一种地质勘探用的弹卡钳机构的制作方法

本实用新型涉及一种地质勘探用的弹卡钳机构，属于地质勘探用钻具技术领域。

背景技术：

当前，在地质钻探领域，绳索取芯钻探成为发展前景最好的钻探方法，在地表钻探和坑道近水平钻探中都得到很好的应用。

弹卡钳机构属于绳索取芯钻探中弹卡总成的一部分，作用是在钻探过程中，顶住内管系统不上窜，让岩芯可以进入内管，在取芯过程中弹卡钳机构回收，可以将内管系统提出井口。

现在常用的弹卡钳机构有两种，一种是张簧与弹卡钳组合，靠张簧的张力使弹卡钳张开，使用中弹卡钳内侧无支撑，靠回收管的上下运动回收弹卡钳，易造成脱卡。另一种为带连接板的弹卡钳机构，弹卡钳与连接板形成连杆机构，弹卡总成旋转时的撞击和震动也易使回收管上下运动，带动弹卡钳机构脱卡。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种地质勘探用的弹卡钳机构，通过改变弹卡钳的形状，并在两个弹卡钳之间增加与能够支撑弹卡钳的定位套，使用时防止弹卡钳回收，避免造成脱卡现象，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种地质勘探用的弹卡钳机构，包含回收管、螺栓、压盖、弹簧、定位套、弹卡钳一、弹卡架、固定销和弹卡钳二；所述压盖、弹簧和定位套均设置在回收管内，弹卡架匹配插入到回收管内，压盖通过螺栓固定在弹卡架顶部，定位套套设在弹卡架上部，压盖、定位套及回收管之间的空间形成弹簧腔，弹簧套设在弹卡架上，位于弹簧腔内；弹卡架上部设有长通槽，固定销贯穿回收管、定位套和弹卡架上的长通槽，将回收管、定位套和弹卡架组合在一起，回收管和定位套可跟随固定销沿长通槽上下移动；回收管的侧壁上设有弹卡钳伸出孔一和弹卡钳伸出孔二，弹卡架中部设有与弹卡钳伸出孔一和弹卡钳伸出孔二相连通的弹卡钳容纳腔；弹卡钳一和弹卡钳二转动设置在弹卡架的弹卡钳容纳腔内，可分别通过弹卡钳伸出孔一和弹卡钳伸出孔二伸出回收管外或收回至回收管内；当弹卡钳一和弹卡钳二伸出回收管外时，弹卡钳一和弹卡钳二的内侧面与定位套的外侧壁匹配接触；当弹卡钳一和弹卡钳二收回至回收管内时，弹卡钳一和弹卡钳二的内侧面与弹卡钳容纳腔的上端内腔壁匹配接触。

所述弹卡钳一和弹卡钳二结构相同，上部内侧面均设有三角形卡块，弹卡钳一和弹卡钳二轴向对称转动设置在弹卡钳容纳腔内。

所述弹卡钳容纳腔的上端内腔壁为向下突出的轴对称阶梯结构，下端内腔壁为水平面；弹卡钳一和弹卡钳二收回至回收管内时，弹卡钳一和弹卡钳二上的三角形卡块与弹卡钳容纳腔的上端内腔壁相接触。

所述定位套由上定位套和下定位套组成，上定位套和下定位套通过中空的圆台连接，上定位套、中空的圆台和下定位套的内径均相同，上定位套的外径大于下定位套的外径；弹卡钳一和弹卡钳二伸出回收管外时，弹卡钳一和弹卡钳二的三角形卡块与圆台和下定位套的外侧壁相接触。

所述弹卡架由从上至下依次连接的上弹卡架、下弹卡架和弹卡座组成，上弹卡架和下弹卡架为阶梯轴状，匹配插入到回收管内，弹卡座卡设在回收管底端外侧，上弹卡架的直径小于下弹卡架的直径，下弹卡架的直径与回收管的内径相同。

所述上弹卡架上设有前后两侧开口的长通槽，上弹卡架和下弹卡架连接处设有左右两侧开口的弹卡钳容纳腔；弹卡钳一和弹卡钳二的下端分别通过固定轴一和固定轴二铰接在弹卡钳容纳腔的左右两侧。

本实用新型的积极效果：弹卡钳张开后，位于回收管内的定位套对弹卡钳进行固定支撑，可以阻止弹卡钳的回收，有效地防止弹卡钳上窜。

附图说明

图1为本实用新型弹卡钳张开状态结构示意图；

图2为本实用新型弹卡钳收回状态结构示意图；

图3为本实用新型回收管剖视图；

图4为本实用新型回收管侧视图；

图5为本实用新型弹卡架剖视图；

图6为本实用新型弹卡架侧视图；

图7为本实用新型弹卡钳一正视图；

图8为本实用新型弹卡钳一侧视图；

图9为本实用新型弹卡钳一立体正视图；

图10为本实用新型弹卡钳一立体后视图；

图11为本实用新型定位套侧视剖面图；

图12为本实用新型定位套正视剖面图；

图中：回收管1、螺栓2、压盖3、弹簧4、定位套5、上定位套51、圆台52、下定位套53、弹卡钳一6、固定轴一7、弹卡架8、上弹卡架81、下弹卡架82、弹卡座83、弹卡钳伸出孔一9、弹卡钳容纳腔10、固定销11、长通槽12、弹卡钳伸出孔二13、固定轴二14、弹卡钳二15、螺栓孔16、上支撑面a、导向面b、止收面c、定位面d、下支撑面e、回收面f、止张面g。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

