一種切割事故鉆桿的水力內割刀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于地質巖心鉆探孔內事故處理中切割事故鉆桿的水力內割刀，屬鉆進設備技術領域。
【背景技術】
[0002]在地質巖心鉆探過程中有時會發生卡鉆、埋鉆、燒鉆及鉆桿折斷等孔內事故，當發生上述事故而導致鉆桿鉆具等無法從鉆孔內取出時，需要采用切割工具切割鉆桿分段起拔，或者修理折斷的事故鉆桿端部以方便其他打撈工具處理。目前，國內外地質巖心鉆探所采用切割鉆桿的水力內割刀存在的問題是:不能準確地將孔底切割狀態反映給地表的操作者，這樣將使操作者不得不依靠經驗主觀判斷是否已經完成切割，造成決策的主觀性和盲目性；此外，原有水力內割刀的切割效率不高，并且在從孔內提出時容易發生刀頭剮蹭孔壁或事故鉆桿的現象，造成刀頭損壞。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種可準確反映孔底切割進程的切割事故鉆桿的水力內割刀。
[0004]本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的:
[0005]一種切割事故鉆桿的水力內割刀，包括活塞、彈簧、頂桿和由上而下依次連接的接頭、缸體、上殼體、刀座、下殼體，所述接頭上部設有連接工具鉆桿的內螺紋，所述頂桿和活塞位于缸體內，所述彈簧套裝在頂桿外，頂桿上端經螺母固接活塞，在缸體壁的同一高度上分布泄水孔，頂桿下端連接刀體，刀體位于刀座內。
[0006]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述頂桿下部設有頂桿圓錐體，所述刀體由兩塊對稱設置的半刀體構成，各半刀體中部設有徑向伸出的刀頭，各半刀體上下側分別設有卡槽，兩塊半刀體抱合在頂桿圓錐體外，兩橡膠圈分別箍在所述卡槽內，所述刀座設有刀頭孔，刀頭與刀頭孔的位置對應。
[0007]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述接頭中部設有由圓柱部位連接圓錐部位構成的接頭孔，所述圓錐部位的上部設有一個小泄水孔，在水力內割刀提起過程向圓錐部位置入鋼球，鋼球頂部低于小泄水孔。
[0008]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述頂桿上部設有支撐活塞的軸肩，活塞與軸肩之間設有調整墊片。
[0009]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述頂桿圓錐體的錐度為1: 5，所述兩塊半刀體與頂桿圓錐體相接觸的面為與頂桿圓錐體錐度匹配的弧形面。
[0010]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述各半刀體上分別設有兩個刀頭。
[0011]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述下殼體下部形狀為圓錐形連接球形。
[0012]上述切割事故鉆桿的水力內割刀，所述活塞處設有密封圈。
[0013]本實用新型提供了一種用于地質巖心鉆探孔內事故處理中的水力內割刀，在鉆桿無法從孔內取出時，可以用所述水力內割刀切割鉆桿分段起拔，或者修理折斷的事故鉆桿端部方便其他打撈工具處理。本實用新型在使用時，上部連接普通鉆桿，下入到事故鉆桿的預定位置進行切割；在下入到預定位置后開始旋轉鉆桿并開泵通水，泥漿推動活塞下行，帶動頂桿向下運動并擠壓刀體將刀頭擠出，即開始切割鉆桿。隨著切割過程進行，泵壓逐漸升高，當鉆桿割斷后，活塞位置運動到四個泄水孔以下，此時可以觀察到泥漿泵壓力表示數有明顯下降，即表示鉆桿已經割斷，孔底完成切割的情況準確的反饋給地表操作人員，使其可以對切割狀態得出正確的判斷，從而進行相應的操作。本實用新型設有對稱分布的四個刀頭，使切割效率更高、過程更平穩；本實用新型設有彈簧和橡膠圈的雙作用復位裝置，在關停泥漿泵后，可使頂桿和刀頭自動回到初始位置，刀頭縮回到刀座內，同時因為投入鋼珠與上接頭圓錐部分的配合封死泥漿通道，使泥漿對活塞的靜液壓力作用消失，避免了在將水力內割刀提出時，因靜液壓力的影響造成刀頭伸出，剮蹭事故鉆桿或孔壁。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0015]圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；
