一種組合式中空井底動力繩索取芯鉆具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種井孔鉆進裝置，尤其是一種組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，屬于鉆井設備技術領域。
【背景技術】
[0002]繩索取芯鉆進是在特制的繩索鉆桿中投入鉆具內總成，取芯鉆進結束后，使用繩索打撈器將內總成打撈出地表獲取巖芯的一種地質勘探鉆孔施工方法，由于取芯過程不需要將孔內數百或數千米鉆桿提出地表，因此大大提高了工作效率。
[0003]常規的繩索取芯鉆進方法所使用的鉆具外總成由外管上接繩索鉆桿組成，內總成包括內管、卡簧及單動懸掛組件，靠地表回轉動力驅動鉆桿和鉆頭回轉碎巖。近幾年來新發展的技術是在內總成中增加液動錘、螺桿回轉馬達，采用液動錘繩索取芯鉆進方法或螺桿馬達+液動錘井底回轉沖擊繩索取芯鉆進方法，從而進一步提高了取芯鉆進的工作效率，但是，上述兩種繩索取芯鉆進裝置都是將螺桿馬達和液動錘作為鉆具內總成，在取芯鉆進前一同投入外總成，鉆進結束后又一同打撈出地表，尤其是在深孔鉆進過程中，受上部鉆桿通孔直徑的制約，螺桿馬達和液動錘的外徑尺寸都必須小于鉆桿通孔直徑，因此，由螺桿回轉馬達產生的回轉扭矩和由液動錘產生的沖擊功受到限制，在大直徑取心鉆進施工中不能滿足要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，它采用中空回轉馬達、中空液動沖擊器與取芯內總成配合結構，實現增加繩索取心鉆進井底動力功率的目的，旨在大幅提高施工效率、擴大繩索取芯鉆進方法的應用范圍。
[0005]本實用新型上述目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]—種組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，由外總成和內總成組成；所述外總成包括液壓回轉馬達、懸掛外管、液動沖擊器和鉆頭，外總成上端通過繩索取芯鉆桿接頭與鉆桿裝配，所述液壓回轉馬達、懸掛外管、液動沖擊器均為中空結構，自上至下依次串聯連接，由液壓回轉馬達、懸掛外管、液動沖擊器的中空結構形成繩索取芯通道，所述鉆頭安裝在液動沖擊器的下端;所述內總成套裝在外總成的繩索取芯通道中。
[0007]上述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，由液壓回轉馬達、懸掛外管、液動沖擊器中空結構形成的繩索取芯通道可供內總成上下通過。
[0008]上述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，當鉆進裝置處于正常鉆進工作過程時，內總成由懸掛外管定位鎖止，并將外總成的繩索取芯通道封堵；當鉆進裝置處于取芯工作過程時，內總成解除鎖止狀態，在打撈裝置控制下沿繩索取芯通道上下運動。
[0009]上述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，所述液壓回轉馬達為渦輪馬達或者螺桿馬達;所述液壓回轉馬達的轉子為中空結構，所述轉子通過馬達下接頭與懸掛外管連接;所述馬達下接頭為中空圓柱體結構，在其側壁上沿周向均勻設置一組鉆井工作液第一過流孔。
[0010]上述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，所述懸掛外管的懸掛管為中空圓柱體結構，其上端與馬達下接頭連接，在其內壁上設置與內總成配合的彈卡腔室，在其側壁沿周向均勻設置一組鉆井工作液第二過流孔，所述鉆井工作液第二過流孔與馬達下接頭的鉆井工作液第一過流孔連通。
[0011]上述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具，所述液動沖擊器上端通過連接管與懸掛外管連接，所述連接管側壁上沿周向均勻設置一組鉆井工作液第三過流孔。
[0012]本實用新型所述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具的有益效果主要表現在以下方面:
[0013]本實用新型在井底設置液壓回轉馬達和液動沖擊器，當地面液壓栗為其提供具有一定壓力的鉆井工作液后，由液壓回轉馬達產生的回轉扭矩和由液動沖擊器產生的沖擊功共同作用于鉆頭上，不僅提高了取芯鉆進的工作效率，而且由于液壓回轉馬達和液動沖擊器安裝在繩索取芯鉆桿的下面，液壓回轉馬達和液動沖擊器的外廓尺寸不受鉆桿通孔直徑的限制，因此可將液壓回轉馬達和液動沖擊器的外廓尺寸設計得較鉆孔直徑略小，使液壓回轉馬達產生的回轉扭矩和由液動錘產生的沖擊功滿足大直徑孔取心鉆進的要求。
