绳索取心防堵内管总成的振动结构制造技术

本实用新型专利技术涉及钻探设备技术领域，公开了绳索取心防堵内管总成的振动结构，它包括封闭的振动腔和滚珠，振动腔开设在内管总成的前段，滚珠滚动安装在振动腔内，振动腔的内侧壁上开设有进液孔和出液孔，进液孔与内管总成后段的内腔连通，出液孔延伸至内管总成的外侧，内管总成后段的内腔上开设有进液口，当滚珠开始工作时，滚珠依次经过出液孔与进液孔。本实用新型专利技术的有益效果是：流入振动腔的泥浆会驱动振动腔内部的滚珠产生圆周运动，滚珠圆周运动会因重力原因对振动腔产生明显不同的周期性作用力，从而将泥浆流动能量转化为高频振动，并传递到内管而达到防堵功能。并传递到内管而达到防堵功能。并传递到内管而达到防堵功能。

【技术实现步骤摘要】
绳索取心防堵内管总成的振动结构


[0001]本技术涉及钻探设备
，特别是绳索取心防堵内管总成的振动结构。

技术介绍

[0002]现阶段地质岩心钻探已普及绳索取心钻进技术，其具有钻进效率高、辅助时间短、劳动强度低、取心质量好等诸多优点。常规绳索取心钻进技术主要依靠绳索取心钻具实现，包含外管总成和内管总成。其中，内管总成从上到下包括头部机构、内管和卡心组件，行业通常称呼的内管总成一般仅指除去内管和卡心组件后的用于连接内管上端的头部机构，长度1m左右，根据不同公称口径有所区别，其为绳索取心钻具中需要实现功能最多、结构设计最复杂的核心部分。
[0003]近10余年来，常规绳索取心钻具结合广泛工程实际应用不断优化改进，生产厂家各零配件的耐用性、稳定性、加工质量得到大幅提升，行业应用配套工艺已经成熟，技术工人接受程度已经很高。常规绳索取心钻具为单动双管钻具，即钻具外管旋转带动钻头刻取岩石，钻具内管则保持相对静止以减少对进入内管的岩心造成磨损。当遇到不完整地层时，破碎岩心在进入内管过程中极易沿节理面产生相对滑移，与内管内壁形成卡阻而造成岩心堵塞，钻进过程将被迫中止。岩心无法装满内管，回次取心长度大幅缩短，根据岩心破碎程度，原本1个回次可实现的进尺被迫变成多个回次才能得以实现，大幅增加辅助时间，特别在深孔钻进时将严重影响施工效率。
[0004]现有钻具装备能够实现较好绳索取心防堵功能的主要为绳索取心液动锤技术，该技术在钻头回转磨削切削岩石的基础上，通过液动锤额外施加一定频率冲击能量，加速钻头碎岩效果以提高钻进效率，其研发主要目的为加速钻头碎岩，岩心防堵仅为其附带功能。绳索取心液动锤是在常规绳索取心内管总成上部单独叠加了1.2m左右的冲击器，具体长度根据不同公称口径有所差异。该方式冲击能量很大，液动锤的绝大部分冲击能量通过外管传到了钻头，以实现加速碎岩，少部分冲击能量传到了内管，附带取得了较好的岩心防堵效果。绳索取心液动锤技术优点突出，但缺点同样非常明显，诸多原因造成该技术在很长一段时间内也未能得到大范围普及，其附带的岩心防堵功能也就无实现的可能，现将问题总结如下：（1）钻具整体更加复杂笨重，长度增加使捞取岩心过程需要在孔口拆分成两部分单独打捞，增加了操作流程的繁琐性；（2）液动锤各组件环状间隙很小，泥浆固相含量稍高或存在粗颗粒，液动锤则会经常卡阻处于不工作状态，恢复功能需要频繁拆卸清洗；（3）液动锤冲击能量大，时常会造成各连接部件松动或损坏，需经常检查更换；（4）液动锤所需泵压及流量均大于常规钻进，不仅对设备要求高，遇漏失地层时泥浆消耗也会增大；（5）现有金刚石钻头技术得到很大发展，相比以前钻进速度提高明显，通过绳索取心液动锤提速碎岩的优势不再明显。鉴于以上原因，绳索取心液动锤技术在技术工人中的接受程度不高，绝大部分项目购置使用一段时间后又重新回到了常规的绳索取心，所附带的防堵功能自然无法得到发挥。另外一种简单岩心防堵技术方案是将内管内壁进行光滑减阻处理，但卡心组件部分却需要加大摩阻力以提升拔断岩心同时防止岩心掉落的效果，所需功能需要平衡兼顾，
其光滑减阻的实际效果也并没有得到验证。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供绳索取心防堵内管总成的振动结构，以克服现有技术的缺点。
[0006]本技术的目的通过以下技术方案来实现：绳索取心防堵内管总成的振动结构，包括封闭的振动腔和滚珠，所述振动腔开设在所述内管总成的前段，所述滚珠滚动安装在所述振动腔内，所述振动腔的内侧壁上开设有进液孔和出液孔，所述进液孔与所述内管总成后段的内腔连通，所述出液孔延伸至所述内管总成的外侧，所述内管总成后段的内腔上开设有进液口，当所述滚珠开始工作时，所述滚珠依次经过所述出液孔与所述进液孔。
