[其他]反循環連續取心沖擊器和封隔器

無效

• 申請號: 86104172
• 申請日: 1986-06-25
• 公開（公告）號: CN86104172A
• 公開（公告）日: 1988-01-06
• 發明（設計）人: 劉瑋;王人杰;谷文江;王熙民
• 申請（專利權）人: 地質礦產部勘探技術研究所
• 主分類號: E21B11/00
• 分類號: E21B11/00;E21B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種用于水文、工程、地質鉆探的新鉆具。它可實現液動沖擊回轉反循環連續取心鉆進（C.S.R）。即可取樣，亦可采集巖心。

反循環連續取心鉆進是通過雙壁鉆桿內外管之環狀間隙將沖洗液送入孔底，利用沖洗液反循環液流在鉆桿柱內的上升力，使巖心連續不斷地從孔底輸送到地表。經過緩慢彎曲的導管進入到巖心箱中，這是一種比較完善的取心方法。它不僅取得真實有代表性的樣品，而且邊鉆邊取，巖樣的無污染性和代表性都比較高，能夠準確反映巖層的原生結構，埋藏深度和分層線。但是這一鉆進方法由于鉆頭壁較厚，尅取巖石面大，遇到硬巖鉆進效率低。遇破碎地層巖樣易堵塞，不得不經常提鉆給施工帶來很大困難，嚴重影響該方法優越性的發揮。

本發明是提供一種鉆具來實現沖擊回轉反循環連續取心鉆進，主要目的就是克服上述這些缺點，使反循環連續取心鉆探提高到一個新的高技術領域。它不但能夠進行高效率鉆進，而且能有效地預防和減輕巖心堵塞，獲取更大的技術經濟效益。

本發明是這樣實現的：在反循環鉆頭與雙壁鉆桿之間設置一臺中空式沖擊器，這是一個閥控全液壓系統，它依靠各自上下承壓部位存在著面積差的閥和沖錘，通過節流所產生的壓力，利用閥和錘關開所產生的液體壓力變化來實現沖擊往復沖擊運動，所產生的縱向的沖擊力作用于鉆頭，加劇了巖石破碎的程度，從而提高了鉆進速度。而縱向沖擊力所產生的振動波則減少了巖心在鉆頭處及鉆桿內上升過程中出現堵塞的可能性。本發明使用特殊結構的鉆頭并在沖擊器處設置了若干道新型封隔器，足以產生反循環使沖洗液從鉆桿內返回地表，而在鉆桿處僅有極少泄漏。鉆進時，沖洗液從雙壁鉆桿環狀間隙送入孔內，流過沖擊器設在下接頭中的節流孔時產生局部液流壓力升高，故有壓差分別作用于閥及沖錘，兩者分別上行，當抵上死點，兩者接觸水路關閉產生水錘效應，在高壓水作用下，閥和沖錘一同下行沖擊鐵砧之后進入下一個循環。沖洗液經過鉆頭由鉆桿中心孔攜帶巖心上返地面。

圖1：鉆具連接示意圖????雙壁鉆桿〔1〕????封隔器〔2〕????沖擊器〔3〕????封隔器〔4〕????擴孔器〔5〕????鉆頭〔6〕

圖2：沖擊器主要結構縱向剖面圖

圖3：組合密封結構圖

圖4：封隔器剖面圖????內管〔1〕????封隔器體〔2〕????軸套〔3〕密封圈〔4〕????以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

參照圖2，與雙壁鉆桿內鉆桿連接的內管〔1〕被置于沖擊器以便輸送巖心，閥〔7〕安裝在具有鍍鉻內孔的上接頭〔3〕中并與之以動配合相配，閥〔7〕上有兩個密封段，每段密封分別由三道組合密封構成，組合密封〔5〕〔8〕的密封環用聚四氟乙烯制成，在密封環槽內設有O型密封圈，密封〔5〕〔8〕的園面積比最好為1∶1.2～3，閥〔7〕與內管〔1〕配合處設置了密封圈，以便更好地完成往復沖擊運動，上接頭〔3〕與中接頭〔15〕以螺紋連接。中接頭〔15〕加工有效置密封填料〔14〕的臺階，為減少摩擦阻力和提高耐磨性，沖錘〔18〕與密封填料〔14〕相配合部分鍍硬鉻，鍍硬鉻段長度為100～300毫米。用聚四氟乙烯碳素纖維作密封填料〔14〕，沖錘〔18〕的下密封段中同樣設置三道組合密封〔21〕。其技術要求與閥〔7〕的密封要求相同，沖錘〔18〕上部的斷面積與組合密封〔21〕的園面積比最好為1∶1.3～3.5。以利用液壓較好的實現自激往復沖擊運動，密封〔21〕在外殼〔16〕內往復運動，外殼〔16〕內孔鍍硬鉻使摩擦阻力減小耐磨性增強，外殼〔16〕與中接頭〔15〕以螺紋連接。外殼〔16〕中部開有通水孔，安裝后外殼上的呼吸內管即保證水路暢通又保證了沖擊器工作時巖粉不會進入沖擊器內部，外殼〔16〕的另一端與花鍵套〔23〕螺紋連接，帶有縱向花鍵的聯動接頭〔24〕與花鍵相配，聯動接頭內有節流孔，利用節流使沖擊器內水壓增高以達到驅動沖錘〔18〕和閥〔7〕運動的目的。聯動接頭〔24〕與花鍵套〔23〕之間安裝了調節沖錘〔18〕自由行程的調節墊〔25〕。

參照圖4封隔器體〔2〕車有裝配滑動軸套〔3〕的槽，該槽兩端均有錐角45°-75°，裝在封隔器體〔2〕上的滑動軸套〔3〕由一種具有自潤性的材料含油軸承制成。它由兩塊對稱組合而成，軸瓦的兩端垂直于軸線方向上均加工了45°～75°的錐面，以防巖粉進入軸套，提高靈活性和耐磨性，為提高隔水效果，軸套〔3〕與密封圈〔4〕接觸的外表面做成錐度為1∶3或1∶5，密封圈〔4〕裝在軸套上，起到封隔作用。

上述裝置結構簡單，操作者極易掌握，使用壽命長，可靠性強，實用性強，正常情況下鉆進效率有一定提高，巖樣堵塞機會大為減少。