上仰取芯测斜装置及钻孔装置的制作方法

1.本实用新型涉及上仰取芯钻孔技术领域，尤其是一种上仰取芯测斜装置及钻孔装置。


背景技术：

2.钻探技术是了解地下工程及水文地质条件、了解地下矿产资源赋存情况的一项重要地质调查工程技术。通过钻探技术成孔和获取的岩芯对于地质找矿和工程勘察设计具有重要意义。
3.取芯钻探是指钻进中刻取并取出岩芯的方法；取芯钻探通常都是回转钻进，利用钻机驱动钻杆和取芯钻具回转，以切削、磨削、破碎岩石，使钻头不断向岩层深部钻进并刻取岩芯，是当前唯一能够直接获取地下岩矿实物的工程技术。
4.授权公告号为cn111236872b的专利申请，公开了一种定向绳索取芯钻具及其钻探方法。
5.但是采用这种定向绳索取芯钻具进行上仰钻进时存在如下问题：
6.1、由于测斜仪的外径小于钻杆的内径，那么测斜仪在钻杆内测斜时，很容易出现测斜仪与钻杆的轴线不平行的情况，进而影响测斜精度。
7.2、钻进时泥浆很容易从钻孔中流出，进而影响钻杆的润滑和冷却，增加了钻杆的磨损量，加大了钻杆断裂的风险；
8.3、整个取芯钻具所占用的安装空间较大。


技术实现要素：

9.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种上仰取芯测斜装置及钻孔装置，保证在测斜过程中测斜仪与钻杆的轴线相平行，提高测斜精度。
10.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：上仰取芯测斜装置，包括测斜仪；所述测斜仪的第一端同轴安装有用于与钻杆的内表面滑动密封配合辅助支撑件；所述测斜仪的第二端同轴安装有用于与钻杆的内表面接触配合的附加支撑件。
11.进一步的，所述辅助支撑件包括辅助支撑块和密封圈；所述辅助支撑块为同轴安装在测斜仪第一端的圆柱形结构；所述辅助支撑块的外周面上设置有环形定位槽；所述密封圈安装在环形定位槽中。
12.进一步的，所述附加支撑件包括附加支撑块和扶正圈；所述附加支撑块为同轴安装在测斜仪第二端的圆柱形结构；所述附加支撑块的外周面上设置有环形安装槽；所述扶正圈安装在环形安装槽中。
13.进一步的，所述辅助支撑件远离测斜仪的那一端安装有捞矛头；所述附加支撑件远离测斜仪的那一端安装有防撞块。
14.上仰取芯钻孔装置，包括安装座、钻杆、测斜装置、钢丝绳和打捞绞车；所述钻杆从上向下倾斜设置在安装座上；所述测斜装置设置在钻杆内；所述测斜装置的下端通过钢丝
绳与打捞绞车连接；所述测斜装置为所述的上仰取芯测斜装置；所述测斜装置的附加支撑件位于辅助支撑件的下方。
15.进一步的，所述安装座上且靠近钻杆下端的位置安装有改向滑轮；所述钢丝绳的一端与测斜装置连接，另一端绕过改向滑轮后与打捞绞车连接。
16.进一步的，还包括润滑脂加注装置；所述润滑脂加注装置包括润滑脂加注箱；所述润滑脂加注箱上设置有润滑脂加注口；所述润滑脂加注箱的侧壁上具有两个相对设置的钻杆通孔；所述钻杆从两个钻杆通孔中穿过。
17.进一步的，所述润滑脂加注箱上朝向钻杆下端的钻杆通孔处安装有与钻杆密封配合的防漏胶圈；所述润滑脂加注箱上朝向钻杆上端的钻杆通孔处安装有套在钻杆上的缓冲胶圈；所述缓冲胶圈与钻杆之间具有出脂空间。
18.进一步的，所述润滑脂加注箱内设置有电加热丝。
19.进一步的，所述润滑脂加注箱内设置有传热隔板；所述传热隔板将润滑脂加注箱的内腔分隔为润滑腔和加热腔；所述润滑脂加注口和钻杆通孔与润滑腔连通；所述电加热丝设置在加热腔内。
20.本实用新型的有益效果是：
