一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置的制作方法

本发明涉及岩层钻孔取样，具体为一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置。

背景技术：

1、使用绳索取芯钻进方法在复杂地层中钻进，如使用泥浆护孔等措施会不同程度的在钻杆内壁形成一层固态的泥皮，影响取芯器的下放或提取，泥皮的形成与泥浆性状、失水量、钻速以及回次时间有关。提取钻杆内壁固结物进行分析，其中泥浆中较大颗粒固相物质，以及岩粉颗粒等占绝大多数。另外，根据实践中的观察，泥皮主要成型于钻杆的中上部位，厚度大多为2-3mm，在相邻钻杆单元的连接处泥皮的厚度较厚。

2、中国专利cn219910649u公开了一种钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，该装置通过绞车驱动两个刮泥钩沿着钻杆内部上移实现除垢，但是该方式具有一定缺陷：首先刮泥钩无法覆盖钻杆全部内壁，导致清理效果较差，其次该装置在工作时清理后的泥皮容易堆积在刮泥钩上，积累并不断挤压后造成刮泥钩负载增加，增加清理难度，甚至可能造成泥皮堵塞钻杆内部，因此需要一种清理泥皮效果好、同时避免泥皮积累的清理装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，具备清理效果好，稳定性好等优点，解决了现有针对钻杆内泥皮的清理装置清理效果差，泥皮易堆积的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，包括管柱和固定在管柱顶端的筒座，还包括导向组件、驱动组件、防堵组件、多个螺旋分布在管柱外侧的主清理组件和多个螺旋分布在管柱外侧的副清理组件；

3、所述主清理组件包括两个对称安装于管柱上的主刮座，所述主刮座用于清理钻杆内壁泥皮；

4、所述导向组件包括多个活动安装在筒座外侧的支杆以及转动连接在支杆端部的导向辊，所述导向组件用于防止管柱移动时自转；

5、所述防堵组件包括多个活动安装在管柱表面的活动板，所述防堵组件与导向组件传动连接，所述防堵组件用于避免泥皮积累在主刮座与管柱之间的间隙中；

6、所述驱动组件包括安装在筒座内的电磁铁，所述驱动组件与导向组件、主清理组件以及副清理组件传动连接，所述驱动组件用于驱动主刮座以及导向辊移动；

7、驱动组件运转时驱动导向辊和主刮座移动，迫使主刮座和导向辊贴合钻杆内壁，管柱在钻杆内部上移时利用多个主刮座清理泥皮，并利用导向辊对管柱导向；

8、所述导向辊在经过泥皮时活动，进而驱动管柱与主刮座之间的活动板摆动，迫使积累在主刮座内侧的泥皮松动脱落。

9、优选地，所述主刮座包括水平设置的主刮片，所述主刮片设置为弧形，所述主刮片的半径与钻杆内腔截面的半径相同，所述主刮片靠近管柱一侧固定连接有主传动齿条，所述主传动齿条贯穿至管柱内侧并与管柱滑动连接。

10、优选地，所述导向组件还包括固定在筒座外壁的竖向滑轨，所述竖向滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块底端与竖向滑轨底端之间固定连接有复位弹簧。

11、优选地，所述驱动组件还包括设置在管柱内腔的转轴，所述转轴两端均与管柱转动连接，所述转轴上固定连接有多个驱动齿轮，所述驱动齿轮与主传动齿条啮合，所述转轴顶端延伸至管柱顶部并且固定有空心筒，所述空心筒侧壁设置有多个均匀的螺旋导向孔，所述电磁铁输出端固定有多个均匀分布的横杆，所述横杆贯穿螺旋导向孔并延伸至空心筒外侧，所述横杆位于空心筒外侧一端固定有连接块，所述连接块上铰接有推杆，所述推杆远离连接块一端与支杆铰接。

12、优选地，所述管柱侧壁开设有安装槽，所述活动板设置在安装槽内，所述活动板顶部边缘与安装槽内壁转动连接，所述活动板顶部边缘固定连接有从动齿轮。

13、优选地，所述导向组件还包括竖向齿条，所述竖向齿条顶端与滑块固定连接，所述竖向齿条底端贯穿管柱顶壁并与管柱滑动连接，所述竖向齿条与从动齿轮啮合。

14、优选地，多个所述副清理组件均设置在主清理组件的上方，所述副清理组件包括两个对称安装于管柱上的副刮座，所述副刮座包括水平设置的副刮片，所述副刮片设置为弧形，副刮片的半径小于钻杆内腔截面的半径，所述副刮片靠近管柱一侧固定连接有副传动齿条，所述副传动齿条贯穿至管柱内侧并与管柱滑动连接，所述副传动齿条与驱动齿轮啮合。

15、优选地，所述管柱顶部设置有封盖，所述封盖通过螺丝安装在管柱顶部，所述筒座底端固定有多个竖杆，所述竖杆底端与封盖顶部固定。

16、优选地，所述筒座顶端设置有活动座，所述活动座与筒座转动连接，所述活动座上设置有绳扣。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，具备以下有益效果：

18、1、该种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，通过设置管柱、筒座、导向组件、驱动组件、防堵组件和多个螺旋分布在管柱外侧的主清理组件，利用多个交错设置的主刮座对钻杆内壁清理，既可以保证覆盖钻杆内壁各个区域，主刮座和管柱之间还具有充足的空隙，使得泥皮不易堆积，既提高了清理效果又提高了稳定性，降低了泥皮堵塞的概率。

