内管总成的加速投送到位报信装置及绳索取心钻具的制作方法

1.本技术涉及绳索取心钻具技术领域，更具体地说，涉及一种内管总成的加速投送到位报信装置及绳索取心钻具。


背景技术：

2.在小口径岩心钻探绳索取心钻进施工中，投送取心内管的方法，大多利用内管自身重力使其自行下落，有时为加快内管投送速度，采用泥浆泵泵送的办法，并利用泥浆泵的流量大小来调整内管下落速度，流量大时速度快，反之则慢。在内管到达钻具后，如何判断内管是否到位(即弹卡是否进入钻具弹卡室中)的方法是大多采用手试加耳朵听声音(即内管到位时，内管总承悬挂环撞击钻具内座环发出的声音)来判断，浅孔时(钻孔的深度小于1000米)，到位时会发出清晰有力的声音，但是随着钻孔深度的不断加深，声音也会变得越来越小，这时，机台人员往往采用多人试听或用铁管传音或是用听诊器来听的办法，此种方法，在(一定条件下)中浅孔中准确可靠，因此长期被广泛应用。而在深孔钻探或采用的泥浆粘度大时或泥浆内不干净时或采用低固相泥浆钻进时，会出现内管投送速度慢、内管到位无法判断的情况。这时往往采用加大泥浆泵泵量泵送，这种方法容易出现泵压过高且易冲刷孔壁，造成孔内不稳定或泥浆泵因阻力大易损坏等情况；内管到位时也不易听到到位声音，以至于让人无法正确判断内管是否到位，有时需投送多次才能成功，或形成打单管，被迫进行提下钻作业，给钻探生产带来极大的麻烦。
3.因此，如何快速准确判断取心内管是否到位，改善现有判断内管是否到位的方法不准确从而给钻探生产带来极大麻烦的问题，是本领域技术人员所要解决的关键技术问题。


技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种内管总成的加速投送到位报信装置及绳索取心钻具，其能够快速准确判断取心内管是否到位，改善现有判断内管是否到位的方法不准确从而给钻探生产带来极大麻烦的问题。
5.本技术提供了一种内管总成的加速投送到位报信装置，包括有投送器本体和第一弹卡装置，所述投送器本体包括有与绳索取心钻具的内管总成相连接的内杆、套设在所述内杆外的外套管，所述第一弹卡装置包括有可活动地设置在所述内杆上的第一弹卡组和设置在所述绳索取心钻具的外管上的第一弹卡室，所述第一弹卡组能够与所述绳索取心钻具外管的内壁相接触，且所述第一弹卡组能够移动至与所述第一弹卡室相对应的位置；
6.当泥浆泵泵送所述绳索取心钻具的内管总成下移时，所述泥浆泵的泵压增大；当所述第一弹卡组下移至与所述第一弹卡室相对应的位置时，所述泥浆泵的泵压下降；当所述绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，所述外套管带动所述第一弹卡组下移，所述第一弹卡组的外壁回收至与所述外套管的外壁相平齐，所述泥浆泵的泵压降低至初始值。
7.优选地，所述投送器本体还包括有设置有预应力的碟簧，所述碟簧设置在所述内
杆与所述外套管之间，且所述碟簧的两端分别作用于所述内杆和所述外套管的顶端。
8.优选地，所述第一弹卡组包括有两个第一弹卡、第一弹簧和两个弧形卡接部，两个所述弧形卡接部分别固定设置在两个所述第一弹卡顶端的外侧，两个所述第一弹卡的底端可滑动地连接在所述内杆上，两个所述第一弹卡的底端可转动地连接，两个所述第一弹卡的顶端通过所述第一弹簧相连接，当泥浆泵泵送所述绳索取心钻具的内管总成下移时，两个所述弧形卡接部的外壁与所述绳索取心钻具的外管相接触；当所述绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，两个所述弧形卡接部的外壁与所述外套管的外壁相平齐。
9.优选地，所述外套管上设置有两个弧形缺口，两个所述弧形缺口分别用于容纳两个所述弧形卡接部、并分别与两个所述弧形卡接部相匹配，所述弧形缺口的截面积为所述外套管截面积的四分之一。
10.优选地，所述投送器本体还包括有弹簧组，所述弹簧组的第一端与所述外套管相连接，所述弹簧组的第二端抵在所述内杆上，所述内杆的外壁上设置有卡槽，当所述绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，所述外套管带动所述弹簧组下移、所述弹簧组的第二端伸入所述卡槽内。