[0014]本實用新型將液壓回轉馬達和液動沖擊器均設計為中空結構，并由液壓回轉馬達、液動沖擊器的中空結構形成取芯作業時供取芯器內總成上下運動的通道，實現了不提下鉆的繩索取芯過程。
[0015]綜上所述，本實用新型增加了繩索取心鉆進井底動力功率，大幅提高了施工效率、擴大了繩索取芯鉆進方法的應用范圍。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的剖面結構示意圖；
[0017]圖2是外總成剖面結構示意圖；
[0018]圖3是內總成剖面結構示意圖；
[0019]圖4是懸掛外管與內總成配合結構示意圖；
[0020]圖5是液壓回轉馬達結構及工作原理示意圖；
[0021 ]圖6是馬達下接頭剖面結構示意圖；
[0022]圖7是圖6中A-A剖面結構示意圖；
[0023]圖8是懸掛外管剖面結構示意圖；
[0024]圖9是圖8中B-B剖面結構示意圖；
[0025]圖10是液動沖擊器剖面結構示意圖；
[0026]圖11是圖10中C-C剖面結構示意圖；
[0027]圖12、圖13是液動沖擊器工作過程示意圖。
[0028]圖中各標號清單為:
[0029]1、繩索取芯鉆桿接頭，2、液壓回轉馬達，2-1、馬達外殼，2-2、定子，2_3、轉子，2_4、軸承組，2-5、馬達下接頭，2-5-1、鉆井工作液第一過流孔，3、內總成，3-1、撈矛頭，3_2、回收管，3-3、彈卡，3-4、彈卡架，3-5、壓力軸承，3-6、軸承座，3-7、芯軸，3-8、內管，4、懸掛外管，
4-1、懸掛管，4-1-1、鉆井工作液第二過流孔，4-1-2、彈卡腔室，4-2、外管，4-3、內襯管，4-4、鉆井工作液過流腔，4-5、支撐架，5、液動沖擊器，5-1、連接管，5-1-1、鉆井工作液第三過流孔，5-2、沖擊器上接頭，5-3、活塞，5-4、套閥，5-5、沖擊器外殼，5_6、沖擊錘，5_7、導向套，5-8、砧子，5-9、沖擊器下接頭，5-10、噴射器，5-11、壓力平衡腔，5-12、承噴口，5-13、喉管，5-14、擴散孔，5-15、閥口，5-16、柱塞，5-17、鉆井工作液流動腔，5_18、排液口，6、鉆頭，7、鉆井工作液；
[0030]M、座密封結構。
【具體實施方式】
[0031 ]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0032]需要特別說明的是，附圖中標識的上、下方向為本實用新型處于工作狀態時的上、下方向，與本實用新型實施例中所提到的“上”、“下”等方位詞所表示的方向一致。
[0033]參看圖1、圖2、圖4，本實用新型所述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具由外總成和內總成3組成;所述外總成包括液壓回轉馬達2、懸掛外管4、液動沖擊器5和鉆頭6，外總成上端通過繩索取芯鉆桿接頭I與鉆桿裝配，所述液壓回轉馬達2、懸掛外管4、液動沖擊器5均為中空結構，自上至下依次串聯連接，由液壓回轉馬達2、懸掛外管4、液動沖擊器5的中空結構形成繩索取芯通道，所述鉆頭6安裝在液動沖擊器5的下端;所述內總成3套裝在外總成的繩索取芯通道中，鉆進裝置處于正常鉆進工作過程時，內總成3由懸掛外管4定位鎖止，將繩索取芯通道封堵，鉆進裝置處于取芯工作過程時，內總成3解除鎖止狀態，在打撈裝置控制下沿繩索取芯通道上下運動。
[0034]參看圖5、圖6、圖7，在本實用新型所述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具中，所述液壓回轉馬達2優選渦輪馬達或者螺桿馬達;在液壓回轉馬達2中設置馬達外殼2-1、定子2-
2、轉子2-3、軸承組2-4和馬達下接頭2-5 ；所述定子2_2安裝在馬達外殼2_1內壁上，與轉子
2-3配合裝配;所述轉子2-3為中空結構，轉子2-3通過馬達下接頭2-5與懸掛外管4連接;所述馬達下接頭2-5為中空圓柱體結構，在其側壁上沿周向均勻設置一組鉆井工作液第一過流孔2-5-1，在馬達下接頭2-5與馬達外殼2-1之間設置軸承組2-4。
[0035]參看圖1、圖5，在本實用新型所述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具中，液壓回轉馬達2的工作原理是:地面液壓栗為其提供具有一定壓力的鉆井工作液7，由鉆井工作液7驅動馬達轉子2-3運轉產生回轉扭矩，該回轉扭矩通過馬達下接頭2-5、懸掛外管4及液動沖擊器作用于鉆頭6上，為鉆頭6提供旋轉動力。
[0036]參看圖3，在本實用新型所述組合式中空井底動力繩索取芯鉆具中，所述內總成3包括撈矛頭3-1、回收管3-2、彈卡