19、2、该种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，通过设置驱动组件，能够驱动主刮座和导向辊移动，方便了收纳主刮座和导向辊，缩小的装置的直径，方便了下放工作。

20、3、该种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，导向辊与钻杆内壁切线方向存在摩擦力，具有一定的抗管柱扭转的效果，避免管柱扭转后降低清理效果，此外导向辊在经过凸起时还会带动活动板摆动，对于堵塞风险较大的位置进行疏通，降低了泥皮堵塞概率。

21、4、该种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，通过设置副清理组件，有利于对较厚的泥皮进行两次刮除，相比直接刮除这种方式能够减小对主刮片的阻力，进而减小磨损，提高主刮片的使用寿命，同时也能避免较厚的大块泥皮直接脱离后堵塞在管柱上，进一步降低了堵塞概率，更加实用和稳定。

技术特征：

1.一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，包括管柱（1）和固定在管柱（1）顶端的筒座（2），其特征在于：还包括导向组件（3）、驱动组件（4）、防堵组件（5）、多个螺旋分布在管柱（1）外侧的主清理组件（6）和多个螺旋分布在管柱（1）外侧的副清理组件（7）；

2.根据权利要求1所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述主刮座（61）包括水平设置的主刮片（601），所述主刮片（601）设置为弧形，所述主刮片（601）的半径与钻杆内腔截面的半径相同，所述主刮片（601）靠近管柱（1）一侧固定连接有主传动齿条（602），所述主传动齿条（602）贯穿至管柱（1）内侧并与管柱（1）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述导向组件（3）还包括固定在筒座（2）外壁的竖向滑轨（303），所述竖向滑轨（303）上滑动连接有滑块（304），所述滑块（304）底端与竖向滑轨（303）底端之间固定连接有复位弹簧（305）。

4.根据权利要求3所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述驱动组件（4）还包括设置在管柱（1）内腔的转轴（402），所述转轴（402）两端均与管柱（1）转动连接，所述转轴（402）上固定连接有多个驱动齿轮（403），所述驱动齿轮（403）与主传动齿条（602）啮合，所述转轴（402）顶端延伸至管柱（1）顶部并且固定有空心筒（404），所述空心筒（404）侧壁设置有多个均匀的螺旋导向孔（405），所述电磁铁（401）输出端固定有多个均匀分布的横杆（406），所述横杆（406）贯穿螺旋导向孔（405）并延伸至空心筒（404）外侧，所述横杆（406）位于空心筒（404）外侧一端固定有连接块（407），所述连接块（407）上铰接有推杆（408），所述推杆（408）远离连接块（407）一端与支杆（301）铰接。

5.根据权利要求4所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述管柱（1）侧壁开设有安装槽（101），所述活动板（501）设置在安装槽（101）内，所述活动板（501）顶部边缘与安装槽（101）内壁转动连接，所述活动板（501）顶部边缘固定连接有从动齿轮（502）。

6.根据权利要求5所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述导向组件（3）还包括竖向齿条（306），所述竖向齿条（306）顶端与滑块（304）固定连接，所述竖向齿条（306）底端贯穿管柱（1）顶壁并与管柱（1）滑动连接，所述竖向齿条（306）与从动齿轮（502）啮合。

7.根据权利要求6所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：多个所述副清理组件（7）均设置在主清理组件（6）的上方，所述副清理组件（7）包括两个对称安装于管柱（1）上的副刮座（71），所述副刮座（71）包括水平设置的副刮片（701），所述副刮片（701）设置为弧形，副刮片（701）的半径小于钻杆内腔截面的半径，所述副刮片（701）靠近管柱（1）一侧固定连接有副传动齿条（702），所述副传动齿条（702）贯穿至管柱（1）内侧并与管柱（1）滑动连接，所述副传动齿条（702）与驱动齿轮（403）啮合。

8.根据权利要求7所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述管柱（1）顶部设置有封盖（102），所述封盖（102）通过螺丝安装在管柱（1）顶部，所述筒座（2）底端固定有多个竖杆（201），所述竖杆（201）底端与封盖（102）顶部固定。

9.根据权利要求1所述的一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，其特征在于：所述筒座（2）顶端设置有活动座（202），所述活动座（202）与筒座（2）转动连接，所述活动座（202）上设置有绳扣（203）。

技术总结本发明涉及岩层钻孔取样技术领域，公开了一种绳索取心钻进用消除钻杆结垢装置，包括管柱和固定在管柱顶端的筒座，还包括导向组件、驱动组件、防堵组件、多个螺旋分布在管柱外侧的主清理组件和多个螺旋分布在管柱外侧的副清理组件。本发明通过设置管柱、筒座、导向组件、驱动组件、防堵组件和多个螺旋分布在管柱外侧的主清理组件，利用多个交错设置的主刮座对钻杆内壁清理，既可以保证覆盖钻杆内壁各个区域，主刮座和管柱之间还具有充足的空隙，使得泥皮不易堆积，提高了清理效果和稳定性，降低了泥皮堵塞的概率，通过设置驱动组件，能够驱动主刮座和导向辊移动，方便了收纳主刮座和导向辊，缩小的装置的直径，方便了下放。技术研发人员：翟育峰,郭明华,杨芳,颜文,徐维海,孙宏晶,田宇航,田志超,刘振新,张辉,张喜洋,朱小畏,宋宝杰受保护的技术使用者：山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队（山东省第三地质矿产勘查院、山东省海洋地质勘查院）技术研发日：技术公布日：2024/6/26