[发明专利]一种绳索取心钻具的岩心管单向阀机构

说明书

一种绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，包括岩心管接头、推力套、可升降式阀座、圆柱销和钢球；所述岩心管接头设有上下贯通的内孔及与内孔垂直贯通的排液孔，在岩心管接头外面套装推力套，并在岩心管接头的侧壁中部对称设置两个圆柱销避让孔；所述推力套为圆柱状套管，在推力套上配装圆柱销；所述可升降式阀座为下端设有圆锥型收口的套管，置于岩心管接头的内孔中，并可轴向上下运动，在可升降式阀座的侧壁上设置轴向长孔，当可升降式阀座处于下位时，轴向长孔与岩心管接头下部的排液孔贯通；所述钢球放置在可移动式阀座中。本发明通过对各组成零部件结构及其配合关系的优化设计，达到了保证岩心的品质和采取率、提高工作效率的目的。

技术领域

本发明涉及一种绳索取心钻具，尤其是一种绳索取心钻具的岩心管单向阀机构。

背景技术

特深科学钻探是通过特深孔取心、再利用获取的岩心开展地质学研究的一种科学探索活动，为提高取心钻进效率及岩心采取质量、降低钻探成本，特深科学钻探大多选择绳索取心钻进工艺。

在绳索取心钻进工艺流程中，岩心进入岩心管时需通过单向阀排除岩心管内部的冲洗液，打捞内管时再通过单向阀的关闭来防止冲洗液对管内岩心造成冲蚀，因此在绳索取心钻具中设置了岩心管单向阀机构。现有技术中，岩心管单向阀机构采用钢球与固定式阀座配合的方式，钻进过程中随着岩心进入岩心管，推动钢球向上移动与阀座分离，单向阀处于打开状态，岩心管内部的冲洗液被排除；打捞内管时，在冲洗液及自身重力作用下，钢球回落至阀座中，单向阀关闭，管内岩心处于封闭保压状态。由于上述岩心管单向阀机构中阀座与钢球配合的内锥度较小，而在地表出心作业时，为使出心便捷，一般保持钻具在垂直方向上较小的倾斜角度，此时钢球与固定式球座仍处于贴合状态，造成岩心管内部负压，增加了出心难度和作业时间，降低了工作效率。

发明内容

本发明提供一种绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，旨在通过优化各组成零部件结构及其配合关系，达到保证岩心的品质和采取率、提高工作效率的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，包括岩心管接头、推力套、可升降式阀座、圆柱销和钢球；所述岩心管接头设有上下贯通的内孔及与内孔垂直贯通的排液孔，其上、下两端分别与绳索取心钻具内管总成的连接套及岩心管装配，在岩心管接头外面套装推力套，并在岩心管接头的侧壁中部对称设置两个圆柱销避让孔；所述推力套为圆柱状套管，在推力套上配装圆柱销；所述圆柱销两端穿过岩心管接头的圆柱销避让孔后与推力套侧壁上设置的销孔装配；所述可升降式阀座为下端设有圆锥型收口的套管，置于岩心管接头的内孔中，并可轴向上下运动，在可升降式阀座的侧壁上设置轴向长孔，当可升降式阀座处于下位时，轴向长孔与岩心管接头下部的排液孔贯通；所述钢球放置在可移动式阀座中，钢球与可升降式阀座下端的圆锥型收口配合实现密封功能。

上述绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，还设有可升降式阀座定位组件，所述可升降式阀座定位组件包括换位套和设置在岩心管接头外壁上的轴向插槽，所述换位套套装在岩心管接头外侧，位于推力套的下面，在换位套侧壁上对称设置与岩心管接头外壁上轴向插槽配合的两个向下延伸的定位插块；所述设置在岩心管接头外壁上的轴向插槽包括两组，其中一组为位于排液孔上方的高位插槽，另一组为与高位插槽呈90º旋转角的低位插槽。

上述绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，还设有可升降式阀座复位及压紧组件，所述可升降式阀座复位及压紧组件包括复位弹簧和堵头；所述堵头固定在岩心管接头的上端；所述复位弹簧套装在岩心管接头的内孔中，以预压缩方式安装在堵头底面与可升降式阀座上端面之间。

上述绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，在所述岩心管接头内孔的底部设置密封环槽，并在所述密封环槽中安装弹性密封圈。

上述绳索取心钻具的岩心管单向阀机构，所述岩心管接头上、下两端分别通过螺纹连接结构与绳索取心钻具内管总成的连接套及岩心管装配，在岩心管接头中部外圆面上对称设置至少四个安装工具夹持面。