一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿的制作方法
【專利摘要】一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，包括芯管，在芯管的上部設(shè)有接頭，在芯管的中部外套有旋轉(zhuǎn)套筒，在旋轉(zhuǎn)套筒與芯管之間設(shè)有傳扭桿，在傳扭桿的中部設(shè)有一圈當巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿最大承受扭矩時斷開的圓弧槽。本實用新型利用設(shè)置在傳扭桿中部的圓弧槽，在巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿所能承受最大扭矩的情況下，使得巖心鉆機主動鉆桿與井底鉆桿的傳扭關(guān)系中斷，實現(xiàn)巖心鉆機主動鉆桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)、井底鉆桿停止轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對井底鉆桿的承扭過載保護。本實用新型重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，能夠有效避免井底鉆桿因鉆機輸出扭矩過大而發(fā)生的井底斷鉆事故，降低了施工成本，適用于深孔地勘工程。
【專利說明】一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種地質(zhì)勘探設(shè)備，特別是一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家“十二五”地質(zhì)大調(diào)查工程和地質(zhì)找礦“358”行動計劃的快速實施和發(fā)展，鉆探工程已向更深部地層鉆進、更復雜地層鉆進、未知或新發(fā)現(xiàn)地質(zhì)區(qū)域鉆進等方向發(fā)展。2000米深孔鉆探工藝設(shè)備的成熟發(fā)展并已在地質(zhì)找礦施工中得到普遍應用，隨著孔深的不斷增加，所需的設(shè)備機型也在不斷的更新，機型和功率更大的鉆探設(shè)備正在向市場上不斷應用推廣，而鉆桿作為一種高成本消耗介質(zhì)在工程作業(yè)中起著至關(guān)重要的作用，因為鉆探設(shè)備機型的增大，鉆機輸出最大扭矩也隨之增加，這就給井底鉆桿提出了更加嚴峻的考驗。與傳統(tǒng)的普通鉆桿以及繩索取心鉆桿所能承受的額定最大扭矩相比，特別是2000米以上機型的最大輸出扭矩已經(jīng)超出了配套井底鉆桿所能承受的額定最大扭矩，因此井底鉆桿易發(fā)生折斷事故段；有時在鉆機正常工作時會突然發(fā)生異常狀況，如井底鉆頭突然發(fā)生憋鉆狀態(tài)時，井底鉆桿承受的扭矩會突然增大很容易超過鉆桿能承受的額定最大扭矩，這樣就容易造成井底鉆桿的折斷事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、拆裝方便，可實現(xiàn)對井底鉆桿承扭過載保護的巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿。
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，包括芯管，芯管的下部外壁上設(shè)有連接巖心鉆機配套鉆桿的外螺紋，在芯管的上部設(shè)有與巖心鉆機主動鉆桿固定相接的接頭，其特點是:在芯管的中部外套有旋轉(zhuǎn)套筒，在旋轉(zhuǎn)套筒與芯管之間設(shè)有將扭矩從旋轉(zhuǎn)套筒傳遞至芯管的傳扭桿，傳扭桿的軸向與芯管的軸向垂直設(shè)置，在傳扭桿的中部設(shè)有一圈當巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿最大承受扭矩時斷開的圓弧槽，所述傳扭桿的一端通過內(nèi)耳板與芯管固定相接，傳扭桿的另一端端通過外耳板與旋轉(zhuǎn)套筒固定相接，在傳扭桿靠近旋轉(zhuǎn)套筒的一端端部向外設(shè)有一圈凸臺，在外耳板上設(shè)有與傳扭桿凸臺配合的一圈凸起，在外耳板凸起與傳扭桿凸臺之間設(shè)有套裝在傳扭桿上的壓縮彈簧；在傳扭桿的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下軸承組，在下軸承組的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下密封裝置；在傳扭桿的上方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有上軸承組，在上軸承組的上方設(shè)有套裝在芯管上的支座，在支座與芯管之間設(shè)有上密封裝置，所述支座的下部與旋轉(zhuǎn)套筒的上部通過螺紋固定相接，在支座的上部設(shè)有通過螺栓與接頭吊裝的對接盤，在支座的中部開有松緊與螺栓配合螺母的安裝孔，在支座對接盤與接頭之間還設(shè)有套裝在芯管上的密封調(diào)節(jié)壓板，密封調(diào)節(jié)壓板上設(shè)有上述螺栓通過的通過孔，所述密封調(diào)節(jié)壓板與接頭之間設(shè)有套裝在芯管上的V型夾織物橡膠密封圈。
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)，所述芯管包括上芯管和下芯管，上芯管的下端與下芯管的上端螺紋相接，在上芯管上套裝有鎖緊用的鎖母。
