[发明专利]软岩层空心钻杆取样管接口的自锁和解锁装置

说明书

技术领域

本发明属于水下钻探技术领域，涉及一种软岩层空心钻杆取样管接口的自锁和解锁装置。

背景技术

用于土壤、沉积物、淤泥等软岩层的取芯钻具，如大型工程钻，通常采用空心钻杆（兼套管）取芯，钻杆外壁带有螺纹，以便提供下行驱动力。钻具下行时，钻杆连接部位因螺纹旋向的设计会形成自紧。在提钻时，沉积物、淤泥的摩擦力和粘滞力，使得提钻阻力很大，需要在提钻的同时反向选择钻杆，以借助螺纹为钻杆提供上行力。钻杆反向旋转时，接口螺纹会被拧松，钻杆可能会因此而松脱掉落。设置自锁装置能够防止在钻具方向旋转时接口的松脱。为使钻探取芯作业实现自动化和无人化，与自锁机构和机械手作业配套的解锁机构也是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种软岩层空心钻杆取样管接口的自锁和解锁装置。本发明包括金属空心钻杆母接头、滑块弹簧、锁定滑块、插销、插销弹簧和金属空心钻杆公接头。

金属空心钻杆母接头底部对称开有滑块槽，滑块槽内装有可动的锁定滑块，锁定滑块的一端伸出金属空心钻杆母接头外，另一端与滑块槽内的滑块弹簧的一端连接，滑块弹簧的另一端与滑块槽内壁固定。

金属空心钻杆公接头的端面上对称开有插销槽，插销限位于插销槽内，插销的一端与插销弹簧固定，另一端伸出金属空心钻杆公接头的端面。

所述的滑块槽与插销槽相对应设置，插销槽内的插销与滑块槽内的锁定滑块的斜面侧接触。

所述的金属空心钻杆母接头与所述的金属空心钻杆公接头通过螺纹配合。

整个金属空心钻杆的内径为40～200毫米，壁厚5～20毫米，单节长度2～5米，外壁有外螺纹。

本发明有益效果：本发明能够防止钻具在反向旋转时接口的松脱，同时方便钻杆的更换。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为本发明装置的局部放大图；

图中：金属空心钻杆母接头1、滑块弹簧2、锁定滑块3、插销4、插销弹簧5、金属空心钻杆公接头6。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1、2和3所示，软岩层空心钻杆取样管接口的自锁和解锁装置包括金属空心钻杆母接头1、滑块弹簧2、锁定滑块3、插销4、插销弹簧5和金属空心钻杆公接头6。

金属空心钻杆母接头底部对称开有滑块槽，滑块槽内装有可平动的锁定滑块，锁定滑块的一端伸出金属空心钻杆母接头外（便于机械手的操作），另一端与滑块槽内的滑块弹簧的一端连接，滑块弹簧的另一端与滑块槽内壁固定。

金属空心钻杆公接头的端面上对称开有插销槽，该端面与母接头底部相接触；插销限位于插销槽内，插销的一端与插销弹簧固定，另一端伸出金属空心钻杆公接头的端面。

滑块槽与插销槽相对应设置，保证金属空心钻杆母接头旋入金属空心钻杆公接头后两者能相互配合工作，插销槽内的插销与滑块槽内的锁定滑块的斜面侧接触；实施例中的插销头部为半球状，这样的设计利于其与锁定滑块的斜面的接触，使得锁定滑块的移动更加平稳。

金属空心钻杆母接头与金属空心钻杆公接头通过螺纹配合，这样就完成了钻杆之间的拼接。

本发明装置的使用方法的步骤如下：

1）在钻探井口，用井口机械手将金属空心钻杆母接头上的锁定滑块往里按住，同时用井口机械手固定住金属空心钻杆母接头。

2）用井口机械手将金属空心钻杆母接头与金属螺纹空心钻杆公接头连接，二者旋90度拧紧，松开机械手，由于滑块弹簧的弹力作用，锁定滑块弹出，由于插销弹簧的弹力作用，插销被顶入金属空心钻杆母接头的滑块槽内；

3) 软岩层专用钻机开始钻探，金属空心钻杆向下旋转运动，钻杆之间通过圆锥螺纹传递扭矩；

4）软岩层专用钻机钻探结束回收钻杆，金属空心钻杆做反向旋转运动，由于插销弹簧的弹力作用，插销上弹，钻杆之间通过插销防止钻杆之间松脱。

5）井口机械手工作，用井口机械手将金属空心钻杆母接头上的锁定滑块往里按住，二者反向旋转90度，将金属空心钻杆母接头与金属空心钻杆公接头松开，将钻杆放入指定位置，金属空心钻杆钻探完成，进入下一次作业的待命状态。