11.优选地，所述内杆上设置有滑槽，所述第一弹卡的底端可滑动地设置在所述滑槽内，当所述第一弹卡的底端位于所述滑槽的顶端时，所述第一弹卡的卡接部凸出于所述外套管的外壁；当所述第一弹卡的底端位于所述滑槽的底端时，所述第一弹卡的卡接部的外壁与所述外套管的外壁相平齐。
12.优选地，所述内杆的顶端外固定设置有螺母，所述碟簧的顶端抵在所述螺母上。
13.优选地，所述弹簧组设置有两个、并分别靠近所述外套管的顶端和底端设置，所述内杆的外壁上设置有两个所述卡槽，两个所述弹簧组的第二端分别能够与伸入两个所述卡槽内。
14.优选地，所述弹簧组包括有第一弹簧组和与所述第一弹簧组相对应设置的第二弹簧组，所述第一弹簧组和第二弹簧组均包括有第二弹簧和能够与所述内杆相抵的滚珠，所述第二弹簧的第一端与所述外套管固定连接，所述滚珠固定安装在所述第二弹簧的第二端。
15.本技术还提供了一种绳索取心钻具，包括有外管总成和内管总成，还包括有内管总成的加速投送到位报信装置，所述内管总成加速投送到位报信装置为如上述任意一项所述的内管总成的加速投送到位报信装置。
16.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
17.本技术提供了一种内管总成的加速投送到位报信装置及绳索取心钻具，当泥浆泵泵送绳索取心钻具的内管总成时，由于第一弹卡组与绳索取心钻具外管的内壁相接触，第一弹卡组将投送器本体与外管之间的间隙封堵住一部分，使泥浆泵的泵压增大，泥浆泵泵送同样的泵量能获得更大的推力，从而使内管总成下降速度更快；当第一弹卡组下移至与第一弹卡室相对应的位置时，泥浆泵的泵压下降；当绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，外套管带动第一弹卡组下移，并且第一弹卡组受力回收，使第一弹卡组的外壁回收至与外套管的外壁相平齐，从而使泥浆泵的泵压进一步下降，并使泥浆泵的泵压降低至初始值，可以判断出内管总成下降到位。
18.如此设置，将投送器本体与绳索取心内管总成连接后投入到钻杆内，接上机杆泥
浆泵、并低速泵送即可使投送器本体带动内管总成下降，并且通过监测泥浆泵的泵压值的变化，即可判断出内管总成是否到位，无需采用手试加耳朵听声音的方式判断，能够快速准确判断取心内管是否到位，改善了现有判断内管是否到位的方法不准确从而给钻探生产带来极大麻烦的问题。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
21.图1是根据一些示例性实施例示出的内管总成的加速投送到位报信装置的结构示意图(泥浆泵泵送内管总成时的状态图)；
22.图2是根据一些示例性实施例示出的内管总成的加速投送到位报信装置的结构示意图(第一弹卡到达第一弹卡室时的状态图)；
23.图3是根据一些示例性实施例示出的内管总成的加速投送到位报信装置的结构示意图(悬挂环与座环撞击时第一弹卡的状态图)；
24.图4是根据一些示例性实施例示出的第一弹卡组的立体图；
25.图5是根据一些示例性实施例示出的弧形卡接部处于张开状态时的截面图。
26.图中：
27.1、外管；2、内杆；3、外套管；4、第一弹卡室；5、第一弹卡；6、弧形卡接部；7、第一弹簧；8、碟簧；9、螺母；10、滚珠；11、第二弹簧；12、卡槽；13、滑槽。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
29.参考图1
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图5，本具体实施方式提供了一种内管总成的加速投送及到位报信装置，包括有投送器本体和第一弹卡装置，其中，投送器本体包括有内杆2、外套管3，内杆2与绳索取心钻具的内管总成相连接，外套管3套设在内杆2外，第一弹卡装置包括有第一弹卡组和第一弹卡室4，第一弹卡组可活动地设置在内杆2上，第一弹卡室4设置在绳索取心钻具的外管1上，并且第一弹卡组能够移动至与第一弹卡室4相对应的位置。投送器本体进入绳索取心钻具的外管1后，第一弹卡组能够与绳索取心钻具的外管1的内壁相接触。
30.如图1所示，当泥浆泵泵送绳索取心钻具的内管总成时，即泥浆泵泵送投送器本体带动内管总成向下移动时，由于第一弹卡组与绳索取心钻具的外管1的内壁相接触，这时，第一弹卡组处于张开状态，并且第一弹卡组将投送器本体与外管1之间的间隙封堵住一部分，使泥浆泵的泵压增大，即泥浆泵泵送同样的泵量能获得更大的推力，从而使内管总成下降速度更快。