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)，在芯管的外壁上周向均勻分布有若干與內(nèi)耳板配合的定位槽，在旋轉(zhuǎn)套筒的外壁周向均勻分布有若干與外耳板配合的定位孔。
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)，所述定位槽、定位孔均設(shè)有3個。
[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)，在內(nèi)耳板上設(shè)有安裝傳扭桿的內(nèi)孔，在內(nèi)控上設(shè)有與傳扭桿緊配合的內(nèi)止口。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在巖心鉆機輸出扭矩小于井底鉆桿所能承受最大扭矩的情況下，利用設(shè)置在旋轉(zhuǎn)套筒與芯管之間的傳扭桿，使得旋轉(zhuǎn)套筒、支座和芯管一起隨著巖心鉆機主動鉆桿旋轉(zhuǎn)；在巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿所能承受最大扭矩的情況下，利用設(shè)置在傳扭桿中部的圓弧槽，使得巖心鉆機主動鉆桿與井底鉆桿的傳扭關(guān)系中斷，實現(xiàn)巖心鉆機主動鉆桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)、井底鉆桿停止轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對井底鉆桿的承扭過載保護。本實用新型重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，能夠有效避免井底鉆桿因鉆機輸出扭矩過大而發(fā)生的井底斷鉆事故，降低了施工成本，適用于深孔地勘工程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為傳扭桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為支座的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，包括芯管，芯管的下部外壁上設(shè)有連接巖心鉆機配套鉆桿的外螺紋，在芯管的上部設(shè)有與巖心鉆機主動鉆桿固定相接的接頭10，在芯管的中部外套有旋轉(zhuǎn)套筒2，在旋轉(zhuǎn)套筒2與芯管之間設(shè)有將扭矩從旋轉(zhuǎn)套筒傳遞至芯管的傳扭桿5，傳扭桿的軸向與芯管的軸向垂直設(shè)置，在傳扭桿5的中部設(shè)有一圈當巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿最大承受扭矩時斷開的圓弧槽20，所述傳扭桿的一端通過內(nèi)耳板6與芯管固定相接，傳扭桿的另一端端通過外耳板3與旋轉(zhuǎn)套筒固定相接，在傳扭桿靠近旋轉(zhuǎn)套筒的一端端部向外設(shè)有一圈凸臺19，在外耳板3上設(shè)有與傳扭桿凸臺配合的一圈凸起，在外耳板凸起與傳扭桿凸臺之間設(shè)有套裝在傳扭桿上的壓縮彈簧4;在傳扭桿的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下軸承組，在下軸承組的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下密封裝置18 ;在傳扭桿5的上方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒2之間設(shè)有上軸承組，在上軸承組的上方設(shè)有套裝在芯管上的支座7，在支座7與芯管之間設(shè)有上密封裝置14，所述支座的下部與旋轉(zhuǎn)套筒的上部通過螺紋固定相接，在支座7的上部設(shè)有通過螺栓與接頭吊裝的對接盤21，在支座的中部開有松緊與螺栓配合螺母的安裝孔13，在支座對接盤與接頭之間還設(shè)有套裝在芯管上的密封調(diào)節(jié)壓板12，密封調(diào)節(jié)壓板12上設(shè)有上述螺栓通過的通過孔，所述密封調(diào)節(jié)壓板與接頭之間設(shè)有套裝在芯管上的V型夾織物橡膠密封圈11。所述上、下軸承組均設(shè)有一個深溝球軸承15和一個推力球軸承16。這樣，實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)套筒與芯管之間相互徑向定位的旋轉(zhuǎn)功能。在旋轉(zhuǎn)套筒上還設(shè)有潤滑軸承用的壓配式壓注油杯17。所述通過松緊螺栓可以調(diào)整密封調(diào)節(jié)壓板12的位置，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)V型夾織物橡膠密封圈11內(nèi)圈與上芯管9相配合外表面的松緊程度，在實現(xiàn)對沖洗液密封作用的同時又能保證不影響上芯管9與支座7的相對轉(zhuǎn)動。當鉆機輸出的扭矩小于井底鉆桿能承受的額定最大扭矩時，上芯管9連同下芯管I與支座7均保持相對靜止；當鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿能承受的額定最大扭矩時，上芯管連同下芯管與支座保持相對轉(zhuǎn)動，沖洗液在此處被密封。
