(jī)構(gòu)I設(shè)置在外管機(jī)構(gòu)2內(nèi)；
[0024]內(nèi)管機(jī)構(gòu)I包括打撈機(jī)構(gòu)11、彈卡定位機(jī)構(gòu)12、懸掛機(jī)構(gòu)13、單動(dòng)機(jī)構(gòu)14、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15、復(fù)合取心機(jī)構(gòu)16和內(nèi)管17，打撈機(jī)構(gòu)11、彈卡定位機(jī)構(gòu)12、懸掛機(jī)構(gòu)13、單動(dòng)機(jī)構(gòu)14、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15、復(fù)合取心機(jī)構(gòu)16和內(nèi)管17依次設(shè)置在外管機(jī)構(gòu)2內(nèi)；
[0025]打撈機(jī)構(gòu)11包括撈矛頭111，定位銷112，錐軸113，第一彈性圓柱銷114和上回收管115，撈矛頭111通過(guò)定位銷112與錐軸113鉸接設(shè)置，錐軸113通過(guò)第一彈性圓柱銷114嵌套在上回收管115上；
[0026]彈卡定位機(jī)構(gòu)12包括第二彈性圓形銷121、上彈卡架122、第一張簧123，上彈卡124和第三彈性圓柱銷125，上彈卡架122設(shè)置在錐軸113下端，上彈卡124設(shè)置在上彈卡架122下方，第二彈性圓形銷121設(shè)置在上彈卡架122上，第一張簧123設(shè)置在上彈卡124上端，上彈卡124上設(shè)置有第三彈性圓柱銷125;
[0027]懸掛機(jī)構(gòu)13包括下彈卡131、座環(huán)132、下回收管133、第四彈性圓形銷134和第二張簧135，下彈卡131設(shè)置在上彈卡124下方，下彈卡131上設(shè)置有第四彈性圓形銷134，第二張簧135設(shè)置在下彈卡131上，座環(huán)132固定設(shè)置在下彈卡131下端，下回收管133設(shè)置在第二張簧135下方；
[0028]單動(dòng)機(jī)構(gòu)14包括軸承罩141、上軸承142、密封圈143、軸承座144、下軸承145、鎖緊螺栓146、第一碟簧147、調(diào)節(jié)螺母148和油口 149，軸承座144設(shè)置在上軸承142和下軸承145之間，上軸承142上具有軸承罩141，軸承罩141在下回收管133下端，密封圈143設(shè)置在軸承罩141與上軸承142之間，鎖緊螺栓146設(shè)置在下軸承145下端，鎖緊螺栓146下端具有調(diào)節(jié)螺母148，第一碟簧147繞設(shè)在鎖緊螺栓146上，調(diào)節(jié)螺母148下方具有油口 149;
[0029]調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15包括第二碟簧151、限位套筒152、第二鎖緊螺母153、墊圈154和第二鎖緊螺栓155，第二碟簧151設(shè)置在限位套筒152內(nèi)，第二鎖緊螺栓155設(shè)置在第二碟簧151下端，第二鎖緊螺母153設(shè)置在第二鎖緊螺栓155下端，墊圈154設(shè)置在限位套筒152與第二鎖緊螺母153之間；
[0030]復(fù)合取心機(jī)構(gòu)16包括排氣閥座161、排氣閥球162、巖心管套1