[实用新型]绳索取心孔内灌注器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种绳索取心孔内灌注器。

背景技术

绳索取心钻探方法具有钻进效率高、成本低、钻孔质量好等优点，是目前岩心地质钻探的主要施工方法。然而，在复杂地层钻进时，钻孔漏失现象普遍存在。与其它钻进方法相比较，绳索取心钻探方法成孔的特点决定了它的漏失情况更加复杂，既严重影响了钻进效率，增加钻进成本，又危及钻进安全。解决绳索取心钻进中的漏失问题，目前普遍采用低密度冲洗液钻进方法，如充气泡沫泥浆钻进等，以平衡地层压力，防治漏失，但这种方法局限于解决一般性漏失问题。对于严重漏失现象，仍需提钻堵漏，而且有效的治理方法不多，采用常规堵漏方法在技术上仍存在着问题。目前解决地层漏失问题已经受到人们普遍重视，而快速堵漏技术的效果如何，除了与堵漏材料的性能有关之外，堵漏灌注器的性能好坏，也是堵漏成败的关键。

以聚合物为基础的化学灌浆材料在国内外均得到了广泛应用。我国在应用脲醛树脂、聚亚胺胶脂(马丽散)等固化剂处理钻孔漏失，稳定孔壁等方面也积累了一定的实践经验。但是在推广应用速凝化学浆液进行护壁堵漏工作中，一个突出的问题就是目前还缺乏操作简单性能良好的灌注器，为了解决绳索取心钻探中严重漏失的快速封堵问题，巩固该钻探方法优质高效的特点，必须开发了一种与绳索取心钻具配套使用的堵漏灌注器。

发明内容

本实用新型的目的是为解决现有技术存在的问题，而提供一种具有结构紧凑，制造技术要求低，使用安全可靠，性价比高的绳索取心孔内灌注器，用于解决绳索取心钻进过程中遇到的孔内漏失问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种绳索取心孔内灌注器，包括外壳及其内安装的导杆和活塞盘，所述的外壳由顶部连接钻杆、上腔缸套、上腔密封盘、下腔缸套、下腔密封盘和底部连接钻杆顺序连接构成，所述的顶部连接钻杆内有锥形盘和顶部导杆，锥形盘通过螺母固定在顶部导杆上端，顶部连接钻杆下端设有4个泄流口；所述的上腔活塞盘通过螺母固定在顶部导杆下端和上腔导杆上端，上腔活塞盘与上腔缸套之间由大密封圈密封，上腔活塞盘中通过紧定螺钉安装有上腔单向阀，弹卡机构安装于上腔活塞盘内；弹卡机构由弹卡和弹卡弹簧组成，弹卡弹簧置于弹卡的尾部，将弹卡压入上腔缸套内壁上的弹卡槽内，通过弹卡机构卡住上腔活塞盘；所述的上腔密封盘由螺纹连接在上腔缸套与下腔缸套之间，上腔密封盘中安装有上腔溢流阀，上腔导杆插在上腔密封盘中，上腔导杆与上腔密封盘之间由小密封圈密封；所述的下腔活塞盘通过螺母固定在上腔导杆下端和下腔导杆的上端，下腔活塞盘中安装有下腔单向阀，下腔活塞盘与下腔缸套之间由大密封圈密封；所述的下腔导杆的下端插在下腔密封盘中，下腔导杆与下腔密封盘之间由小密封圈密封；下腔密封盘中安装有下腔溢流阀，下腔密封盘中还设有下注入孔盖和导杆密封圈。

所述的上腔活塞盘、上腔缸套、下腔活塞盘、下腔缸套和下腔密封盘之间均通过螺纹连接。

本实用新型的绳索取心孔内灌注器也可按功能将灌注器的结构分为投注机构、弹卡机构、容纳机构、溢流机构和密封组件五个部分。

所述的锥形盘、顶部导杆、上腔活塞盘、上腔导杆、下腔活塞盘、下腔导杆以及在井孔中投入的钢球组成投注机构，投注机构能在外壳内壁相对行程中滑动，所述的相对行程为投注机构的锥形盘从初始处运行至泄流口下部。

所述的弹卡和弹卡弹簧组成弹卡机构。灌注器未进行灌注时，弹卡位于上腔缸套上部的弹卡槽内，弹卡弹簧对弹卡施加一定径向力，使弹卡不易滑出弹卡槽。投入钢球之后，钢球被卡在锥形盘的上方，堵住锥形盘中间的孔，截断灌注器内泥浆的通道，锥形盘以上的泥浆压力逐渐增大，泵压上升，泥浆对锥形盘的压力也逐渐增大，压力通过锥形盘下方的顶部导杆和上腔活塞盘传递到弹卡上，当压力增大到启动值，弹卡沿着弹卡槽下部的斜坡滑出弹卡槽，此时，整个投注机构开始沿着外壳内壁向下滑动，上、下活塞盘的滑动缩小了上、下腔体盛装固化剂的体积，压出腔体内的固化剂，达到灌注的效果。当投注机构向下运行至行程末端，灌注器完成灌注作业，被上提到地面后，卸下底部连接钻杆，露出下腔导杆，推动下腔导杆，可将投注机构退回到初始位置。

所述的容纳机构用于盛装固化剂。所述的上腔活塞盘下表面、上腔缸套内壁、上腔导杆外壁、上腔密封盘上表面之间的空腔为上容纳腔；下腔活塞盘下表面、下腔缸套内壁、下腔导杆外壁、下腔密封盘上表面之间的空腔为下容纳腔；上、下容纳腔体积相等，用于盛装固化剂的上、下腔固化剂溢流体积比为1∶1。