一种多节铰链式防顶死弹卡定位机构的制作方法

本发明涉及一种绳索取心钻具，尤其是一种绳索取心钻具的多节铰链式防顶死弹卡定位机构。

背景技术：

为了掌握地下地质情况，一般通过钻孔取心的方式直接获得真实可靠的地下岩层资料，目前使用最多并形成系列的钻具为绳索取心钻具。绳索取心钻进工艺具有钻进效率高、劳动强度低、施工成本低等特点，目前在复杂地层钻进、固体矿产勘探、水文地质勘探等诸多领域得到了广泛应用。但是，现有技术中，绳索取心钻具的内管定位机构主要包括钢球定位和单铰接点弹卡定位两种方式，其中钢球定位方式球与弹卡室为点或线接触，钢球与弹卡室局部受压严重，钢球表面易被压平，影响钢球的回退效果，特别是在岩心堵塞严重时，弹卡室受钢球作用力极大，弹卡室易发生膨胀、开裂，下部钻具、钻头易脱落至孔底，造成孔内事故；而单铰接点弹卡为平面受力，由于接触面为平面，堵心时弹卡失去回转空间，易出现顶死现象，无法打捞内管钻具。

技术实现要素：

本发明提供一种多节铰链式防顶死弹卡定位机构，旨在解决现有绳索取心钻具内管定位机构存在的下部钻具钻头脱落造成孔内事故及无法打捞内管钻具的问题，达到提高绳索取心钻具的钻进效率、降低操作人员劳动强度和孔内事故出现概率的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多节铰链式防顶死弹卡定位机构，包括回收管、弹卡架、回拉板、弹卡钳、弹卡座、中铰链、下铰链、第一弹性销、第二弹性销、第三弹性销、第四弹性销、第五弹性销和第六弹性销；所述回收管上端与捞矛头组件装配，在回收管内配装弹卡架，并在回收管的上部固定安装第一弹性销，在回收管的下部固定安装第五弹性销；所述弹卡钳包括左右两个钳体，左右两个钳体通过第二弹性销与弹卡座铰接装配，在两个钳体上端铰接装配回拉板；左右两个回拉板还通过第一弹性销铰接在一起；所述中铰链通过第三弹性销连接在弹卡座底部；所述下铰链通过第四弹性销连接在中铰链的底部，下铰链底部还通过第六弹性销与弹卡架铰接装配。

上述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，所述弹卡架设有与第一弹性销配合的第一长孔、与第五弹性销配合的第二长孔、第六弹性销装配孔，在弹卡架左右两侧还设有与弹卡钳配合的长槽；弹卡钳的左右两个钳体可穿过所述长槽卡装在绳索取心钻具外管总成的弹卡室内壁上。

上述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，在所述下铰链上设置与第五弹性销配合的锁止避让槽。

上述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，还设有复位弹簧和弹簧压板，并在弹卡架上设置环状凸台；所述弹簧压板通过螺栓固定在弹卡架上端；所述复位弹簧套装在弹卡架外面，位于在弹簧压板和弹卡架的环状凸台之间，以预压缩方式装配，通过复位弹簧限定弹卡架与回收管上固定安装的第一弹性销及第五弹性销的相对位置。

本发明为一种多节铰链式防顶死弹卡定位机构，它采用了多节铰链、可回退式结构设计，在绳索取心钻具内管堵心时，弹卡钳两个钳体与弹卡挡头处于顶死状态，此时可通过捞矛头组件向上拉动回收管，使第一弹性销及第五弹性销分别沿弹卡架的第一长孔和第二长孔向上移动，从而使下铰链摆脱第五弹性销的限位作用；继续向上拉动回收管，中铰链、下铰链相对于弹卡座及弹卡架转动，使弹卡钳两个钳体向下移动，解除钳体与弹卡挡头的顶死状态；然后弹卡钳两个钳体回收，通过打捞机构可将内管钻具及岩心提升至地面。由此可见，本发明解决了现有绳索取心钻具内管定位机构存在的下部钻具钻头脱落造成孔内事故及无法打捞内管钻具的问题，达到了提高绳索取心钻具的钻进效率、降低操作人员劳动强度和孔内事故出现概率的目的。本发明还也可用于其它复杂钻具内管总成的定位，具有良好的实用价值及市场推广前景。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是弹卡架结构示意图

