[实用新型]一种振动防堵的绳索取心内管总成

说明书

本实用新型涉及钻探设备技术领域，公开了一种振动防堵的绳索取心内管总成，它包括沿内管总成后段向前段依次设置的捞矛机构、弹卡机构、悬挂机构、调节机构，内管总成的前段还设置有封闭的振动腔，振动腔开设在调节机构的前方，振动腔内安装有滚珠，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，内管总成后段的内腔上开设有进液口。本实用新型的有益效果是：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，滚珠因重力对振动腔产生周期性作用力，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，同时新研发内管总成保证该公称尺寸下的长度、外径不变，可最大程度提高与现有钻具配套程度。

技术领域

本实用新型涉及钻探设备技术领域，特别是一种振动防堵的绳索取心内管总成。

背景技术

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。

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。

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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种振动防堵的绳索取心内管总成，以克服现有技术的缺点。