CN202031512U - 一种大口径煤层气取芯钻具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大口径煤层气取芯钻具，包括外管总成与内管总成，所述内管总成套装在外管总成的内部；所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头，所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连，弹卡挡头设置在最外端，与内部的弹卡室相连；所述弹卡室与第一外管之间设置座环，所述第二外管的末端连接钻头；所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成，所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。本实用新型结构新颖，相比以前拆装钻具更方便，并且大大提高了采取率与准确率。
Description
技术领域
本实用新型涉及探矿用钻具，特别涉及一种大口径煤层气取芯钻具。
背景技术
目前常用的取芯钻具主要有绳索取芯钻具于单双管取芯钻具，它的任务是获取真实准确的岩心样品，以便客观地评价所勘探的矿产资源储量情况。以上所述钻具的结构通常较复杂，设备维护或保养不方便。如专利公开号为CN1049542公开的绳索取芯钻具，它包括捞矛头、弹卡挡头、回收管、弹卡架、轴承座、卡簧座、钻头等组成，该钻具主要是根据空心圆柱弹性体轴向受压时，其轴向长度减小，直径变大，用一个较长的弹性体和一个内径稍大于弹性体外径的套，调整套的位置，使弹性体部分进入套中或从套中完全退出，以调整弹性体可产生径向变形的自由面长度，从而改变所需压力的办法，实现对岩芯堵塞报信压力的调节。这种调节方式对作业员的专业技术要求高，且费时费力，在工作现场很难进行，拆装钻具的工艺也比较复杂。
专利公开号为CN101215959A公开了一种双管强制取芯钻具，它的活塞壳体内设有活塞，活塞上部装有销阀，活塞下部设有活塞出水孔，活塞出水孔、滑阀、岩粉管连接、岩芯管连接、长心筒依次连接，内钻头短接的上部为锥形。在钻进过程中既可以主动卡紧岩芯，又可借助过滤器、岩粉导管、岩粉管等装置获取岩粉，从而提高采芯率。该双管强制取芯钻具一定程度上提高了采取率与准确率，但是该钻具设备适用性较局限，在钻进过程中需要借助过滤器、岩粉导管、岩粉管等装置获取岩粉，功能不齐全，没有做到一体化。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种大口径煤层气取芯钻具，拆装钻具方便，并且大大提高了采取率与准确率。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种大口径煤层气取芯钻具，包括外管总成与内管总成，所述内管总成套装在外管总成的内部；
所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头，所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连，弹卡挡头设置在最外端，与内部的弹卡室相连；所述弹卡室与第一外管之间设置座环，所述第二外管的末端连接钻头；
所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成，所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
进一步，所述外管总成的钻头的内侧与第二外管的接触处设置扶正环。
所述打捞机构由捞矛头、捞矛座、回收管等组成，其作用是当提取岩芯时，打捞器上的打捞钩抓住捞矛头，提升时迫使回收管压迫弹卡合拢，从而脱离弹卡挡头的限制，进入回收管内。此时内管总成处于自由状态，可以被提出孔外。
所述弹卡机构由弹卡架、弹卡、弹卡挡头和弹卡室等件组成，所述弹卡连接在弹卡座上，所述弹卡架上设置所述弹卡座；其作用是内管总成进入外管总成后，弹卡借助弹簧的弹力张开，从而贴在弹卡室的内壁上，上部受弹卡档头的限制，在钻进时内管总成不会向上窜动。
所述悬挂机构由座环和悬挂环组成，其作用是当内管总成到位后，悬挂环坐落在座环上，从而保证卡簧座与钻头内台阶之间有一定的距离，以便外管单动灵活。
所述调节机构由螺母、调节接头和弹簧套等组成，其作用是调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙，最大调节范围为20mm，保证其间隙量为2-3mm。
所述缓冲机构由弹簧及碟簧套等件组成，其作用是在卡取岩芯时，起缓冲作用来保护内管和卡簧座。
所述单动机构由轴、轴承座、轴承和轴套等部件组成，其作用是分离内管和外管，通过两推力轴承，实现钻具单动，内管相对外管静止。
所述容纳与卡取岩芯机构由内管、挡圈、卡簧和卡簧座等部件组成，其作用是容纳和卡取岩芯。
所述卡簧座、内管和内管总成的上部连接必须同轴，内管应光滑平直，不得有弯曲或局部出现凹坑等现象。
其中，所述外管总成装配过程是：首先，连接变径接头和弹卡接头；然后，放入座环连接短内管；再连接扶正接头；接着，连接短内管；最后，连接钻头，所述钻头内放入扶正环。
所述外管总成的所有螺纹连接处，要涂抹扣油并使用钻机大钳拧紧。
内外管总成的装配与调整：
1、将内管总成装入外管总成时，弹卡自如地进入弹卡室，座环应当挂住悬挂环；
2、调节内管总成的长度：当悬挂环与座环接触时，卡簧座与钻头内台阶的轴向间隙应当保持在20mm，调整合适后，采用锁紧螺母将接头固定；
