钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置

1.本发明涉及一种钻杆内壁结垢泥皮消除装置，具体的是涉及钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，属于钻探工程固体矿产金刚石绳索取心施工技术领域。


背景技术：

2.一般来说，固体矿产钻探工程钻孔使用金刚石绳索取心钻进施工过程中，钻孔钻井液固相含量增多情况下经常性发生钻杆内壁泥皮结垢。钻杆内壁泥皮结垢大小对金刚石绳索取心钻进施工打捞岩心管产生严重的影响。钻杆内壁结垢长度短则几十米、严重的有上百米；结垢泥皮厚度薄的几毫米、严重时可达10毫米以上，钻杆内壁泥皮结垢会阻碍打捞器在钻杆内正常下降而影响打捞取心内管，大量增加钻孔施工辅助工作时间与成本，也会严重影响钻孔施工进度和时间，如经常性发生钻杆内壁泥皮结垢则严重影响钻探施工效率。
3.目前处理钻孔钻杆内壁泥皮结垢情况的现状下，在钻孔金刚石绳索取心钻进施工过程中钻杆内壁泥皮结垢的情况下尚缺乏快速、简便、有效消除处理方法，当前在钻探领域如发生金刚石绳索取心钻进施工过程中钻杆内壁泥皮结垢时，常采用常规的提取钻杆清除结垢泥皮，此方法由于受到孔深、结垢泥皮数量等因素影响，存在操作复杂、工作劳动强度大、安全隐患的情况。
4.因此，研制一种操作简单、实用性强的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置是解决上述技术问题的关键所在。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本发明对此进行了改进和创新，目的在于提供一种能够实现操作简单、安全可靠达到快速有效的解决钻孔钻杆结垢泥皮情况，达到将其影响限定在可控范围内，减少时间成本，提高钻探施工效率。
6.本发明另一个发明目的是可使用结垢泥皮消除装置本体利用辅助打捞提升装置对钻杆结垢泥皮进行上下反复提动刮除，达到实现金刚石绳索取心钻进过程中不提钻情况下的钻杆结垢泥皮快速消除。
7.为解决上述问题并达到上述的发明目的，本发明钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：
8.钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，包括结垢泥皮消除装置本体和与之搭配使用的辅助打捞提升装置，所述结垢泥皮消除装置本体包括：
9.支承架(1)，支承架(1)开设有安装槽(11)和插销圆孔(12)；
10.两个刮泥钩(2)，两个刮泥钩(2)通过插销(3)和插销圆孔(12)转动连接在安装槽(11)两侧；
11.重锤(4)，重锤(4)的下端螺纹连接在支承架(1)上端；
12.自由旋转器(5)，自由旋转器(5)的下端螺纹连接在重锤(4)的上部；
13.其中，两个刮泥钩(2)上部之间还连接有弹簧(6)；支承架(1)与两刮泥钩(2)上部外侧还适配可拆卸连接的收缩套(7)。
14.优选的，所述辅助打捞提升装置包括：
15.绳索取心绞车(8)，绳索取心绞车(8)通过外接电源作为辅助提升卷扬机；
16.打捞钢丝绳(9)，打捞钢丝绳(9)的一端缠绕安装于绳索取心绞车(8)卷筒上，打捞钢丝绳(9)的另一端编结安装在钢丝绳卡套(10)上；
17.钢丝绳卡套(10)，钢丝绳卡套(10)与自由旋转器(5)的上端螺纹适配连接。
18.优选的，所述安装槽(11)沿支承架(1)的中部竖向贯通开设，支承架(1)下部向内环向开设有凹陷圆环，支承架(1)的上端开设有用于与重锤(4)连接的内螺纹段，其中，插销圆孔(12)贯通开设在支承架(1)的中部。
19.优选的，所述支承架(1)的上部整体呈上小下大与收缩套(7)适配的圆锥体形状，圆锥体形状的上端连接有与重锤(4)连接的圆柱体连接部。
20.优选的，所述刮泥钩(2)整体呈长条形结构，刮泥钩(2)的上端外侧呈与支承架(1)的上部相同的斜锥面，刮泥钩(2)的上端内侧设有用于弹簧(6)定位的定位销(21)，在刮泥钩(2)的下端设有用于刮泥的圆凸块(22)，其中，在刮泥钩(2)中部内侧一端设有与插销(3)搭配完成工作的连接环(23)。
21.优选的，所述重锤(4)整体呈实心的圆柱体结构，重锤(4)上端设置有与自由旋转器(5)螺纹连接的内螺纹孔，重锤(4)下端中部延伸连接有与支承架(1)螺纹连接的外螺纹连接柱，其中，重锤内螺纹孔整体呈上段内径大下段内径小的锥形状螺纹孔。
22.优选的，所述自由旋转器(5)包括：
23.连接轴(51)，连接轴(51)的上部外侧设有连接轴外螺纹段，连接轴(51)的下部底端设有安装锁紧槽型螺母(53)的外螺纹段；
24.轴承(52)；