一种地质勘探用的弹卡钳机构，包含回收管1、螺栓2、压盖3、弹簧4、定位套5、弹卡钳一6、弹卡架8、固定销11和弹卡钳二15；所述压盖3、弹簧4和定位套5均设置在回收管1内，弹卡架8匹配插入到回收管1内，压盖3通过螺栓2固定在弹卡架8顶部，定位套5套设在弹卡架8上部，压盖3、定位套5及回收管之间的空间形成弹簧腔，弹簧4套设在弹卡架8上，位于弹簧腔内；弹卡架8上部设有长通槽12，固定销11贯穿回收管1、定位套5和弹卡架上的长通槽12，将回收管1、定位套5和弹卡架8组合在一起，回收管和定位套可跟随固定销11沿长通槽12上下移动；回收管1的侧壁上设有弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13，弹卡架8中部设有与弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13相连通的弹卡钳容纳腔10；弹卡钳一6和弹卡钳二15转动设置在弹卡架8的弹卡钳容纳腔10内，可分别通过弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13伸出回收管1外或收回至回收管1内；当弹卡钳一6和弹卡钳二15伸出回收管1外时，弹卡钳一6和弹卡钳二15的内侧面与定位套5的外侧壁匹配接触；当弹卡钳一6和弹卡钳二15收回至回收管1内时，弹卡钳一6和弹卡钳二15的内侧面与弹卡钳容纳腔10的上端内腔壁匹配接触。

所述弹卡钳一6和弹卡钳二15结构相同，均为片状结构，上部内侧面均设有三角形卡块，弹卡钳一和弹卡钳二轴向对称转动设置在弹卡钳容纳腔10内。

所述弹卡钳容纳腔10的上端内腔壁为向下突出的轴对称阶梯结构，下端内腔壁为水平面；弹卡钳一6和弹卡钳二15收回至回收管内时，弹卡钳一6和弹卡钳二15上的三角形卡块与弹卡钳容纳腔10的上端内腔壁相接触。

所述定位套5由上定位套51和下定位套53组成，上定位套51和下定位套53通过中空的圆台52连接，上定位套51、中空的圆台52和下定位套53的内径均相同，上定位套的外径大于下定位套的外径；弹卡钳一6和弹卡钳二15伸出回收管外时，弹卡钳一6和弹卡钳二15的三角形卡块与圆台和下定位套的外侧壁相接触。

所述弹卡架8由从上至下依次连接的上弹卡架81、下弹卡架82和弹卡座83组成，上弹卡架81和下弹卡架82为阶梯轴状，匹配插入到回收管1内，弹卡座83卡设在回收管1底端外侧，上弹卡架的直径小于下弹卡架的直径，下弹卡架的直径与回收管1的内径相同。

所述上弹卡架上设有前后两侧开口的长通槽12，上弹卡架和下弹卡架连接处设有左右两侧开口的弹卡钳容纳腔10，弹卡钳容纳腔10位于长通槽12的下方；弹卡钳一6和弹卡钳二15的下端分别通过固定轴一7和固定轴二14铰接在弹卡钳容纳腔10的左右两侧。

所述弹卡钳一6和弹卡钳二15的长度大于弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13的长度。

结合附图1-12，本实用新型的具体实施例为：

一种地质勘探用的弹卡钳机构，设置在钻杆内，包含回收管1、螺栓2、压盖3、弹簧4、定位套5、弹卡钳一6、固定轴一7、弹卡架8、固定销11、固定轴二14和弹卡钳二15；

所述弹卡架8由从上至下依次连接的上弹卡架、下弹卡架和弹卡座组成，上弹卡架和下弹卡架呈阶梯轴状，匹配插入到回收管1内，弹卡座卡设在回收管1底端外侧，上弹卡架的直径小于下弹卡架的直径，下弹卡架的直径与回收管1的内径相同；所述上弹卡架顶部设有螺栓孔16，中部设有前后两侧开口的长通槽12，上弹卡架和下弹卡架连接处设有左右两侧开口的弹卡钳容纳腔10，弹卡钳容纳腔10位于长通槽12的下方；所述弹卡钳容纳腔10的上端内腔壁为向下突出的轴对称阶梯结构，下端内腔壁为矩形水平面；

所述定位套5由上定位套和下定位套组成，上定位套和下定位套通过中空的圆台连接，圆台和下定位套的连接处形成环形卡台，上定位套、中空的圆台和下定位套的内径均相同，上定位套的外径大于下定位套的外径；