21.1、本实用新型实施例提供的上仰取芯测斜装置及钻孔装置，通过在测斜仪的两端分别同轴设置辅助支撑件和附加支撑件，当将测斜装置设置在钻杆内后，就可通过辅助支撑件和附加支撑件对测斜仪进行支撑和导向，保证测斜仪与钻杆的轴线相平行，提高了测斜仪的测斜精度。
22.2、本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置，通过设置改向滑轮，可根据现场安装空间调整打捞绞车的安装位置，达到减小整个钻孔装置占用安装空间的目的。
23.3、本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置，通过设置润滑脂加注装置，用于在钻进过程中将润滑脂粘附在钻杆的外表面，增加了钻杆外表面的润滑程度，降低了钻杆磨损及由此引起的断钻杆风险，进而可使操作人员通过高速钻进以提高钻进效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供的上仰取芯测斜装置的结构示意图；
26.图2是将上仰取芯测斜装置安装在钻杆内的结构示意图；
27.图3是本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置的结构示意图；
28.图4是润滑脂加注装置的结构示意图；
29.图5是润滑脂加注装置的剖面图；
30.图6是图5中a部放大图。
31.图中附图标记为：1-安装座，2-钻杆，3-测斜装置，4-钢丝绳，5-打捞绞车，6-改向滑轮，7-润滑脂加注装置，8-钻机夹持器，9-钻机动力头，10-岩体，31-测斜仪，32-辅助支撑件，33-附加支撑件，34-辅助支撑块，35-密封圈，36-附加支撑块，37-扶正圈，38-捞矛头，
39-防撞块，71-润滑脂加注箱，72-润滑脂加注口，73-钻杆通孔，74-防漏胶圈，75-缓冲胶圈，76-出脂空间，77-电加热丝，78-传热隔板，79-润滑腔，80-加热腔，81-插头。
具体实施方式
32.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
33.实施例一：
34.参见图1，本实施例提供的上仰取芯测斜装置，包括测斜仪31；所述测斜仪31的第一端同轴安装有用于与钻杆2的内表面滑动密封配合辅助支撑件32；所述测斜仪31的第二端同轴安装有用于与钻杆2的内表面接触配合的附加支撑件33。
35.所述测斜仪31是一种测定钻孔倾角和方位角的原位监测仪器。本实施例中，所述测斜仪31优选为蓄电式测斜仪。所述测斜仪31整体呈长条形结构，所述测斜仪31沿其长度方向的两端分别是第一端和第二端。所述测斜仪31的第一端安装有用于对其进行同轴支撑的辅助支撑件32；所述测斜仪31的第二端安装有用于对其进行同轴支撑的附加支撑件33。
36.参见图2，当将本实施例提供的上仰取芯测斜装置安装到钻杆2内腔后，所述测斜仪31的两端就通过同轴设置的辅助支撑件32和附加支撑件33支撑在钻杆2的内表面上；当测斜仪31在钻杆2内沿钻杆2的轴向移动时，可防止测斜仪31在钻杆2内沿钻杆2的径向产生位移，保证测斜仪31与钻杆2的轴线始终处于平行的状态。由于辅助支撑件32与钻杆2的内表面滑动密封配合，因此，只需将水泵通过管道与钻杆2的下端连通，就可通过水力输送的方式将测斜仪31从下向上输送到位。
37.本实用新型实施例提供的上仰取芯测斜装置，通过在测斜仪31的两端分别同轴设置辅助支撑件32和附加支撑件33，当将测斜装置设置在钻杆2内后，就可通过辅助支撑件32和附加支撑件33对测斜仪31进行支撑和导向，保证测斜仪31与钻杆2的轴线相平行，提高了测斜仪31的测斜精度。
38.实施例二：
