專利名稱：一種空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水下鉆探技術領域，涉及一種軟巖層鉆探專用的空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置。
背景技術：
在土壤、沉積物、淤泥等軟巖層的取芯過程，巖心和鉆具內壁之間有摩擦力和粘滯力，當巖心長度與直徑超過某一數值時，巖心將不再能進入取芯鉆具，被稱為樁效應。為此鉆探作業需要分次取芯。繩索取芯技術可以在不提鉆的情形下完成取芯作業，從而大大提高了鉆探取芯的效率，但現有的繩索取芯方案基本上都是服務于硬巖層鉆機，基本不適合針對軟巖層的工程鉆機。工程鉆機的軟巖層取芯不僅是大型工程勘探的需要，也是對沉積層中賦存資源進行勘探的需要，如淺層天然氣和天然氣水合物的勘探，通常需要對數十米到上百米的沉積物進行取芯。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種軟巖層鉆探專用的空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置。一種空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置包括繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管、防漏花瓣和金屬空心鉆桿。金屬空心鉆桿內從上至下依次設有繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管；繩索與絞車相連，取樣管頂部設有取樣管連接頭，滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置四組滑槽，鋼絲軟軸和取樣管鎖定滑塊在滑槽過渡塊內對稱布置四組，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，取樣管底部設有防漏花瓣。所述的繩索下端固定一個連接塊。所述的金屬配重塊頂端開有滑槽，繩索下端的連接塊可在滑槽內自由轉動，避免整套裝置轉動取樣時，繩索扭轉變形。所述的鋼絲軟軸與取樣管鎖定滑塊連接，在滑槽過渡塊內呈90度水平對稱布置4組。所述的取樣管鎖定滑塊可在滑槽過渡塊內自由滑動，并可進入金屬空心鉆桿的最下一節內側的取樣管鎖定槽內，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動。所述的滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置4組滑槽；滑槽過渡塊下端設有多頭螺紋，滑槽過渡塊與取樣管連接頭連接時，旋轉90度即可到位。所述的取樣管連接頭頂端設有多頭螺紋，其與滑槽過渡塊連接時，旋轉90度即可到位；取樣管連接頭底端通過細牙螺紋與取樣管在裝置工作前提前連接固定。所述的取樣管為薄壁管材，其外徑與金屬空心鉆桿的內徑匹配，壁厚不超過5毫米，頂部設有取樣管連接頭，底部安裝有防漏花瓣。[0012]所述的金屬空心鉆桿的內徑為40 200毫米，壁厚5 20毫米，單節長度2 5 米，外壁有外螺紋，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動。本實用新型與螺紋式工程鉆、沉積物專用鉆機配套使用，能在不提鉆的情形下完成對土壤、沉積物的取芯，從而大大提高鉆探取芯的效率。本實用新型適合于各類軟巖層的鉆探取芯，如沉積物、土壤、凍土、冰，尤其適合于沉積物的鉆探取芯。
圖1為本實用新型裝置結構示意圖；圖加、圖2b、圖2c和圖2d為本實用新型的取樣過程示意圖；圖中繩索1、金屬配重塊2、鋼絲軟軸3、取樣管鎖定滑塊4、滑槽過渡塊5、取樣管連接頭6、取樣管7、防漏花瓣8、金屬空心鉆桿9。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置包括繩索1、金屬配重塊2、 鋼絲軟軸3、取樣管鎖定滑塊4、滑槽過渡塊5、取樣管連接頭6、取樣管7、防漏花瓣8和金屬空心鉆桿9。金屬空心鉆桿內從上至下依次設有繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭和取樣管；繩索與絞車相連，取樣管頂部設有取樣管連接頭，滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置四組滑槽，鋼絲軟軸和取樣管鎖定滑塊在滑槽過渡塊內對稱布置四組，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，取樣管底部設有防漏花瓣。繩索下端固定一個連接塊。金屬配重塊頂端開有滑槽，繩索下端的連接塊可在滑槽內自由轉動，避免整套裝置轉動取樣時，繩索扭轉變形。鋼絲軟軸與取樣管鎖定滑塊連接，在滑槽過渡塊內呈90度水平對稱布置四組。取樣管鎖定滑塊可在滑槽過渡塊內自由滑動，并可進入金屬空心鉆桿的最下一節內側的取樣管鎖定槽內，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動。滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置4組滑槽；滑槽過渡塊下端設有多頭螺紋，滑槽過渡塊與取樣管連接頭連接時，旋轉90度即可到位。