[0016]圖2是刀體與頂桿圓錐體連接示意圖；
[0017]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0018]圖中各標號清單為:1、接頭，1_1、接頭孔，2、鋼球，3、缸體，4、螺母，5、調整塾片，6、密封圈，7、活塞，8、彈簧，9、頂桿，9-1、頂桿圓錐體，10、上殼體，11、橡膠圈，12、刀體，12-1、刀頭，12-2、卡槽，13、下殼體，14、刀座，14_1、刀頭孔，15、小泄水孔，16、泄水孔。
【具體實施方式】
[0019]參看圖1，本實用新型包括接頭1、鋼球2、缸體3、螺母4、調整墊片5、密封圈6、活塞7、彈簧8、頂桿9、上殼體10、橡膠圈11、刀體12、下殼體13、刀座14。接頭I上部通過內螺紋與上部的工具鉆桿連接，接頭下部通過螺紋與缸體3連接。接頭I中部設有由圓柱部位連接圓錐部位構成的接頭孔1-1，在圓錐部位的上部設有一個直徑4_的小泄水孔15，在水力內割刀提起過程中在接頭孔的圓錐部位置入鋼球2，鋼球頂部低于小泄水孔。在提出水力內割刀時小泄水孔與鋼球配合可以封死泥漿通道，使泥漿全部通過小泄水孔15排出，防止在提出水力內割刀時，泥漿靜液壓力的作用使刀頭伸出而剮蹭孔壁。缸體3與上殼體10之間為螺紋連接。在缸體3同一高度上均布四個泄水孔16，泄水孔直徑為10mm。泄水孔的作用是在活塞7運動到泄水孔16位置時泄壓，這樣，在調整好活塞7相對缸體3位置配合后，當刀頭完成切割時，活塞7恰好運動到泄水孔16位置泄壓，泥漿泵壓力表示數降低，從而起到指示的作用。活塞7承受泥漿壓力并將泥漿壓力轉化成向下的動力，活塞7通過螺母鎖緊與頂桿9固定在一起。活塞7上有兩道密封槽，可裝密封圈6，用于協助建立泥漿壓力。頂桿上部設有支撐活塞的軸肩，活塞與軸肩之間設有調整墊片5，可通過增減調整墊片來調節活塞7相對泄水孔16的位置，使泄水孔16能正常協助指示孔底切割進程。調整墊片與上殼體之間設有一彈簧8，用于協助活塞7及頂桿9回位。頂桿9和上殼體10之間為間隙配合。上殼體10下部與刀座14上部螺紋連接，刀座下部與下殼體上部螺紋連接，刀體12設置在底座內由下殼體支撐。下殼體13下部形狀為圓錐形連接球形，以方便水力內割刀進入事故鉆桿內部。
[0020]參看圖1-3，頂桿下部設有頂桿圓錐體9-1，所述刀體12由兩塊對稱設置的半刀體構成，各半刀體中部設有徑向伸出的兩個刀頭12-1，四個刀頭可使切割快速、平穩。各半刀體上下側分別設有卡槽12-2，兩塊半刀體抱合在頂桿圓錐體外，兩橡膠圈11分別箍在所述卡槽內，用于輔助刀頭回位。所述刀座設有刀頭孔14-1，刀頭與刀頭孔的位置對應。兩塊對稱設置的半刀體在頂桿圓錐體9-1下壓的作用下張開，刀頭即由刀頭孔中探出。頂桿圓錐體9-1的錐度為1:5，所述兩塊半刀體與頂桿圓錐體相接觸的面為與頂桿圓錐體錐度匹配的弧形面。
[0021]仍參看圖1，本實用新型使用時，將其連接在工具鉆桿下部，下入到事故鉆桿內的預定位置(此時鋼球2未置入接頭孔內)；旋轉鉆桿并開泵送水，泥漿擠壓活塞7帶動頂桿9下行，擠壓刀體將刀頭擠出，即開始切割鉆桿；隨著切割過程進行，泵壓逐漸升高，當鉆桿割斷、刀頭張開程度超過事故鉆桿外徑后，活塞恰運動到泄水孔16位置以下，泥漿泵壓力表示數會有明顯下降，此時即表示已經完成切割；切割完畢后關停泥漿泵，在彈簧8的作用下，頂桿9上行回到初始位置；在橡膠圈11的作用下，刀體12收回。然后向接頭孔1-1內投入鋼珠2，鋼球到位后，封死泥漿通道，防止因泥漿靜液壓力導致刀頭伸出，而剮蹭事故鉆桿或孔壁，隨后即可將水力內割刀取出，進行后續處理。通過增加或減少設置在頂桿的軸肩與活塞之間調整墊片5的數量，可以靈活調節活塞7與缸體3上泄水孔16的相對位置，使其在刀頭伸出外徑大于事故鉆桿外徑時，活塞7能恰好運動到泄水孔16處，即可使水力內割刀能將孔底完成切割的情況反饋到泥漿泵壓力表上，供操作者判斷。
