[发明专利]一种双弹卡到位锁紧绳索取芯悬挂定位机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种双弹卡到位锁紧绳索取芯悬挂定位机构，可用于地质工程、石油工程的勘探技术领域。

背景技术

双弹卡绳索取芯内管总成通常来说可以能更快捷的投放，配合金刚石钻进有更高的效率；但投放到位时，下弹卡与弹卡室到位悬挂接触时会产生冲击，这种冲击力直接影响到了下弹卡、下弹卡弹性销等相关零件的使用寿命。

另一方面，双弹卡的可靠性远不如单弹卡利用悬挂环的刚性接触来的更加可靠。对于通常的双弹卡的绳索取芯悬挂定位机构而言，由于内管总成的全部重量的悬挂都是通过下弹卡支撑的，下弹卡一直都保持与弹卡室的台阶紧密接触，一旦弹卡受到扰动而收拢，悬挂就立刻失效。所以双弹卡的绳索取芯悬挂定位的机构中，在下弹卡设置锁紧装置结构是必要的。

另外，以往带锁紧装置的悬挂定位机构，在投放时，弹卡呈现出一种刚性状态，不利于投放；理想的状况是投放到位后，锁紧装置启动，锁定弹卡工作状态。

冲击回转工艺与金刚石绳索取芯钻进工艺的结合能大大的提高钻进硬岩的钻进效率，能克服打滑地层难以钻进的难题，提高岩芯采取率，减少钻进钻头的消耗，降低施工成本。一般情况下，冲击器是与绳索取芯内管总成连接为一体，冲击器产生的冲击通过外管上的承冲环传递到外管岩心管，最后至金刚石钻头，这样钻头在钻机带动回转的同时耦合了高频的冲击，形成了高效的绳索金刚石冲击回转钻进工艺。目前的绳索取芯内管总成投放到位后，由于结构上的因素，到位悬挂定位的绳索内管总成与外管的连接在轴向上存在着一定的间隙，这个间隙使得内管总成有一定的浮动量，该浮动不仅对绳索取芯的采样有一定的扰动，而且更重要的是影响了冲击器冲击功的有效输出。

发明内容

本发明的目的是提供一种双弹卡到位锁紧绳索取芯悬挂定位机构，是一种双弹卡的悬挂定位机构，具有上、下弹卡到位锁定、上弹卡自动补偿悬挂间隙的功能；下弹卡在投放到位时，有缓冲弹簧的保护，避免了刚性接触对下弹卡、弹卡弹性销、外管座环等零件的直接撞击。

本发明的技术方案是这样实现的：一种双弹卡到位锁紧绳索取芯悬挂定位机构，由捞矛头、捞矛头弹簧、卡块、弹性销、芯轴、半圆卡、弹簧挡套、回位弹簧、传力套、楔套、上弹卡、 弹卡套、锁定钢珠、缓冲弹簧、滚珠套、活动套筒、下弹卡、下弹卡弹性销、张簧、分水接头、密封圈、浮动密封环、调整套、上档接头、弹卡室外管、扩孔器、扶正环、外管组成；其中上档接头、弹卡室外管、扩孔器、扶正环、外管以及岩心管外管共同构成了绳索取芯钻具外管总成，捞矛头套在卡块上，内部有捞矛头弹簧，捞矛头与捞矛头弹簧、卡块构成常规捞矛机构；芯轴顶端通过弹性销与捞矛头铰接，在芯轴的上部由上至下分别套有弹簧挡套、回位弹簧和楔套，其特征在于：楔套的下端面靠在芯轴的轴肩上，弹簧挡套的外圆表面，嵌入半圆卡的内孔，将半圆卡撑起，并将半圆卡卡在弹卡套顶端的一环形卡槽内，在弹簧力的作用下，弹簧挡套的上端面紧在半圆卡的台阶上，这样芯轴连同楔套被限制在弹卡套内但可在弹卡套内上下移动，向上移动压缩回位弹簧，向下移动回位弹簧回位，传力套通过半圆卡固定在弹卡套上，弹卡套为套筒状，是该机构的壳体，其圆周表面开有安装工艺孔，在其上下部位分别布置有卡槽，用于装配上下弹卡，下端通过螺纹与分水接头联接；上弹卡布置在弹卡套上部的卡槽内，下弹卡通过下弹卡弹性销与活动套筒铰接在一起，下弹卡的翼片安置在弹卡套下部的卡槽内，下弹卡内侧设有张簧，活动套筒安装在弹卡套下部的内孔中，可以轴向移动，活动套筒的上端，装有一缓冲弹簧，在活动套筒内装有滚珠套，芯轴的下部从滚珠套内穿过，活动套筒的内壁上有环槽，滚珠套沿周向均布两排圆孔，孔内放置了锁定钢珠，芯轴的下部也有环槽，弹卡套下端螺纹连接的是分水接头，分水接头连接液动冲击器，上档接头、弹卡室外管、扩孔器、外管以及岩心管之间螺纹连接，扶正环被固定在扩孔器和外管之间，调整套以及O型密封圈安装在分水接头上用于密封连接。

所述楔套套在芯轴上，其表面沿圆周方向均布2~3个带有斜面的导槽，中间有一台阶面，当芯轴带动楔套向上移动压缩回位弹簧一定距离时，该台阶面与传力套下端面接触。

所述上弹卡，安装在弹卡套上部的卡槽内，其伸出和缩回是沿径向方向，两上弹卡内测为斜面结构，与楔套导槽内斜面配合，其外侧有一小斜面与上档接头一台阶斜面配合。

所述的下弹卡，在其肩部有一平面，当下弹卡投放到位并撑开时，其肩部平面与弹卡套下部的卡槽平面接触；下弹卡的尾部，在投放时，卡在弹卡套的锁定卡槽内，投放到位后，下弹卡的尾部进入弹卡套的内孔中。