39.参见图1，本实施例提供的上仰取芯测斜装置，所述辅助支撑件32包括辅助支撑块34和密封圈35；所述辅助支撑块34为同轴安装在测斜仪31第一端的圆柱形结构；所述辅助支撑块34的外周面上设置有环形定位槽；所述密封圈35安装在环形定位槽中。
40.所述辅助支撑块34为圆柱形结构，所述辅助支撑块34的外径大于测斜仪31的外径且小于钻杆2的内径。所述辅助支撑块34与测斜仪31之间的连接方式优选可拆卸连接，以便当辅助支撑块34或测斜仪31损坏后可快速拆卸和更换。例如，所述辅助支撑块34与测斜仪31之间的连接方式为卡接、螺纹连接、螺栓连接等，上述具体连接方式有多种，在此不再一一赘述。
41.本实施例中，所述辅助支撑块34与测斜仪31的具体连接方式为：所述辅助支撑块34的端面上具有同轴设置、且一体成型的第一螺纹轴，所述测斜仪31的第一端具有同轴设置的第一内螺纹孔，所述第一螺纹轴螺纹连接在第一内螺纹孔中。
42.所述密封圈35设置在辅助支撑块34外周面的环形定位槽中，不仅可通过环形定位槽对密封圈35进行轴向定位，以便密封圈35可跟随辅助支撑块34在钻杆2内移动，而且当密
封圈35磨损后便于拆卸和更换。
43.所述密封圈35的外径略大于钻杆2的内径，参见图2，当将上仰取芯测斜装置设置在钻杆2内后，就使得密封圈35与钻杆2的内表面密封配合。所述密封圈35的断面形状可以为方形、圆形或其他形状等，在此不做具体的限定。优选的，所述密封圈35为o形圈；与其他断面形状的密封圈35相比，o形圈可以减小密封圈35与钻杆2内表面的接触面积，降低密封圈35与钻杆2内表面之间的摩擦力，进而降低驱动测斜装置在钻杆2内移动时所需要的动力。
44.参见图1，本实施例提供的上仰取芯测斜装置，所述附加支撑件33包括附加支撑块36和扶正圈37；所述附加支撑块36为同轴安装在测斜仪31第二端的圆柱形结构；所述附加支撑块36的外周面上设置有环形安装槽；所述扶正圈37安装在环形安装槽中。
45.所述附加支撑块36为圆柱形结构，所述附加支撑块36的外径大于测斜仪31的外径且小于钻杆2的内径。所述附加支撑块36与测斜仪31之间的连接方式优选可拆卸连接，以便当附加支撑块36或测斜仪31损坏后可快速拆卸和更换。例如，所述附加支撑块36与测斜仪31之间的连接方式为卡接、螺纹连接、螺栓连接等，上述具体连接方式有多种，在此不再一一赘述。
46.本实施例中，所述附加支撑块36与测斜仪31的具体连接方式为：所述附加支撑块36的端面上具有同轴设置、且一体成型的第二螺纹轴，所述测斜仪31的第二端具有同轴设置的第二内螺纹孔，所述第二螺纹轴螺纹连接在第二内螺纹孔中。
47.所述扶正圈37设置在附加支撑块36外周面的环形安装槽中，不仅可通过环形安装槽对扶正圈37进行轴向定位，以便扶正圈37可跟随附加支撑块36在钻杆2内移动，而且当扶正圈37磨损后便于拆卸和更换。
48.所述扶正圈37的外径等于钻杆2的内径，参见图2，当将上仰取芯测斜装置设置在钻杆2内后，就使得扶正圈37与钻杆2的内表面接触，起到扶正的作用。所述扶正圈37的断面形状可以为方形、圆形或其他形状等，在此不做具体的限定。
49.参见图1，本实施例提供的上仰取芯测斜装置，所述辅助支撑件32远离测斜仪31的那一端安装有捞矛头38；所述附加支撑件33远离测斜仪31的那一端安装有防撞块39。
50.具体的，所述测斜仪31的第一端与辅助支撑块34的第一个端面连接，所述捞矛头38与辅助支撑块34的第二个端面连接；所述测斜仪31的第二端与附加支撑块36的第一个端面连接，所述防撞块39与附加支撑块36的第二个端面连接。所述防撞块39起防撞作用，可采用橡胶、硅胶等具有弹性变形的材料制成。