[0014]所述芯管包括上芯管9和下芯管1，上芯管9的下端與下芯管I的上端螺紋相接，在上芯管9上套裝有鎖緊用的鎖母8 ;在芯管的外壁上周向均勻分布有若干與內(nèi)耳板配合的定位槽，在旋轉(zhuǎn)套筒的外壁周向均勻分布有若干與外耳板配合的定位孔；所述定位槽、定位孔均設(shè)有3個；在內(nèi)耳板6上設(shè)有安裝傳扭桿的內(nèi)孔，在內(nèi)控上設(shè)有與傳扭桿緊配合的內(nèi)止口。所述本鉆桿是加裝在巖心鉆機主動鉆桿下方與井底鉆桿之間的，可控制巖心鉆機輸出扭矩的上限，避免井底鉆桿因巖心鉆機處于正?；虍惓顟B(tài)時由于輸出扭矩過大(超過井底鉆桿能承受的額定最大扭矩)而引起的井底鉆桿折斷事故。在輸出扭矩過大時，傳扭桿5在圓弧槽20處斷開，主動鉆桿與井底鉆桿的傳扭關(guān)系中斷，實現(xiàn)主動鉆桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，井底鉆桿停止轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)對井底鉆桿的承扭過載保護。
[0015]當鉆機輸出扭矩小于井底鉆桿能承受的額定最大扭矩時，旋轉(zhuǎn)套筒2與芯管在傳扭桿5的作用下一同隨主動鉆桿旋轉(zhuǎn)，加壓鉆進時，鉆機施加給主動鉆桿向下的鉆壓力依次傳遞給支座7、旋轉(zhuǎn)套筒2、芯管最后傳遞給井底鉆桿；減壓鉆進時，井底鉆桿自重力依次通過芯管、旋轉(zhuǎn)套筒2、支座7最后傳遞給主動鉆桿及鉆機。當鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿能承受的額定最大扭矩時，傳扭桿斷開，旋轉(zhuǎn)套筒2與下芯管I傳扭關(guān)系中斷，旋轉(zhuǎn)套筒2在主動鉆桿的帶動下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，下芯管I及井底鉆桿停止旋轉(zhuǎn)，而各處受推拉力情況與正常鉆進時相同。當鉆機輸出扭矩小于井底鉆桿能承受的額定最大扭矩時，傳扭桿正常傳遞扭矩，將旋轉(zhuǎn)套筒2和下芯管I連接在一起，鉆機輸出扭矩傳遞給井底鉆桿；當鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿能承受的最大扭矩時，傳扭桿在圓弧槽處斷開成為兩段，傳扭桿的一段繼續(xù)留在內(nèi)耳板的內(nèi)止口里，另一段在壓縮彈簧的作用下向外移動一段距離到外耳板處，旋轉(zhuǎn)套筒和下芯管在此處脫開，旋轉(zhuǎn)套筒隨主動鉆桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，下芯管和井底鉆桿則停止旋轉(zhuǎn)，這樣就實現(xiàn)了對井底鉆桿的承扭過載保護。
【權(quán)利要求】
1.一種巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，包括芯管，芯管的下部外壁上設(shè)有連接巖心鉆機配套鉆桿的外螺紋，在芯管的上部設(shè)有與巖心鉆機主動鉆桿固定相接的接頭，其特征在于:在芯管的中部外套有旋轉(zhuǎn)套筒，在旋轉(zhuǎn)套筒與芯管之間設(shè)有將扭矩從旋轉(zhuǎn)套筒傳遞至芯管的傳扭桿，傳扭桿的軸向與芯管的軸向垂直設(shè)置，在傳扭桿的中部設(shè)有一圈當巖心鉆機輸出扭矩大于井底鉆桿最大承受扭矩時斷開的圓弧槽，所述傳扭桿的一端通過內(nèi)耳板與芯管固定相接，傳扭桿的另一端通過外耳板與旋轉(zhuǎn)套筒固定相接，在傳扭桿靠近旋轉(zhuǎn)套筒的一端端部向外設(shè)有一圈凸臺，在外耳板上設(shè)有與傳扭桿凸臺配合的一圈凸起，在外耳板凸起與傳扭桿凸臺之間設(shè)有套裝在傳扭桿上的壓縮彈簧；在傳扭桿的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下軸承組，在下軸承組的下方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有下密封裝置；在傳扭桿的上方芯管與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)有上軸承組，在上軸承組的上方設(shè)有套裝在芯管上的支座，在支座與芯管之間設(shè)有上密封裝置，所述支座的下部與旋轉(zhuǎn)套筒的上部通過螺紋固定相接，在支座的上部設(shè)有通過螺栓與接頭吊裝的對接盤，在支座的中部開有松緊與螺栓配合螺母的安裝孔，在支座對接盤與接頭之間還設(shè)有套裝在芯管上的密封調(diào)節(jié)壓板，密封調(diào)節(jié)壓板上設(shè)有上述螺栓通過的通過孔，所述密封調(diào)節(jié)壓板與接頭之間設(shè)有套裝在芯管上的V型夾織物橡膠密封圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，其特征在于:所述芯管包括上芯管和下芯管，上芯管的下端與下芯管的上端螺紋相接，在上芯管上套裝有鎖緊用的鎖母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，其特征在于:在芯管的外壁上周向均勻分布有若干與內(nèi)耳板配合的定位槽，在旋轉(zhuǎn)套筒的外壁周向均勻分布有若干與外耳板配合的定位孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，其特征在于:所述定位槽、定位孔均設(shè)有3個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心鉆機輸出扭矩上限控制鉆桿，其特征在于:在內(nèi)耳板上設(shè)有安裝傳扭桿的內(nèi)孔，在內(nèi)控上設(shè)有與傳扭桿緊配合的內(nèi)止口。
【文檔編號】E21B17/00GK204225784SQ201420709821
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】張喜超 申請人:連云港黃海機械股份有限公司