取樣管連接頭頂端設有多頭螺紋，其與滑槽過渡塊連接時，旋轉90度即可到位； 取樣管連接頭底端通過細牙螺紋與取樣管在裝置工作前提前連接固定。取樣管為薄壁管材，其外徑與金屬空心鉆桿的內徑匹配，壁厚不超過5毫米，頂部設有取樣管連接頭，底部安裝有防漏花瓣。金屬空心鉆桿的內徑為40 200毫米，壁厚5 20毫米，單節長度2 5米，外壁有外螺紋，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動。本實用新型裝置的使用方法的步驟如下[0029]1)在地面準備階段，將取樣管連接頭與取樣管提前連接固定；2)在鉆探井口，用井口機械手將滑槽過渡塊與取樣管連接頭連接，二者旋轉90度擰緊；3)開動井口電機和絞車，在金屬空心鉆桿中下放繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管，直至取樣管接觸到最下一節鉆桿的底端取樣管支撐倒鉤，如圖％所示；4)繼續下放繩索，金屬配重塊也隨之下放，鋼絲軟軸彎曲，取樣管鎖定滑塊在滑槽過渡塊的滑槽中滑出，直至取樣管鎖定滑塊進入金屬空心鉆桿最下一節內側的取樣管鎖定槽，完成取樣管鎖定，如圖2b所示；5)軟巖層專用鉆機開始鉆探，金屬空心鉆桿向下旋轉運動，取樣管鎖定滑塊約束取樣管，使之在金屬空心鉆桿內的位置被固定，樣品進入取樣管內。在此過程中，繩索下端的連接塊在金屬配重塊頂端滑槽內自由轉動，避免整套裝置轉動取樣時，繩索扭轉變形，如圖2c所示；6)軟巖層專用鉆機停止鉆探；7)開動井口電機和絞車，回收繩索、配重塊、鋼絲軟軸，驅動取樣管鎖定滑塊退出取樣管鎖定槽，完成取樣管解鎖，如圖2d所示；8)井口電機繼續工作，直至將充滿樣品的取樣管拉出金屬空心鉆桿；9)井口機械手工作，將滑槽過渡塊與取樣管連接頭松開，將充滿樣品的取樣管放入指定位置，換上新的取樣管，取樣作業完成，取芯系統下一次作業的待命狀態。
權利要求1. 一種空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置，包括繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管、防漏花瓣和金屬空心鉆桿，其特征在于金屬空心鉆桿內從上至下依次設有繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭和取樣管；繩索與絞車相連，取樣管頂部設有取樣管連接頭，滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置4組滑槽，鋼絲軟軸和取樣管鎖定滑塊在滑槽過渡塊內對稱布置4組，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，取樣管底部設有防漏花瓣； 所述的繩索下端固定一個連接塊；所述的金屬配重塊頂端開有滑槽，繩索下端的連接塊可在滑槽內自由轉動，避免整套裝置轉動取樣時，繩索扭轉變形；所述的鋼絲軟軸與取樣管鎖定滑塊連接，在滑槽過渡塊內呈90度水平對稱布置4組； 所述的取樣管鎖定滑塊可在滑槽過渡塊內自由滑動，并可進入金屬空心鉆桿的最下一節內側的取樣管鎖定槽內，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動；所述的滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置4組滑槽；滑槽過渡塊下端設有多頭螺紋，滑槽過渡塊與取樣管連接頭連接時，旋轉90度即可到位；所述的取樣管連接頭頂端設有多頭螺紋，其與滑槽過渡塊連接時，旋轉90度即可到位；取樣管連接頭底端通過細牙螺紋與取樣管在裝置工作前提前連接固定；所述的取樣管為薄壁管材，其外徑與金屬空心鉆桿的內徑匹配，壁厚不超過5毫米，頂部設有取樣管連接頭，底部安裝有防漏花瓣；所述的金屬空心鉆桿的內徑為40 200毫米，壁厚5 20毫米，單節長度2 5米， 外壁有外螺紋，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，阻止取樣管在金屬空心鉆桿內上下移動。
專利摘要本實用新型涉及一種空心鉆桿中取樣管的鎖定與解鎖裝置。本實用新型包括繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管、防漏花瓣和金屬空心鉆桿。金屬空心鉆桿內從上至下依次設有繩索、金屬配重塊、鋼絲軟軸、取樣管鎖定滑塊、滑槽過渡塊、取樣管連接頭、取樣管；繩索與絞車相連，取樣管頂部設有取樣管連接頭，滑槽過渡塊呈90度水平對稱布置四組滑槽，鋼絲軟軸和取樣管鎖定滑塊在滑槽過渡塊內對稱布置四組，金屬空心鉆桿的最下一節內側開有取樣管鎖定槽，金屬空心鉆桿底端設有取樣管支撐倒鉤，取樣管底部設有防漏花瓣。本實用新型能在不提鉆的情形下完成對土壤、沉積物的取芯，從而提高了鉆探取芯的效率。
文檔編號E21B25/02GK202108446SQ20112012203
公開日2012年1月11日 申請日期2011年4月24日 優先權日2011年4月24日
發明者葉瑛, 周紅偉, 楊厲昆, 楊微, 秦華偉, 邱文, 陳鷹 申請人:杭州電子科技大學