专利名称：一种坑道近水平孔用绳索取心钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种坑道近水平孔用绳索取心钻具。
背景技术：
坑道勘探相对于地表勘探能节省大量的钻探工作量，在矿产资源勘探开发领域的 应用也较为普遍，而绳索取心钻进技术以其取心率高、钻进效率高、地质效果好等优点得到 了广泛的关注。坑道勘探除了施工近垂直孔以外，经常需要施工沿矿床层带钻进下斜孔、近 水平孔，甚至是上仰孔。地面钻孔时，空间不受限制，钻机行程可以做得大些，对应的钻具内 管总成的长度也可以长些，标准的钻具内岩心管长度为3000mm，钻机的长行程可以保证一 次性提出内管总成，但在坑道内钻进，钻机的行程偏短，地面钻孔用的绳索取心钻具内管长 度过长，在坑道内使用不便；当施工时采用近垂直孔时，可以依靠重力自由下放内管总成和 打捞器，而坑道内近水平孔和上仰孔钻进时无法实现内管总成和打捞器的自由下放；绳索 取心钻具的弹卡定位装置通常采用靠张簧的张力使弹卡张开的机构，实现内管总成到位后 固定，防止内管向上串动，该机构钻进近垂直孔时定位可靠，但在近水平孔钻进时，受本身 重力作用的影响，容易产生单边受卡的现象，定位功能失效。目前市场上并没有近水平坑道 专用的绳索取心钻具产品，仅有个别的施工大角度下斜孔的用户单位将地面用绳索取心钻 具加以改进勉强使用，没有发挥出绳索取心钻探技术的优势，使用效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，保证钻进时核心部件的 同心度，提高绳索取心钻具在近水平孔施工中的适用性。本发明采用的技术方案是
一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，包含有外管总成、内管总成、水力输送器、钢丝绳 索、水力打捞器、通缆式水接头；其特征在于
所述的内管总成中设置复合定位机构，包含有心轴、垫块、弹簧、张簧、弹卡、销套、弹卡 座；心轴通过弹性圆柱销与捞矛座相连接，垫块和回收管通过销子固定连接，心轴和垫块之 间设置弹簧，心轴轴向设有滑移槽，心轴一端的形状与弹卡的空腔腔形相吻合；
所述的内管总成采用分段式结构，其中部设置快速断开机构，包含有的弹簧套、弹簧、 滑动锁套、销轴、连接轴；连接轴和弹簧套通过销轴相连，销轴外圆设置了滑动锁套，滑动锁 套与弹簧套之间设置有弹簧，内管总成上下两部分通过滑动锁套和销轴连接。所述的捞矛头在外圆表面设置有定位凸块。采用泥浆泵泵送内管总成，钢丝绳索穿过通缆式水接头，与水力输送器的绳卡套 连接，泥浆泵的压力水在水力输送器上连接轴的密封作用下压送水力输送器。水力打捞器采用泥浆泵泵送方式下放，其上设置有打捞钩，可与捞矛头相咬合。水力输送器采用分段式结构，连接轴采用尼龙材质，堵帽前端为球形。本发明具有以下优点本发明在现有近垂直孔用绳索取心钻具的基础上进行技术改进，利用捞矛头的凸块设 计和弹卡张开、心轴定位的复合定位机构，有效防止了近水平孔钻进时单边受卡现象的出 现；内管总成采用分段式结构，实现了内管的快速连接和断开，解决了钻机的行程偏短与内 管长度尽可能长之间的矛盾；泥浆泵泵送内管总成和水力打捞器为近水平孔作业提供动 力。本发明有效解决了绳索取心钻具在近水平孔作业时的适用性问题，提高了钻探作业的 工作效率。
图1是本发明内外管的结构示意图。图2是本发明水力输送器的结构示意图。图3是本发明水力打捞器结构示意图。图4是本发明通缆式水接头的结构示意图。图5是本发明捞矛头的轴侧图。图中，1-捞矛头、2-弹卡档头、3-捞矛座、4-回收管、5-心轴、6_垫块、7_弹簧、 8-张簧、9-弹卡、10-销套、11-弹卡座、12-进水管、13-悬挂环、14-座环、15-出水管、16-扶 正器、17-滑套、18-外管、19-弹簧套、20-弹簧、21-滑动锁套、22-销轴、23-连接轴、24-调 节接头、25-内管、26-钻头、27-钢丝绳索、28-绳卡套、29-绳卡心、30-连接轴、31-过渡接 头、32-堵帽、33-捞钩架、34-弹簧、35-打捞钩、36-定位销、37-接头、38-密封垫、39-接头、 40-过渡接头、41-压块、42-橡胶垫、43-压帽、44-定位凸块。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明所涉及的一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，是在现有近垂直孔用绳索取 心钻具的基础上进行的技术改进。首先，本发明在内管总成中设计了的复合定位机构，即由心轴5、垫块6、弹簧7、张 簧8、弹卡9、销套10和弹卡座11组成的弹卡定位机构和心轴定位机构。张簧8和弹卡9 通过销套10连接，弹卡两翼的总厚度与弹卡座11的切槽宽度相等，利用弹性圆柱销将 张簧8和弹卡9连接到弹卡座11上。当内管总成在钻杆柱内下放时，张簧8使弹卡9向 外张开一定角度，并沿钻杆柱内壁向下滑动，一旦到达合适部位，弹卡9在张簧8的作用下 继续向外张开，使其两翼贴附在钻杆柱内壁上。心轴5通过弹性圆柱销连接到捞矛座1上， 垫块6和回收管4通过销子形成固死连接，心轴5和垫块6之间设置弹簧7，心轴5轴向设 有滑移槽。