[0007]优选地，所述振动腔内设置有限位块，所述限位块位于所述振动腔的中心处。
[0008]优选地，所述振动腔沿其开设方向上的正投影为长圆形，所述长圆形的长边平行于所述内管总成的轴心线。
[0009]优选地，所述振动腔的内壁上开设有弧形槽，所述弧形槽的首尾闭合，所述振动腔的开设方向平行于所述弧形槽所在的面，所述进液孔与所述出液孔均位于所述弧形槽的槽底。
[0010]优选地，所述进液口上安装有滤网。
[0011]优选地，所述振动腔所在段的内管总成由振动基座和振动盖板组成，一部分所述振动腔与一部分所述限位块位于所述振动基座上，其余所述振动腔与所述限位块位于所述振动盖板上，所述限位块上还开设有螺纹孔，所述螺纹孔贯穿所述振动盖板，所述螺纹孔内拧有A螺钉，所述振动盖板通过所述A螺钉锁死在所述振动基座上。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0013]流入振动腔的泥浆会驱动振动腔内部的滚珠产生圆周运动，其运行轨迹会以一定频率重复经过上顶点与下顶点，上顶点处滚珠对振动器的作用力为离心力减滚珠重力，下顶点处滚珠对振动器的作用力为离心力加滚珠重力，上下顶点运转速度接近，离心力则近似相等，滚珠圆周运动会因重力原因对振动腔产生明显不同的周期性作用力，从而将泥浆流动能量转化为高频振动，并传递到内管而达到防堵功能。
附图说明
[0014]图1 为本技术的结构示意图一；
[0015]图2 为本技术的结构示意图二；
[0016]图3 为振动盖板的安装结构示意图；
[0017]图中，1
‑
振动腔，2
‑
滚珠，3
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进液孔，4
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出液孔，5
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限位块，6
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弧形槽，7
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滤网，8
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振动盖板，9
‑
A螺钉。
具体实施方式
[0018]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处
附图中描述和示出的本技术实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0019]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0022]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.绳索取心防堵内管总成的振动结构，其特征在于：包括封闭的振动腔（1）和滚珠（2），所述振动腔（1）开设在所述内管总成的前段，所述滚珠（2）滚动安装在所述振动腔（1）内，所述振动腔（1）的内侧壁上开设有进液孔（3）和出液孔（4），所述进液孔（3）与所述内管总成后段的内腔连通，所述出液孔（4）延伸至所述内管总成的外侧，所述内管总成后段的内腔上开设有进液口，当所述滚珠（2）开始工作时，所述滚珠（2）依次经过所述出液孔（4）与所述进液孔（3）。2.根据权利要求1所述的绳索取心防堵内管总成的振动结构，其特征在于：所述振动腔（1）内设置有限位块（5），所述限位块（5）位于所述振动腔（1）的中心处。3.根据权利要求1所述的绳索取心防堵内管总成的振动结构，其特征在于：所述振动腔（1）沿其开设方向上的正投影为长圆形，所述长圆形的长边平行于所述内管总成的轴心线。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志祥，韩庆，欧涛，张建东，贾光强，尚杨，
申请(专利权)人：四川省地质矿产勘查开发局四零三地质队，
类型：新型
国别省市：