31.如图2所示，当第一弹卡组下移至与第一弹卡室4相对应的位置时，即投送器本体
带动第一弹卡组下降至与第一弹卡室4相对应的位置时，泥浆泵的泵压下降，这里，由于第一弹卡组处于张开状态，当第一弹卡组位于与第一弹卡室4相对应的位置时，第一弹卡组与第一弹卡室4的内壁存在间隙，相当于投送器本体与外管1之间的间隙增大，从而使泥浆从第一弹卡组与第一弹卡室4内壁之间的间隙通过，这样，使泥浆泵的泵压下降。
32.如图3所示，当绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，外套管3带动第一弹卡组下移，并且第一弹卡组受力回收，使第一弹卡组的外壁回收至与外套管3的外壁相平齐，这时，第一弹卡组不再封堵投送器本体与外管1之间的间隙，即相当于投送器本体与外管1之间的间隙进一步增大，从而使泥浆泵的泵压进一步下降，并使泥浆泵的泵压降低至初始值，这样，可以判断出内管总成下降到位。
33.这里，初始值为绳索取心钻具正常钻进时的泵压值。
34.需要说明的是，第一弹卡室的位置可以由内管总成的长度和第一弹卡组的位置确定，这里不对其作具体限定。
35.如此设置，将投送器本体与绳索取心内管总成连接后投入到钻杆内，接上机杆泥浆泵、并低速泵送即可使投送器本体带动内管总成下降，并且通过监测泥浆泵的泵压值的变化，即可判断出内管总成是否到位，无需采用手试加耳朵听声音的方式判断，能够快速准确判断取心内管是否到位，改善了现有判断内管是否到位的方法不准确从而给钻探生产带来极大麻烦的问题。
36.本实施例的优选方案中，如图1所示，投送器本体还包括有碟簧8，碟簧8设置在内杆2和外套管3之间，碟簧8的两端分别作用于内杆2和外套管3的顶端，并且碟簧8设置有预应力，以便于给外套管3施加作用力，从而在绳索取心钻具的悬挂环与座环发生撞击时，碟簧8弹开、并给外套管3施加向下的作用力，使外套管3向下移动，从而带动第一弹卡组向下移动，使第一弹卡组回收。
37.具体地，内杆2的顶端外固定设置有螺母9，碟簧8的顶端抵在螺母9上，碟簧8的底端抵在外套管3的顶端，这样，便于碟簧8对外套管3施加作用力。
38.本实施例中，如图4所示，第一弹卡组包括有两个第一弹卡5、第一弹簧7和两个弧形卡接部6，两个弧形卡接部6分别固定设置在两个第一弹卡5的顶端的外侧，并且两个第一弹卡5的底端可滑动地连接在内杆2上，以便于外套管3带动第一弹卡组向下移动。并且两个第一弹卡5的底端可转动地连接，两个第一弹卡5的顶端通过第一弹簧7相连接，第一弹簧7能够使两个第一弹卡5张开，使两个弧形卡接部6的外壁与外管1的内壁相接触。需要说明的是，内杆上设置有供用于容纳第一弹卡和第一弹簧的腔室。
39.如图5所示，当泥浆泵泵送绳索取心钻具的内管总成下移时，两个弧形卡接部6的外壁与绳索取心钻具的外管1相接触，以将外管1与投送器本体之间的间隙封堵，使泥浆泵的泵压增大；当绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，两个弧形卡接部6的外壁与外套管的外壁相平齐，即两个第一弹卡5受外套管3的作用力回收，从而带动两个弧形卡接部6回收至外壁与外套管3的外壁相平齐，从而使泥浆泵的泵压下降至初始值。
40.这里，如图5所示，两个弧形卡接部6的宽度大于外管1与外套管3之间的间隙的宽度，即当两个弧形卡接部6的外壁与绳索取心钻具的外管1相接触时，两个弧形卡接部6的内壁位于外套管3内。
41.需要说明的是，第一弹卡5与现有绳索取心钻具的弹卡结构相同，弧形卡接部6的
长度可以为2cm，第一弹卡室4的长度可以为10cm。
42.其中，外套管3上设置有两个弧形缺口、以分别用于容纳两个弧形卡接部6，两个弧形缺口分别与两个弧形卡接部6相匹配，即两个弧形卡接部6位于两个弧形缺口内时，两个弧形卡接部6的外壁与外套管3的外壁相平齐，两个弧形卡接部6的内壁与外套管3的内壁相平齐。
43.当泥浆泵泵送绳索取心钻具的内管总成下移时和第一弹卡组下移至与第一弹卡室4相对应的位置时，弧形卡接部6凸出于弧形缺口；当绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，弧形卡接部6回收至弧形缺口内，即弧形卡接部6的外壁与外套管3的外壁相平齐。