所述弹卡钳一6和弹卡钳二15结构相同，为片状结构，上部内侧面均设有三角形卡块；

所述压盖3、弹簧4和定位套5均设置在回收管1内，压盖3通过螺栓2固定在上弹卡架81顶部，定位套5套设在上弹卡架81上，压盖3、定位套5及回收管之间的空间形成弹簧腔，弹簧4套设在上弹卡架上，位于弹簧腔内；上弹卡架上设有前后两侧开口的长通槽12，固定销11贯穿回收管1、定位套5和上弹卡架上的长通槽12，将回收管1、定位套5和弹卡架8组合在一起，回收管1和定位套5可跟随固定销11沿长通槽12同时上下移动；回收管1的侧壁上设有对称设置的弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13，上弹卡架和下弹卡架连接处设有左右两侧开口的弹卡钳容纳腔10，弹卡钳容纳腔10通过左右两侧的开口分别与弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13相连通；弹卡钳一6和弹卡钳二15的下端分别通过固定轴一7和固定轴二14铰接在弹卡钳容纳腔10的左右两侧，弹卡钳一6和弹卡钳二15的上端可分别通过弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13伸出回收管1外或收回至回收管1内；弹卡钳一6和弹卡钳二15伸出回收管外时（此时固定销11位于长通槽12的最下端，弹卡钳一6和弹卡钳二15处于张开状态，如图1所示），弹卡钳一6和弹卡钳二15上的三角形卡块卡设在定位套的环形卡台上，对弹卡钳一6和弹卡钳二15进行定位支撑，防止弹卡钳一6和弹卡钳二15收回，避免造成脱卡现象；向上提升回收管，定位套也随之上移，弹卡钳一6和弹卡钳二15收回至回收管内时（此时固定销11位于长通槽12的最上端，弹卡钳一6和弹卡钳二15处于收回状态，如图2所示），弹卡钳一6和弹卡钳二15上的三角形卡块与弹卡钳容纳腔10的上端内腔壁的轴对称阶梯结构相接触，防止弹卡钳一6和弹卡钳二15相碰触。

结合附图7-9，下面以弹卡钳一为例，对其进行详细描述：

弹卡钳一6是由上支撑面a、左侧面、右侧面、前侧面和后侧面六个面依次连接组成的片状结构；上支撑面a与下支撑面e上下平行设置，上支撑面a与下支撑面e之间设有前后设置的前侧面和后侧面和左右设置的左侧面和右侧面；

左侧面上部设有三角形卡块，三角形卡块由导向面b、止收面c和定位面d依次连接而成，导向面b为向右下方倾斜的平面，定位面d为向右上方倾斜的平面，导向面b和定位面d通过止收面c连接。

右侧面中部为向左侧弯曲的弯折面，弯折面由从上至下依次连接的回收面f和止张面g组成，回收面f为向右下方倾斜的平面，止张面g为向右上方倾斜的平面。

本实用新型的具体实施方法：

弹卡钳机构设置在钻杆内，钻杆的最下端设有弹卡挡头，弹卡挡头与钻杆内壁相连。在弹卡钳机构下降到位后，在弹簧4向下的弹力作用下，回收管1和定位套5继续下降，定位套5的环形卡台先与弹卡钳一6和弹卡钳二15的导向面b接触，定位套5继续下滑，直至固定销11到达长通槽12的最下端，同时定位套5的环形卡台与弹卡钳一6和弹卡钳二15上的定位面d接触，使弹卡钳一和弹卡钳二张开到最大；此时弹卡钳一6和弹卡钳二15的上支撑面a顶住钻杆最下端弹卡挡头的下端面，弹卡钳一6和弹卡钳二15的下支撑面e抵住弹卡钳容纳腔10下端水平的内腔壁；同时，弹卡钳一6和弹卡钳二15的止张面g分别与位于弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13下方的回收管管壁接触（此时止张面g与回收管1的中心线平行），防止弹卡钳一和弹卡钳二的无限制外张；弹卡钳机构完全到位，阻止弹卡钳上窜，可以正常钻进。

当需要回收弹卡钳机构时，提升回收管1，回收管1带动定位套5上行，定位套5的环形卡台与弹卡钳二15上的定位面d脱离接触，弹卡钳一和弹卡钳二内侧面失去支撑，同时位于弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13下方的回收管管壁与回收面f接触，回收管向上提升时，该管壁向上移动促使弹卡钳一6和弹卡钳二15向内收拢，通过弹卡钳伸出孔一9和弹卡钳伸出孔二13进入到回收管内，最后弹卡钳一6和弹卡钳二15的止收面c与弹卡钳容纳腔10上端内侧壁的轴对称阶梯结构接触后，弹卡钳一6和弹卡钳二15停止收拢，此时弹卡钳一6和弹卡钳二15完全回收至回收管内，内管系统可以向上提升。