2010-03-14 19:49:29 阅读5 评论0 字号:大中小
绳索取心钻具是一种不提钻取心的钻进装置,即在钻进过程中,当内岩心管装满岩心或岩心堵塞时,不需要把孔内全部钻杆柱提升到地表,而是借用专用的打捞工具和钢丝绳把内岩心管从钻杆柱内捞取上来,只有当钻头被磨损需要检查或更换时,才提升全部钻杆柱。
绳索取心钻具的应用范围很广,它不受钻孔深度的影响,从几十米的浅孔直至超万米的超深孔均可使用,而且钻孔越深其优越性越能显示;可以钻进任意方向的钻孔和钻进各种地层,在Ⅵ~Ⅸ级中等硬度的岩层中效果尤为显著;针对不同的地层,该钻具既可用清水,又可用优质泥浆,还可采用泡沫等作为冲洗介质。 20世纪20年代,绳索取心方法多用于石油钻井,但到50年代,国外已广泛用于岩心钻进。一些发达国家绳索取心钻进的工作量已占金刚石钻探工作量的90%以上。我国于1975年研制成功绳索取心钻具,现已广泛推广使用,在地矿、冶金、煤炭等部门都形成了各自的规格系列。它们的结构大同小异,现以国产的S75型为例加以说明。 整套绳索取心钻具分为单动双层岩心管和打捞器两大部分。 |
图7-10 S75型绳索取心钻具双管结构
1-弹卡挡头; 2-捞矛头; 3-弹簧销; 4-回收管; 5-弹簧; 6-弹卡; 7-弹卡室; 8、9-弹卡销; 10-弹卡座; 11-弹卡架; 12-复位簧; 13-阀体; 14-定位簧; 15-螺钉; 16-定位套; 17-垫圈; 18-固定环; 19-弹簧; 20-调节螺堵; 21-悬挂环; 22-座环; 23-扩孔器; 24-接头; 25-滑套; 26-轴; 27-碟簧; 28-调节螺栓; 29、31-轴承; 30-轴承座; 32-弹簧; 33-弹簧座; 34-垫圈; 35-螺母; 36-油杯; 37-垫圈; 38-悬挂接头; 39-阀堵; 40-螺母; 41-弹簧销; 42-开口销; 43-钢球; 44-调节螺母; 45-调节接头; 46-外管; 47-内管; 48-扶正环; 49-挡圈; 50-卡簧; 51-卡簧座; 52-钻头 |
双层岩心管部分由外管总成和内管总成组成(图7-10)。外管总成包括:弹卡挡头1、弹卡室7、稳定接头23(上扩孔器)、外管46和钻头52。内管总成由捞矛、弹卡定位、悬挂、到位报讯、岩心堵塞报警、单动、内管保护和调节机构组成。
(1) 捞矛机构 它由捞矛头2和回收管4等组成。取心时打捞器在钻杆内下放到内管总成上端,打捞钩抓住捞矛,向上提升打捞器使回收管上移,并向内压缩弹卡6使其收拢,于是内管总成和外管总成脱离,从而把内管总成提升上来。 (2) 弹卡定位机构。由弹卡6、张簧5和弹卡座10等零件组成。当内管总成在钻杆柱内下放时,张簧使弹卡向外张开一定角度,并沿钻杆柱内壁向下滑动,一旦内管到达外管中的弹卡室7部位,弹卡在张簧的作用下继续向外张开,使其两翼贴附在弹卡室的内壁上。由于弹卡室内径较大,而其上端的弹卡挡头1内径较小,并具有两个伸出的拨叉,所以在钻进过程中,既可以防止内管向上串动,又可带动内管总成轴承上部与外管一起旋转,以免因相对运动造成弹卡磨损。 (3) 悬挂机构 由内管总成中的悬挂环21和外管总成中的座环22组成。悬挂环的外径稍大于座环的内径(一般相差0.5~1.0mm)。当内管总成下降到外管总成的弹卡室位置时,悬挂环座落在座环上,使内管总成下端的卡簧座51与钻头52内台阶保持2~4mm的间隙,以保证内管的单动性。 (4) 到位报信机构 由复位簧12、阀体13、定位簧14、弹簧19、调节螺堵20和阀堵39等零件组成。当内管总成在钻杆柱内由冲洗液向下压送时,阀堵39处于关闭位置,冲洗液由内管总成和钻杆柱的环状间隙通过;当内管总成的悬挂环座落在外管中的座环上,把冲洗液通道堵塞,泵压表的压力明显升高(约升高0.5~1.0MPa),表明内管总成已到达预定位置。此时阀堵打开,泵压恢复正常,可以正常钻进。 (5) 岩心堵塞报警机构 由滑套25、轴26、碟簧27等零件组成。钻进过程中,当发生岩(矿)心堵塞或岩(矿)心装满内管时,岩心对内管产生的顶推力压缩碟簧,使滑套向上移动到悬挂接头38的台阶处将通水孔堵塞,从而造成泵压升高,告诫操作者应停止钻进,捞取岩心。 (6) 单动机构 由两副推力轴承29、31组成。使内管在钻进时不随外管转动。 (7) 内管保护机构(缓冲机构) 由弹簧32、螺母35和弹簧销41等零件组成。拉断岩心时,压缩弹簧、内管及卡簧座下移至钻头内台阶上,从而拉断岩心的力由钻头传至外管,以保持内管不受损坏。 (8) 调节机构 由调节螺母44和接头45等组成。内外管组装时,如果卡簧座与钻头内台阶之间间隙不合适,可以通过调节接头进行调节(范围0~30mm),满足要求后,用调节螺母锁紧。 |