51.实施例三：
52.参见图3，本实施例提供的上仰取芯钻孔装置，包括安装座1、钻杆2、测斜装置3、钢丝绳4和打捞绞车5；所述钻杆2从上向下倾斜设置在安装座1上；所述测斜装置3设置在钻杆2内；所述测斜装置3的下端通过钢丝绳4与打捞绞车5连接；所述测斜装置3为实施例一或实施例二中的上仰取芯测斜装置；所述测斜装置3的附加支撑件33位于辅助支撑件32的下方。
53.所述安装座1上安装有钻机，为简化视图，图3中未示出钻机的整体结构，仅示出了钻机的钻机夹持器8和钻机动力头9的结构。所述钻杆2从上向下倾斜设置，下端与钻机动力头9连接，上端穿过钻机夹持器8。工作时，钻机动力头9提供动力，以驱动钻杆2钻进。
54.本实施例提供的上仰取芯钻孔装置的具体钻进过程在此不再赘述，下面结合图3
对测斜装置3采用水力输送方式输送到位的原理进行说明：
55.将捞矛头38与测斜装置3中的辅助支撑件32连接，手动将测斜装置3放进钻杆2的内腔中，将水泵通过管道与钻杆2的下端连通，开启水泵持续向钻杆2内输送水，通过水力驱动测斜装置3斜向上运动，同时打捞绞车5释放钢丝绳4；当测斜装置3送入钻杆2内预定深度后，关闭水泵；当需要打捞测斜装置3时，拆除连接在钻杆2下端的管道，启动打捞绞车5，将钢丝绳4卷在打捞绞车5上，通过钢丝绳4带动测斜装置3向下移动，直至测斜装置3从钻杆2中捞出为止，然后关闭打捞绞车5，对测斜仪31内储存的数据进行读取或对测斜仪31充电。
56.本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置，通过在测斜仪31的两端分别同轴设置辅助支撑件32和附加支撑件33，当将测斜装置3设置在钻杆2内后，就可通过辅助支撑件32和附加支撑件33对测斜仪31进行支撑和导向，保证测斜仪31与钻杆2的轴线相平行，提高了测斜仪31的测斜精度。
57.实施例四：
58.参见图3，本实施例提供的上仰取芯钻孔装置，所述安装座1上且靠近钻杆2下端的位置安装有改向滑轮6；所述钢丝绳4的一端与测斜装置3连接，另一端绕过改向滑轮6后与打捞绞车5连接。例如，所述打捞绞车5为卷扬。
59.本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置，通过设置改向滑轮6，用于对钻杆2外的钢丝绳4进行改向，以便根据现场安装空间调整打捞绞车5的安装位置，达到减小整个钻孔装置占用安装空间的目的。例如，所述打捞绞车5可以设置在钻杆2的正下方，这样可大大减小整个钻孔装置占用的安装空间。
60.实施例五：
61.参见图3至图6，本实施例提供的上仰取芯钻孔装置，还包括润滑脂加注装置7；所述润滑脂加注装置7包括润滑脂加注箱71；所述润滑脂加注箱71上设置有润滑脂加注口72；所述润滑脂加注箱71的侧壁上具有两个相对设置的钻杆通孔73；所述钻杆2从两个钻杆通孔73中穿过。
62.所述润滑脂加注箱71为由外壁围成的具有内腔的箱体。本实施例中，所述润滑脂加注箱71为由顶壁、底壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁围成的立方体形结构。所述润滑脂加注箱71的顶壁上设置有润滑脂加注口72，用于通过该润滑脂加注口72向润滑脂加注箱71内添加润滑脂。优选的，所述润滑脂加注口72还设置有可打开和关闭的顶盖。所述钻杆通孔73的内径应根据钻杆2的外径而设置，只要钻杆2可从钻杆通孔73中穿过即可。