【主權項】
1.一種切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于:包括活塞(7)、彈簧(8)、頂桿(9)和由上而下依次連接的接頭(1)、缸體(3)、上殼體(10)、刀座(14)、下殼體(13)，所述接頭上部設有連接工具鉆桿的內螺紋，所述頂桿和活塞位于缸體內，所述彈簧套裝在頂桿外，頂桿上端經螺母(4)固接活塞，在缸體壁的同一高度上分布泄水孔(16)，頂桿下端連接刀體(12)，刀體位于刀座內。
2.根據權利要求1所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述頂桿下部設有頂桿圓錐體(9-1)，所述刀體(12)由兩塊對稱設置的半刀體構成，各半刀體中部設有徑向伸出的刀頭(12-1),各半刀體上下側分別設有卡槽(12-2)，兩塊半刀體抱合在頂桿圓錐體外，兩橡膠圈(11)分別箍在所述卡槽內，所述刀座設有刀頭孔(14-1)，刀頭與刀頭孔的位置對應。
3.根據權利要求2所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述接頭中部設有由圓柱部位連接圓錐部位構成的接頭孔(1-1)，所述圓錐部位的上部設有一個小泄水孔(15)，在水力內割刀提起過程向圓錐部位置入鋼球(2)，鋼球頂部低于小泄水孔。
4.根據權利要求3所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述頂桿上部設有支撐活塞的軸肩，活塞與軸肩之間設有調整墊片(5 )。
5.根據權利要求4所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述頂桿圓錐體(9-1)的錐度為1: 5，所述兩塊半刀體與頂桿圓錐體相接觸的面為與頂桿圓錐體錐度匹配的弧形面。
6.根據權利要求5所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述各半刀體上分別設有兩個刀頭(12-1)。
7.根據權利要求6所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述下殼體(13)下部形狀為圓錐形連接球形。
8.根據權利要求7所述的切割事故鉆桿的水力內割刀，其特征在于，所述活塞(7)處設有密封圈(6)。
【專利摘要】一種切割事故鉆桿的水力內割刀，包括活塞、彈簧、頂桿和由上而下依次連接的接頭、缸體、上殼體、刀座、下殼體，接頭上部設有連接工具鉆桿的內螺紋，頂桿和活塞位于缸體內，彈簧套裝在頂桿外，頂桿上端經螺母固接活塞，在缸體壁的同一高度上分布泄水孔,頂桿下端連接刀體，刀體位于刀座內。本實用新型使用時，調整好活塞位置，即可以將孔底完成切割的情況準確反饋給地表操作人員，從而進行相應操作。本實用新型設有對稱分布四個刀頭，使切割效率更高、過程更平穩；本實用新型設有彈簧和橡膠圈的雙作用復位裝置，在關停泥漿泵后，可使頂桿和刀頭自動回到初始位置，同時在鋼珠與小泄水孔作用下封死泥漿通道，避免提出刀頭剮蹭事故鉆桿或孔壁。
【IPC分類】E21B29-00
【公開號】CN204312002
【申請號】CN201420695451
【發明人】王年友, 馬漢臣
【申請人】中國地質科學院勘探技術研究所, 地質礦產廊坊聚力巖土工程科技開發公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月19日