3、弹卡与弹卡挡头的顶面应保持在一定的间隙，若该间隙过小，弹卡则不能自由地进入弹卡室，使钻具在钻进时不能定位；若间隙过大，则在钻进过程中就会加大卡簧座与钻头内台阶的间隙，影响岩矿芯的采取率。
本实用新型的有益效果是，设备结构简单，便于维护，操作方便，安全系数高，提高了岩芯的采取率，准确性更高。
附图说明
图1为本实用新型钻具外管的结构示意图；
图2为本实用新型钻具内管的结构示意图。
具体实施方式：
为了使本实用新型的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
实施例：
参看图1与图2，一种大口径煤层气取芯钻具，包括外管总成1与内管总成2，所述内管总成2套装在外管总成1的内部；
如图1所示，外管总成1包括弹卡挡头11、弹卡室12、第一外管14、扶正接头15、第二外管16与钻头18，所述第一外管14与第二外管16通过扶正接头15相连，弹卡挡头11设置在最外端，与内部的弹卡室相连12；所述弹卡室12与第一外管14之间设置座环13，所述第二外管16的末端连接钻头18；
外管总成1的钻头18的内侧与第二外管16的接触处设置扶正环17。
其中，所述外管总成1装配过程是：首先，连接弹卡挡头11和弹卡室12；然后，放入座环13连接第一外管14；再连接扶正接头15；接着，连接第二外管16；最后，连接钻头18，所述钻头18内放入扶正环17。
所述外管总成1的所有螺纹连接处，要涂抹扣油并使用钻机大钳拧紧。
如图2所示，内管总成2由打捞机构21、弹卡机构22、悬挂机构23、调节机构24、缓冲机构25、单动机构26及容纳与卡取岩芯机构27依次连接构成，所述容纳与卡取岩芯机构27包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
打捞机构21由捞矛头、捞矛座、回收管等组成，其作用是当提取岩芯时，打捞器上的打捞钩抓住捞矛头，提升时迫使回收管压迫弹卡合拢，从而脱离弹卡挡头的限制，进入回收管内。此时内管总成处于自由状态，可以被提出孔外。
弹卡机构22由弹卡架、弹卡、弹卡挡头和弹卡室等件组成，其作用是内管总成进入外管总成后，弹卡借助弹簧的弹力张开，从而贴在弹卡室的内壁上，上部受弹卡档头的限制，在钻进时内管总成不会向上窜动。
悬挂机构23由座环和悬挂环组成，其作用是当内管总成到位后，悬挂环坐落在座环上，从而保证卡簧座与钻头内台阶之间有一定的距离，以便外管单动灵活。
调节机构24由螺母、调节接头和弹簧套等组成，其作用是调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙，最大调节范围为20mm，保证其间隙量为2-3mm。
缓冲机构25由弹簧及碟簧套等件组成，其作用是在卡取岩芯时，起缓冲作用来保护内管和卡簧座。由于内管总成2是悬挂的，卡簧座和钻头内台阶之间留有一定的距离。如果没有缓冲机构25，由钻机施加的岩芯卡断力将通过悬挂机构传到内管和卡簧座，容易损坏这些零部件，所述缓冲机构25的作用使岩芯卡断力经过缓冲弹簧压缩，实现内管总成2伸长，卡簧座落在钻头内台阶上，岩芯卡断力则由钻头向上传给卡簧座和卡簧，将岩芯卡断，从而预防损伤内管和卡簧及其螺纹。
单动机构26由轴、轴承座、轴承和轴套等部件组成，其作用是分离内管和外管，通过两推力轴承，实现钻具单动，内管相对外管静止。
容纳与卡取岩芯机构27由内管、挡圈、卡簧和卡簧座等部件组成，其作用是容纳和卡取岩芯。
所述卡簧座、内管和内管总成的上部连接必须同轴，内管应光滑平直，不得有弯曲或局部出现凹坑等现象。
内外管总成的装配与调整：
首先，将内管总成装入外管总成时，弹卡自如地进入弹卡室，座环应当挂住悬挂环；
接着，调节内管总成的长度：当悬挂环与座环接触时，卡簧座与钻头内台阶的轴向间隙应当保持在20mm，调整合适后，采用锁紧螺母将接头固定；
然后，弹卡与弹卡挡头的顶面应保持在一定的间隙，若该间隙过小，弹卡则不能自由地进入弹卡室，使钻具在钻进时不能定位；若间隙过大，则在钻进过程中就会加大卡簧座与钻头内台阶的间隙，影响岩矿芯的采取率。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种大口径煤层气取芯钻具，其特征在于，包括外管总成与内管总成，所述内管总成套装在外管总成的内部；
所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、第一外管、扶正接头、第二外管与钻头，所述第一外管与第二外管通过扶正接头相连，弹卡挡头设置在最外端，与内部的弹卡室相连；所述弹卡室与第一外管之间设置座环，所述第二外管的末端连接钻头；
所述内管总成由打捞机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构、缓冲机构、单动机构及容纳与卡取岩芯机构依次连接构成，所述容纳与卡取岩芯机构包括内管、挡圈、卡簧与卡簧座组成。
2.根据权利要求1所述的一种大口径煤层气取芯钻具，其特征在于，所述外管总成的钻头的内侧与第二外管的接触处设置扶正环。
3.根据权利要求1所述的一种大口径煤层气取芯钻具，其特征在于，所述打捞机构由捞矛头、捞矛座与回收管连接组成。
4.根据权利要求1所述的一种大口径煤层气取芯钻具，其特征在于，所述弹卡机构由弹卡架、弹卡、弹卡挡头与弹卡座共同构成，所述弹卡连接在弹卡座上，所述弹卡架上设置所述弹卡座。
5.根据权利要求1所述的一种大口径煤层气取芯钻具，其特征在于，所述悬挂机构由座环与悬挂环组成。
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