63.下面对本实施例提供的润滑脂加注装置7的工作原理进行说明：参见图3至图6，钻杆2从润滑脂加注箱71的两个钻杆通孔73中穿过，润滑脂加注箱71固定在岩体10或钻机夹持器8上；将润滑脂从润滑脂加注口72加注到润滑脂加注箱71，以使润滑脂粘在钻杆2的外表面；当钻杆2钻进时，润滑脂就粘在钻杆2外表面被带出。
64.本实用新型实施例提供的上仰取芯钻孔装置，通过设置润滑脂加注装置7，用于在钻进过程中使润滑脂粘附在钻杆2的外表面，增加了钻杆2外表面的润滑程度，降低了钻杆磨损及由此引起的断钻杆风险，进而可使操作人员通过高速钻进以提高钻进效率。
65.参见图5、图6，本实施例提供的上仰取芯钻孔装置，所述润滑脂加注箱71上朝向钻杆2下端的钻杆通孔73处安装有与钻杆2密封配合的防漏胶圈74；所述润滑脂加注箱71上朝向钻杆2上端的钻杆通孔73处安装有套在钻杆2上的缓冲胶圈75；所述缓冲胶圈75与钻杆2
之间具有出脂空间76。本实施例中，所述防漏胶圈74和缓冲胶圈75均采用橡胶或硅胶等具有弹性的材质制作。
66.参见图5，为方便表示，图5中钻杆2水平绘制；但应当理解的是，在使用过程中，所述钻杆2倾斜设置，且钻杆2的左端低于右端。所述防漏胶圈74安装在左侧的钻杆通孔73处，用于起密封作用；具体的，所述防漏胶圈74的内径略小于钻杆2的外径，这样就使得防漏胶圈74与钻杆2之间密封连接，防止润滑脂从防漏胶圈74处泄露。所述缓冲胶圈75安装在右侧的钻杆通孔73处，不仅起缓冲的作用，还使该缓冲胶圈75与钻杆2之间形成出脂空间76。具体的，参见图5、图6，所述缓冲胶圈75的内径略大于钻杆2的外径，它们之间的间隙形成所述出脂空间76。所述缓冲胶圈75与钻杆2之间的间隙只要能保证钻杆2在钻进时润滑脂可定量地附着在钻杆2表面被带出即可。其中，缓冲胶圈75与钻杆2之间的间隙越大，润滑脂附着在钻杆2表面的量就越多。
67.实施例六：
68.参见图4、图5，本实施例提供的上仰取芯钻孔装置，所述润滑脂加注箱71内设置有电加热丝77。工作时，将电加热丝77位于润滑脂加注箱71外部的插头81与插线板连接，用于对电加热丝77通电，电加热丝77通电后发热以对润滑脂加注箱71内的润滑脂加热，进而使润滑脂软化，减小了润滑脂的粘度，以利于润滑脂粘附在钻杆2的外表面，提高了润滑脂的附着效果。
69.上述实施例中，电加热丝77和润滑脂均设置在润滑脂加注箱71内，这样会造成润滑脂附着在电加热丝77上，不仅污染电加热丝77，而且也不便于后期对电加热丝77进行检查和维护。
70.优选的，所述润滑脂加注箱71内设置有传热隔板78；所述传热隔板78将润滑脂加注箱71的内腔分隔为润滑腔79和加热腔80；所述润滑脂加注口72和钻杆通孔73与润滑腔79连通；所述电加热丝77设置在加热腔80内。
71.例如，所述润滑脂加注箱71内固定有水平设置的传热隔板78；所述传热隔板78将润滑脂加注箱71的内腔分隔为润滑腔79和加热腔80；所述润滑腔79位于传热隔板78的上方，所述加热腔80位于传热隔板78的下方。
72.工作时，电加热丝77通电后发热，进而在加热腔80对传热隔板78进行加热，传热隔板78再将热量传递给润滑腔79内的润滑脂，进而使润滑脂软化。
73.为了提高传热效率，所述传热隔板78采用传热效率高的金属材质制作，例如，铜、铁等。进一步的，所述电加热丝77设置在传热隔板78上。
74.本实用新型实施例提供的上仰取芯测斜装置，通过设置传热隔板78，用于将润滑脂与电加热丝77分隔，避免润滑脂污染电加热丝77，便于后期对电加热丝77进行检查和维护。
75.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。