一种防止内管总成脱落的单动总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻具，特别是防止内管总成脱落的单动总成，属钻进技术领域。
【背景技术】
[0002]在取心钻进过程中，外管转动而内管不转动的双管钻具称为单动双管取心钻具。由于单动双管钻具避免了钻具转动而产生的摩擦振动对岩心的机械破碎，因而取芯质量高。单动双管取心钻具由单动总成、外管总成和内管总成组成，在取心钻进过程中，通过单动总成实现外管转动而内管不转动功能，以确保取心质量。目前，普遍使用的地质与煤田勘探所用单动双管取心钻具的管体薄、丝扣强度低，在深井中进行取心钻进时，由于地层的复杂多变，单动总成的轴承腔螺纹部位受变径影响，在交变应力作用下容易发生断裂，造成单动双管取心钻具的外管总成和内管总成整体掉入井内，外管总成和内管总成脱落后打捞十分困难。鉴于此，为了避免孔内事故、提高经济效益，亟待改进普通单动总成的结构，提高单动双管取心钻具工作可靠性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种防止内管总成脱落的单动总成，采用所述单动总成，一旦发生轴承腔或外管管体断裂，可将内管总成悬挂住，以便顺利提出井底。
[0004]本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种防止内管总成脱落的单动总成，包括防掉上接头、半合卡箍、防脱组件，轴承腔和心轴，防掉上接头、轴承腔和心轴均为空心结构，防掉上接头的下部与轴承腔上部螺纹连接，心轴位于轴承腔和防掉上接头的内孔中，心轴和轴承腔之间设有两套轴承，所述心轴上部设有环形凹槽，半合卡箍装配在环形凹槽内，半合卡箍的外径凸出于心轴外径，半合卡箍由两个弧形块对合而成，所述防脱组件装配在防掉上接头的下部，防脱组件位于半合卡箍下部。
[0005]上述防止内管总成脱落的单动总成，所述防掉上接头中部设有集渣槽，集渣槽为环形槽，集渣槽开口朝上、底部封闭。
[0006]上述防止内管总成脱落的单动总成，增设导向板，数个导向板相对防掉上接头的圆周均匀分布，各导向板的中下部位于集渣槽内，各导向板与防掉上接头焊合，各导向板上部设置倾斜的导向面。
[0007]上述防止内管总成脱落的单动总成，所述防脱组件包括由上至下设置的第一挡圈、止动圈和第二挡圈，第一挡圈、第二挡圈分别嵌装在防掉上接头所设置的相应的安装槽内，止动圈与防掉上接头螺纹连接，止动圈的内径小于半合卡箍的外径，止动圈内壁对称设置拆装键槽。
[0008]上述防止内管总成脱落的单动总成，所述心轴的两侧直径小、中部直径大，轴承套装在两侧小直径处，所述轴承为平面推力球轴承，心轴下部设有内管总成连接外螺纹，在心轴上对应轴承处设有润滑孔。
[0009]上述防止内管总成脱落的单动总成，所述导向板设置4-8块，各导向板上部的导向面相对轴线的倾斜角度为55-60°。
[0010]上述防止内管总成脱落的单动总成，所述集渣槽上部对应各导向块均布安全卡槽，各导向板的导向面下部设有卡台，各导向板的卡台分别嵌装在所对应的安全卡槽内。
[0011]本发明针对解决单动双管取心钻具内外管总成易脱落的问题进行了改进，所述单动总成采用了半合卡箍悬挂的结构，若出现单动双管取心钻具的轴承腔断裂或外管断裂情况时，心轴连接的取心钻具内管总成在半合卡箍作用下悬挂于防掉上接头的防脱组件上，有效防止内管总成的脱落，同时也方便了后期对单动双管钻具外管的打捞。此外，在防掉上接头处设置了集渣槽，集渣槽用于在钻进过程中收集孔壁碎石掉块，防止碎石掉块引起的憋钻和堵心情形。集渣槽通过导向板加固，保证了其强度要求，同时还可以为单动总成导向，避免集渣槽的端面在上提钻柱的过程中挂蹭到孔壁。采用本发明可以提高单动双管取心钻具工作可靠性，避免或减少孔内事故。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0013]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的剖视图；
图3是防掉上接头的结构示意图；
图4是心轴的结构示意图；
图5是图1的A向视图；
图6是图2 B处的局部放大视图；
图7是图6的N-N剖视图。
[0014]图中各标号清单为:1、防掉上接头，1-1、集渣槽，1-2、安全卡槽，2、导向板，2-1、导向面，2-2、卡台，3、轴承腔，4、心轴，4-1、环形凹槽，4-2、润滑孔，5、半合卡箍，5-1、倒角，6、轴承，7、第一挡圈，8、止动圈，8-1、拆装键槽，9、第二挡圈。
【具体实施方式】
[0015]参看图1、图2和图4，本发明包括防掉上接头1、半合卡箍5、防脱组件，轴承腔3和心轴4。防掉上接头和心轴均为空心结构，轴承腔呈桶状，防掉上接头的下部通过螺纹与轴承腔的上部连接。心轴位于轴承腔和防掉上接头的内孔中，心轴的两侧直径小、中部直径大，心轴下部的小直径处设有外螺纹，该外螺纹用于连接单动双管取心钻具的内管总成，在心轴两侧小直径处各装配有一套轴承6，轴承采用平面推力球轴承，平面推力球轴承与心轴大直径的两个端面贴合，心轴在对应轴承的位置开有润滑孔4-2，用于对轴承进行开式润滑。