当弹卡9在张簧8的作用下完全张开时，心轴5可在弹簧7的作用下进入到弹 卡空腔内。钻具非垂直钻进时，内、外管及捞矛头1很容易因非垂直下放而出现偏心现象， 而这样的复合定位方式，有效的保证了内、外管及捞矛头1的同心度，防止下放过程中出现 的单边受卡现象。本发明还在捞矛头1的外圆表面设置了定位凸块，作用也是防止在水平 孔钻进时，捞矛头1在自身重力作用下出现偏心想象，打捞时不能顺利进入打捞器，提高下 放和打捞的可靠性。其次，本发明的内管总成采用分段式结构，即在内管总成的中部设置弹簧套19、弹 簧20、滑动锁套21、销轴22、和连接轴23，组成内管总成的快速断开机构。连接轴23和弹簧套19通过销轴22相连，销轴22外圆设置了滑动锁套21，滑动锁套21与弹簧套19之间设 置有弹簧20，使内管总成作为一个整体使用；打捞内管时，先将内管总成提出至连接轴23 露出孔口，松开滑动锁套21，打出销轴22，便可将内管总成分成上下两部分，分别提出。钻 机的长行程可以保证一次性提出内管总成，但在坑道内钻进，钻机的行程偏短，地面钻孔用 的绳索取心钻具内管长度过长，在坑道内使用不便。而本发明的分段式内管总成设计，有效 的解决了钻机的行程偏短与内管长度尽可能长之间的矛盾。 另外，本发明采用泥浆泵泵送内管总成和水力打捞器。泵送内管总成时，将钢丝绳 索27穿过通缆式水接头，把钢丝绳索27连接在水力输送器的绳卡套28上，泥浆泵的压力 水在水力输送器上连接轴30的密封作用下压送水力输送器，从而推进内管总成，连接轴30 采用尼龙材质，便于水力的输送，堵帽32前端设计为球形，降低在钻杆柱孔内被卡住的几 率；打捞内管总成时，水力打捞器在泥浆泵压力水作用下下放到孔底，通过打捞钩35捞住 捞矛头1，提住内管总成。钻具近垂直作业时，内管总成和打捞器是可以依靠自身重力下放 到孔底的，但在近水平作业的坑道角度条件下，内管总成和打捞器借助外施动力到达指定 位置，本发明利用泥浆泵泵送的方式，有效地提高了下放速度，提高了钻具的适用性。
权利要求
一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，包含有外管总成、内管总成、水力输送器、钢丝绳索(27)、水力打捞器、通缆式水接头；其特征在于所述的内管总成中设置复合定位机构，包含有心轴(5)、垫块(6)、弹簧(7)、张簧(8)、弹卡(9)、销套(10)、弹卡座(11)；心轴(5)通过弹性圆柱销与捞矛座(3)相连接，垫块(6)和回收管(4)通过销子固定连接，心轴(5)和垫块(6)之间设置弹簧(7)，心轴(5)轴向设有滑移槽，心轴(5)一端的形状与弹卡(9)的空腔腔形相吻合；所述的内管总成采用分段式结构，其中部设置快速断开机构，包含有的弹簧套(19)、弹簧(20)、滑动锁套(21)、销轴(22)、连接轴(23)；连接轴(23)和弹簧套(19)通过销轴(22)相连，销轴(22)外圆设置了滑动锁套(21)，滑动锁套(21)与弹簧套(19)之间设置有弹簧(20)，内管总成上下两部分通过滑动锁套(21)和销轴(22)连接。
2.根据权利要求1所述的一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，其特征在于所述的捞 矛头(1)在外圆表面设置有定位凸块(44)。
3.根据权利要求1所述的一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，其特征在于采用泥浆 泵泵送内管总成，钢丝绳索(27)穿过通缆式水接头，与水力输送器的绳卡套(28)连接，泥 浆泵的压力水在水力输送器上连接轴(30)的密封作用下压送水力输送器。
4.根据权利要求1所述的一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，其特征在于水力打捞 器采用泥浆泵泵送方式下放，其上设置有打捞钩(35)，可与捞矛头(1)相咬合。
5.根据权利要求1或2所述的一种坑道近水平孔用绳索取心钻具，其特征在于水力 输送器采用分段式结构，连接轴(30)采用尼龙材质，堵帽(32)前端为球形。
全文摘要
本发明涉及一种能提高绳索取心钻具在近水平孔施工中的适用性的坑道近水平孔用绳索取心钻具。目前市场上并没有近水平坑道专用的绳索取心钻具产品，仅有个别的施工大角度下斜孔的用户单位将地面用绳索取心钻具加以改进勉强使用，未发挥出绳索取心钻探技术的优势。本发明利用捞矛头的凸块设计和弹卡张开、心轴定位的复合定位机构，有效防止了近水平孔钻进时单边受卡现象的出现；内管总成采用分段式结构，实现了内管的快速连接和断开，解决了钻机的行程偏短与内管长度尽可能长之间的矛盾；泥浆泵泵送内管总成和水力打捞器为近水平孔作业提供动力。本发明有效解决了绳索取心钻具在近水平孔作业时的适用性问题，提高了钻探作业的工作效率。
文档编号E21B25/00GK101886528SQ20101024342
公开日2010年11月17日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者刘桂芹, 彭腊梅, 殷新胜, 石智军, 许翠华, 魏欢欢 申请人:煤炭科学研究总院西安研究院