图3是图2中a-a剖面结构示意图；

图4是回拉板、弹卡钳、弹卡座、中铰链及下铰链装配关系示意图；

图5至图8是本发明解除内管钻具定位状态的工作过程示意图。

图中各标号清单为：1、捞矛头组件，2、回收管，3、弹卡挡头，4、弹簧压板，5、弹卡架，5-1、第一长孔，5-2、第二长孔，5-3、环状凸台，5-4、第六弹性销装配孔，5-5、长槽，6、复位弹簧，7、回拉板,8、弹卡钳,9、弹卡室，10、弹卡座，11、中铰链，12、下铰链；

b1、螺栓，b2、第一弹性销，b3、第二弹性销，b4、第三弹性销，b5、第四弹性销，b6、第五弹性销，b7、第六弹性销。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

参看图1、图4，本发明为一种多节铰链式防顶死弹卡定位机构，它包括回收管2、弹卡架5、回拉板7、弹卡钳8、弹卡座10、中铰链11、下铰链12、第一弹性销b2、第二弹性销b3、第三弹性销b4、第四弹性销b5、第五弹性销b6和第六弹性销b7；所述回收管2上端与捞矛头组件1装配，在回收管2内配装弹卡架5，并在回收管2的上部固定安装第一弹性销b2，在回收管2的下部固定安装第五弹性销b6；所述弹卡钳8包括左右两个钳体，左右两个钳体通过第二弹性销b3与弹卡座10铰接装配，在两个钳体上端铰接装配回拉板7；左右两个回拉板7还通过第一弹性销b2铰接在一起；所述中铰链11通过第三弹性销b4连接在弹卡座10底部；所述下铰链12通过第四弹性销b5连接在中铰链11的底部，下铰链12底部通过第六弹性销b7与弹卡架5铰接装配，并在下铰链12上设置与第五弹性销b6配合的锁止避让槽12-1。

参看图2、图3，本发明所述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，所述弹卡架5设有与第一弹性销配合的第一长孔5-1、与第五弹性销配合的第二长孔5-2及第六弹性销装配孔5-3，在弹卡架5左右两侧还设有与弹卡钳配合的长槽5-5；弹卡钳8的左右两个钳体可穿过所述长槽5-5卡装在绳索取心钻具外管总成的弹卡室9内壁上。

参看图1、图2、图3，本发明所述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，它还设有复位弹簧6和弹簧压板4，并在弹卡架5上设置环状凸台5-4；所述弹簧压板4通过螺栓b1固定在弹卡架5上端；所述复位弹簧6套装在弹卡架5外面，位于在弹簧压板4和弹卡架5的环状凸台5-4之间，以预压缩方式装配，通过复位弹簧6限定弹卡架5与回收管2上固定安装的第一弹性销b2及第五弹性销b6的相对位置。

参看图5至图8，本发明所述多节铰链式防顶死弹卡定位机构，它采用了多节铰链、可回退式结构设计，在绳索取心钻具内管堵心时，弹卡钳8两个钳体与绳索取心钻具外管总成的弹卡挡头3处于顶死状态（如附图5所示），此时可通过打捞机构、捞矛头组件1向上拉动回收管2，使第一弹性销b2及第五弹性销b6分别沿弹卡架5的第一长孔5-1和第二长孔5-2向上移动，从而使下铰链12摆脱第五弹性销b6的限位作用（如附图6所示），继续向上拉动回收管2，中铰链11、下铰链12相对于弹卡座10及弹卡架5转动，使弹卡钳8两个钳体向下移动，解除钳体与弹卡挡头3的顶死状态（如附图7所示），然后弹卡钳8两个钳体回收，中铰链11、下铰链12恢复竖直工作状态（如附图8所示），通过打捞机构即可将内管钻具及岩心提升至地面。