專利名稱：大直徑巖心采取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井作業(yè)中的一種巖心采取裝置，它適用于在硬巖鉆進(jìn)中采取大直徑巖心在建筑、水利水電、鐵路、公路橋梁等工程施工中，經(jīng)常需要在硬巖中鉆進(jìn)直徑為0.5-1.5米的大直徑井，這類井采用取心鉆進(jìn)可以大大提高鉆進(jìn)效率，降低鉆井費(fèi)用，但是大直徑巖心的采取成為難題，目前多采用″楔、炸、憋、撬、劈″等費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工方法采取巖心，還沒有與大直徑取心鉆進(jìn)相配套的巖心采取裝置，使大直徑取心鉆進(jìn)方法的推廣應(yīng)用受到阻礙。
本發(fā)明的目的是提供一種快速、可靠、安全地采取大直徑巖心的裝置，該裝置能夠在井眼中把已鉆成的大直徑巖心切斷并從井內(nèi)取出。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是在圓筒形刀架上設(shè)置巖心切割組件、巖心切割到位報(bào)信組件和卡緊巖心的卡瓦組件。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于切割巖心采用的是機(jī)械鋸切法，因此它可以實(shí)現(xiàn)快速切割；巖心切割到位后通過報(bào)信組件報(bào)信并由卡瓦組件卡緊扭斷巖心，因此該裝置能夠可靠地把巖心從井內(nèi)取出；如果巖心切割組件出問題，不能切斷巖心，通過反轉(zhuǎn)可以使巖心切割組件回位，以便取出取心裝置修復(fù)再用，因此它能夠?qū)崿F(xiàn)安全使用。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)介紹。


圖1是本發(fā)明大直徑巖心采取裝置的剖視圖；圖2是圖1所示大直徑巖心采取裝置沿I-I線的剖視圖；圖3是圖1所示大直徑巖心采取裝置沿II-II線的剖視圖；圖4是圖3中推桿的A向視圖；圖5是圖4中推桿的右側(cè)視圖。
在圖1和圖2中，由鋸條1和摩擦塊2組成的巖心切割組件安裝在圓筒形刀架3的底端，摩擦塊2的底端高于圓筒形刀架3的底端，它可以沿著圓筒形刀架3上的環(huán)形槽4滑動(dòng)。鋸條1一端固定在圓筒形刀架3上，另一端固定在摩擦塊2上。鋸條1是直徑為6-12mm的鋼絲，鋼絲上安裝超硬材料作為切削具，所說的超硬材料可以是人造金剛石、天然金剛石、立方氮化硼、硬質(zhì)合金等，切削具遭受磨損后可以更換。
如圖1、圖3、圖4和圖5所示，大直徑巖心采取裝置的巖心切割到位報(bào)信組件由擋水環(huán)5和推桿6組成。擋水環(huán)5(如圖3所示)上開有多個(gè)水眼7，擋水環(huán)5安裝在圓筒形刀架3的環(huán)形槽8中，一端呈自由狀態(tài)，另一端與彈簧9連接，彈簧9固定在圓筒形刀架3的壁上。推桿6(如圖5所示)上端的凸塊10卡在擋水環(huán)5上的凹槽11中，推桿凸塊10的下方有一凹槽12。推桿6(見圖4)的中部用螺釘13固定在圓筒形刀架3上，在推桿上螺釘固定處開有長(zhǎng)條形槽14，推桿6可以順著螺釘13上下移動(dòng)。推桿6的下端面為斜面15，在推桿6的下端裝有壓簧16。
如圖1、圖3及圖4所示，大直徑巖心采取裝置卡緊巖心的卡瓦組件由活動(dòng)卡瓦17和固定卡瓦18組成。兩塊卡瓦相對(duì)稱地安裝在圓筒形刀架3上部的楔形槽19、19′中，固定式卡瓦18固定安裝在圓筒形刀架3的槽19′中，，活動(dòng)卡瓦17上有一凹槽20，擋水環(huán)5上的凸塊21卡在活動(dòng)卡瓦的凹槽20中，擋水環(huán)5緊靠凸塊21處開有凹槽22。
下面介紹上述裝置的工作原理。鉆進(jìn)結(jié)束、大直徑巖心形成后，把上述裝置下入井中。取心前，該裝置的鋸條1呈彎曲狀緊貼在圓筒形刀架3的壁上(如圖2所示)，因此取心裝置可以順利下入井內(nèi)。取心裝置下入井底后，用地面鉆機(jī)對(duì)鉆具施加軸向壓力，該力作用在摩擦塊2上，同時(shí)回轉(zhuǎn)鉆具，由于摩擦塊2與井底之間的摩擦力阻礙摩擦塊2轉(zhuǎn)動(dòng)，而圓筒形刀架3相對(duì)于摩擦塊2轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，因此鋸條被張緊，隨著鉆具的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，鋸條1上的切削具不斷橫向切割巖心，直至切割到位，巖心根部?jī)H存少量殘留柱。巖心切割到位前，如圖3所示，擋水環(huán)5、活動(dòng)卡瓦17及推桿6在壓簧16及螺釘13的作用下處于互鎖狀態(tài)，此時(shí)彈簧9呈拉伸狀態(tài)，擋水環(huán)5上的水眼7與圓筒形刀架3上的水眼相通，泵送的沖洗液可以通過水眼到達(dá)井底。