44.这里，弧形缺口的截面积可以为外套管3截面积的四分之一，即弧形卡接部6的截面积为外套管3截面积的四分之一，并且弧形卡接部6的厚度可以与外套管3的厚度相同，这样，在浆泵泵送绳索取心钻具的内管总成下移时，弧形卡接部6能够尽可能得将外管1与投送器本体之间的间隙封堵，从而使泥浆泵的泵压增大，使内管总成的下移速度更快。
45.本实施例中，内杆2上设置有滑槽13，第一弹卡5的底端可滑动地设置在滑槽13内，当第一弹卡5位于滑槽13的顶端时，弧形卡接部6凸出于外套管3的外壁，即两个第一弹卡5处于张开状态；当第一弹卡5的底端位于滑槽13的底端时，弧形卡接部6的外壁与外套管3的外壁相平齐，即两个第一弹卡5处于回收状态。
46.一些实施例中，投送器本体还包括有弹簧组，弹簧组的第一端与外套管3相连接，弹簧组的第二端抵在内杆2上，弹簧组起到连接外套管3和内杆2的作用，以使内杆2和外套管3相对固定。
47.并且，内杆2的外壁上设置有卡槽12，当绳索取心钻具的悬挂环与座环撞击时，碟簧8施加给外套管3向下的作用力，外套管3带动弹簧组下移，弹簧组的第二端伸入卡槽12内，这时，弹簧组不再起到连接外套管3和内杆2的作用，便于实现外套管3和内杆2的相对滑动。
48.具体地，弹簧组设置有两个，并分别靠近外套管3的顶端和底端设置，这样，提高了内杆2与外套管3的相对固定的稳固性。内杆2的外壁上设置有两个卡槽12，两个弹簧组的第二端分别能够伸入两个卡槽12内。
49.其中，弹簧组包括有第一弹簧组和第二弹簧组，第一弹簧组和第二弹簧组相对设置，并且第一弹簧组和第二弹簧组均包括有第二弹簧11和滚珠10，第二弹簧11的第一端与外套管3固定连接，滚珠10固定安装在第二弹簧11的第二端，这样，有利于减小弹簧组与内杆2之间的摩擦力，便于外套管3与内杆2发生相对滑动。
50.这里，在外套管3上设置有两组容纳槽，每组容纳槽均包括有两个容纳槽、以分别用于容纳第一弹簧组和第二弹簧组。
51.本实施例中，投送器本体还包括有捞矛头，捞矛头设置在内杆2的顶端，以便于打捞机构打捞。
52.本实施例中，可以将内管总成的捞矛头拆下，使内杆2的底端通过固定销与内管总成固定连接；也可以在内杆2的底端设置打捞器，以通过打捞器与内管总成的捞矛头相连接。
53.本具体实施方式提供的一种内管总成的加速投送到位报信装置，在投送器本体随内管总成进入到绳索取心钻具的外管1内后，两个第一弹卡5处于张开状态，并且两个弧形
卡接部6的外壁与外管1的内壁接触，弧形卡接部6将外管1和投送器本体之间的间隙遮挡住一部分，泥浆泵泵送内管总成时，泥浆泵的泵压增大，同样的泵量能够获得更大的推力，使内管总成下行速度更快，当第一弹卡5到达第一弹卡室4的位置时，由于第一弹卡室4与投送器本体的间隙更大，从而泥浆从第一弹卡室4通过，使泥浆泵的泵压有所下降，接着内管总成的悬挂环与绳索取心钻具的座环撞击，设置有预应力的碟簧8弹开，投送器本体的外套管3受碟簧8的作用力下移，外套管3带动第一弹卡组向下移动，并使第一弹卡5回收至与外套管3的外壁相平齐，泥浆泵的泵压进一步下降，泥浆泵的泵压下降至初始值，从而可以判断出内管总成已经到位。
54.本具体实施方式还提供了一种绳索取心钻具，包括有外管总成、内管总成和内管总成的加速投送到位报信装置，这里的内管总成的加速投送到位报信装置即为上述任意一项实施例所述的内管总成的加速投送到位报信装置。这里，该绳索取心钻具的有益效果的推导过程与上述内管总成的加速投送到位报信装置的有益效果的推导过程相同，则不再赘述。
55.外管总成由弹卡挡头、弹卡室、上扩孔器、外管1、下扩孔器和钻头组成，第一弹卡室4设置在外管1上，并且位于弹卡室的上方；内管总成为现有结构，这里不对内管总成的结构作具体限定。
56.需要说明的是，当内管总成的弹卡到达弹卡室时，投送器本体的第一弹卡5的弧形卡接部6到达与第一弹卡室4相对的位置。
57.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
58.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
59.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。