[0016]参看图2、图6和图7，在心轴4的上部设有环形凹槽4-1，半合卡箍5装配在环形凹槽内，半合卡箍的外径凸出于心轴外径，半合卡箍由两个弧形块对合而成。为便于装配，所半合卡箍的顶部设有倒角5-1。所述述防脱组件装配在防掉上接头的下部，位于半合卡箍之下。防脱组件包括由上至下设置的第一挡圈7、止动圈8和第二挡圈9。上述结构，若出现单动双管取心钻具的轴承腔断裂或外管断裂情况时，与心轴连接的取心钻具内管总成在半合卡箍的作用下悬挂于防脱组件上，有效防止内管总成的脱落。止动圈为防脱组件的主体件，止动圈与防掉上接头螺纹连接，止动圈的内径小于半合卡箍的外径，止动圈内壁对称设置拆装键槽8-1，以便于工具夹持。第一挡圈、第二挡圈分别嵌装在防掉上接头所设置的相应的安装槽内，第一挡圈和第二挡圈起到对止动圈的防脱扣和防松动作用。
[0017]参看图1、图2、图3和图5，在防掉上接头I的中部设有集渣槽1-1，集渣槽为环形槽，集渣槽开口朝上、底部封闭。集渣槽用于钻进过程中收集孔壁碎石掉块，避免或碎石掉块引起的憋钻和堵心情形。为提高集渣槽的强度并防止集渣槽的端面在上提钻柱的过程中挂蹭到孔壁，设置了导向板2，数个导向板相对防掉上接头的圆周均匀分布，各导向板的中下部位于集渣槽内，各导向板的两个窄面分别与防掉上接头焊合，各导向板上部设置倾斜的导向面2-1，导向面相对轴线的倾斜角度为55-60°。导向板的数目以4-8块为宜，在图示实施例中导向板设置了 6块。为进一步提高导向板的安装强度，在集渣槽上部对应各导向块均布安全卡槽1-2，各导向板的导向面下部设有卡台2-2，各导向板的卡台分别嵌装在所对应的安全卡槽内。
【主权项】
1.一种防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:包括防掉上接头(I)、半合卡箍(5)、防脱组件，轴承腔(3)和心轴(4)，防掉上接头、轴承腔和心轴均为空心结构，防掉上接头的下部与轴承腔上部螺纹连接，心轴位于轴承腔和防掉上接头的内孔中，心轴和轴承腔之间设有两套轴承(6)，所述心轴上部设有环形凹槽(4-1)，半合卡箍装配在环形凹槽内，半合卡箍的外径凸出于心轴外径，半合卡箍由两个弧形块对合而成，所述防脱组件装配在防掉上接头的下部，防脱组件位于半合卡箍下部。2.根据权利要求1所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:所述防掉上接头中部设有集渣槽(1-1),集渣槽为环形槽，集渣槽开口朝上、底部封闭。3.根据权利要求2所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:增设导向板(2)，数个导向板相对防掉上接头的圆周均匀分布，各导向板的中下部位于集渣槽内，各导向板与防掉上接头焊合，各导向板上部设置倾斜的导向面(2-1)。4.根据权利要求3所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:所述防脱组件包括由上至下设置的第一挡圈(7)、止动圈(8)和第二挡圈(9)，第一挡圈、第二挡圈分别嵌装在防掉上接头所设置的相应的安装槽内，止动圈与防掉上接头螺纹连接，止动圈的内径小于半合卡箍的外径，止动圈内壁对称设置拆装键槽(8-1)。5.根据权利要求4所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:所述心轴(4)的两侧直径小、中部直径大，轴承套装在两侧小直径处，所述轴承为平面推力球轴承，心轴下部设有内管总成连接外螺纹，在心轴上对应轴承处设有润滑孔(4-2)。6.根据权利要求5所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:所述，导向板(2)设置4-8块，各导向板上部的导向面相对轴线的倾斜角度为55-60°。7.根据权利要求6所述的防止内管总成脱落的单动总成，其特征在于:所述集渣槽上部对应各导向块均布安全卡槽(1-2)，各导向板的导向面下部设有卡台(2-2)，各导向板的卡台分别嵌装在所对应的安全卡槽内。
【专利摘要】一种防止内管总成脱落的单动总成，包括防掉上接头、半合卡箍、防脱组件，轴承腔和心轴，防掉上接头、轴承腔和心轴均为空心结构，防掉上接头的下部与轴承腔上部螺纹连接，心轴位于轴承腔和防掉上接头的内孔中，心轴和轴承腔之间设有两套轴承，心轴上部设有环形凹槽，半合卡箍装配在环形凹槽内，半合卡箍的外径凸出于心轴外径，半合卡箍由两个弧形块对合而成，防脱组件装配在防掉上接头的下部，防脱组件位于半合卡箍下部。本发明在钻进过程中若出现单动双管取心钻具的轴承腔断裂或外管断裂情况时，可以有效防止内管总成的脱落，同时也方便了后期对单动双管钻具外管的打捞。此外，集渣槽的设置，可防止碎石掉块引起的憋钻和堵心情形。
【IPC分类】E21B25/00
【公开号】CN105672923
【申请号】CN201510936923
【发明人】闫家, 王稳石, 张恒春, 许洁, 曹龙龙
【申请人】中国地质科学院勘探技术研究所, 地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月16日