巖心切割到位時(shí)，摩擦塊2與推桿6的底端斜面15接觸，并推動(dòng)推桿6向上移動(dòng)，使推桿6的凸塊10與擋水環(huán)5上的凹槽11脫離，推桿6上的凹槽12對(duì)著擋水環(huán)5，擋水環(huán)5在彈簧9的作用下穿過凹槽12向右移動(dòng)一個(gè)過水眼直徑的距離，將水眼7全部擋住，切斷過水通道，地面泵壓升高，達(dá)到報(bào)信的目的。與此同時(shí)，由于擋水環(huán)5的右移，擋水環(huán)5上的凸塊20也脫離活動(dòng)卡瓦17上的凹槽21，活動(dòng)卡瓦17解卡并從圓筒形刀架3的楔形槽19中滑出，它與固定卡瓦18一起卡緊巖心，在回轉(zhuǎn)力的作用下扭斷殘留巖心柱，并提離井底至地面。如果巖心切割組件出問題不能切斷巖心，可以通過反轉(zhuǎn)使鋸條1回位緊貼圓筒形刀架3的內(nèi)壁，使取心裝置順利提離井內(nèi)，因此不會(huì)造成井內(nèi)事故。
權(quán)利要求
1.一種大直徑巖心采取裝置，其特征在于在圓筒形刀架(3)上設(shè)置巖心切割組件、巖心切割到位報(bào)信組件和卡緊巖心的卡瓦組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于巖心切割組件由鋸條(1)和摩擦塊(2)組成，摩擦塊(2)安裝在圓筒形刀架(3)的底部，摩擦塊(2)的底端高于圓筒形刀架(3)的底端，它可以沿著圓筒形刀架上的環(huán)形槽(4)滑動(dòng)；鋸條(1)一端固定在圓筒形刀架(3)上，另一端固定在摩擦塊(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于在鋸條(2)上安裝切削具，所說的切削具為超硬材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于巖心切割到位報(bào)信組件包括擋水環(huán)(5)和推桿(6)，擋水環(huán)(5)安裝在圓筒形刀架(3)上部的環(huán)形槽(8)中，一端呈自由狀態(tài)，另一端與彈簧(9)連接，彈簧(9)固定在圓筒形刀架(3)的壁上；推桿(6)上端的凸塊(10)卡在擋水環(huán)(5)上的槽(11)中，推桿(6)的中部用螺釘(13)固定在圓筒形刀架(3)的壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于在擋水環(huán)(5)上有多個(gè)水眼(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于推桿凸塊(10)的下方有一凹槽(12)；在推桿(6)的螺釘(13)固定處開有長(zhǎng)條形槽(14)，推桿(6)可以順著螺釘(13)上、下移動(dòng)；在推桿(6)下端裝有彈簧(16)，推桿(6)的底端面為錐面(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于卡緊巖心的卡瓦組件由活動(dòng)卡瓦(17)和固定卡瓦(18)組成，活動(dòng)卡瓦(17)穿過擋水環(huán)(5)上的凹槽(22)安裝在圓筒形刀架(3)上部分的楔形槽(19)中，該卡瓦上有一凹槽(20)，擋水環(huán)(5)上的凸塊(21)卡在活動(dòng)卡瓦(17)的凹槽(20)中；固定卡瓦(18)裝在與活動(dòng)卡瓦(17)相對(duì)稱的圓筒形刀架(3)的楔形槽(19′)中，并固定在圓筒形刀架(3)的壁上
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大直徑巖心采取裝置，其特征在于擋水環(huán)(5)在推桿(6)和彈簧(9)的作用下向右移動(dòng)，擋水環(huán)(5)上的凸塊(21)從活動(dòng)卡瓦(17)的槽(20)中退出，活動(dòng)卡瓦(17)解卡并從楔形槽(19)中滑出卡緊巖心
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由圓筒形刀架(3)、巖心切割組件、巖心切割到位報(bào)信組件和卡緊巖心的卡瓦組件組成的大直徑巖心采取裝置。巖心切割組件包括鋸條(1)和摩擦塊(2)；巖心切割到位報(bào)信組件包括擋水環(huán)(5)和推桿；卡緊巖心的卡瓦組件包括活動(dòng)卡瓦(17)和固定卡瓦。該裝置采用帶切削具的鋸條鋸切巖心，巖心切割到位后由報(bào)信組件報(bào)信并由卡瓦組件卡緊扭斷巖心直至提升到地面，因此它能夠?qū)崿F(xiàn)快速、可靠、安全地采取大直徑巖心。
文檔編號(hào)E21B25/00GK1136129SQ9611750
公開日1996年11月20日 申請(qǐng)日期1996年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者季偉峰, 杜文秀, 邵繼武, 薛萬(wàn)成, 江天壽 申請(qǐng)人:地質(zhì)礦產(chǎn)部探礦工藝研究所