25.槽型螺母(53)，槽型螺母(53)安装在连接轴(51)下部底端的外螺纹段上；
26.轴外套(54)，轴外套(54)的下部设有用于与重锤(4)上端内螺纹孔连接的外螺纹段。
27.优选的，所述连接轴(51)的上部外侧设有的连接轴外螺纹段用于与辅助打捞提升装置的钢丝绳卡套(10)螺纹连接搭配使用，其中，连接轴(51)自上而下依次安装轴外套(54)、轴承(52)和槽型螺母(53)。
28.优选的，所述插销(3)为弹性插销，弹性插销依序穿过两个刮泥钩的连接环(23)将两个刮泥钩(2)转动连接在支承架(1)上。
29.优选的，所述收缩套(7)整体呈内部中空的套筒，其中，收缩套(7)的一侧贯通该侧壁开设有斜槽口。
30.本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
31.1、本发明操作简单、安全可靠，能快速有效的解决钻孔钻杆结垢泥皮情况，将其影响限定在可控范围，减少辅助时间、提高施工效率；
32.2、本发明可根据实际使用情况利用辅助打捞提升装置对钻杆结垢泥皮进行多次上下反复提动刮除，达到实现金刚石绳索取心钻进过程中不提钻的钻杆结垢泥皮快速消
除；
33.3、本发明易操控、时间容易掌控(可与辅助打捞提升装置相配合)、效率高，从而能有效消除钻孔钻杆结垢泥皮影响；
34.4、本发明无需将内壁结垢泥皮绳索取心钻杆全部提出至井外，可有效减少操作时间与劳动强度，随钻孔深度的延伸其时间利用效果明显增加；
35.5、本发明可根据实际使用情况对结垢泥皮消除装置的规格进行加工适配，达到实现不同规格金刚石绳索取心钻进过程中结垢泥皮消除作业施工。
附图说明
36.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
37.图1是本发明的使用钻杆内下放结垢泥皮消除装置状态图；
38.图2是本发明的使用结垢泥皮消除装置伸展上提工作状态图；
39.图3是本发明的辅助打捞提升装置的工作示意图；
40.图4是本发明的使用状态图之一；
41.图5是本发明的使用状态图之二；
42.图6是本发明的使用状态图之三；
43.图7是本发明的使用状态图之四；
44.图8是本发明的使用收缩状态剖面图；
45.图9是本发明的使用伸展状态剖面图；
46.图10是本发明的整体结构示意图；
47.图11是本发明的分解结构示意图；
48.图12是本发明支承架(1)部件的整体结构示意图；
49.图13是本发明的支承架(1)部件的剖面示意图；
50.图14是本发明刮泥钩(2)部件的整体结构示意图；
51.图15是本发明的刮泥钩(2)部件的平面示意图；
52.图16是本发明的重锤(4)部件的整体结构示意图；
53.图17是本发明的重锤(4)部件的剖面示意图；
54.图18是本发明的自由旋转器(5)部件的整体结构示意图；
55.图19是本发明的自由旋转器(5)部件的剖面示意图；
56.其中，图中标号：1—支承架，11—安装槽，12—插销圆孔；
57.2—刮泥钩，21—定位销，22—凸块，23—连接环，3—插销；
58.4—重锤；
59.5—自由旋转器，51—连接轴，42—轴承，43—槽型螺母，54—轴外套；
60.6—弹簧；
61.7—收缩套；
62.8—绳索取心绞车；
63.9—打捞钢丝绳；
64.10—钢丝绳卡套；
65.10a—结垢钻杆。
具体实施方式
66.为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本发明的技术方案作更进一步详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
67.如说明书附图所示的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，包括结垢泥皮消除装置本体和与之搭配使用的辅助打捞提升装置，所述结垢泥皮消除装置本体包括：
68.支承架1，支承架1开设有安装槽11和插销圆孔12；
69.两个刮泥钩2，两个刮泥钩2通过插销3和插销圆孔12转动连接在安装槽11两侧；
70.重锤4，重锤4的下端螺纹连接在支承架1上端；
71.自由旋转器5，自由旋转器5的下端螺纹连接在重锤4的上部；
72.其中，两个刮泥钩2上部之间还连接有弹簧6；支承架1与两刮泥钩2上部外侧还适配可拆卸连接的收缩套7。
73.在本发明中，两个刮泥钩2上部外侧未套设收缩套7时，两个刮泥钩2下部由弹簧6支撑呈收缩状态，在收缩套7套设于刮泥钩2上部斜锥面时，刮泥钩2下部圆凸块22呈伸展刮泥状态。
74.进一步的，辅助打捞提升装置包括：
75.绳索取心绞车8，绳索取心绞车8通过外接电源作为辅助提升卷扬机；
76.打捞钢丝绳9，打捞钢丝绳9的一端缠绕安装于绳索取心绞车8卷筒上，打捞钢丝绳9的另一端编结安装在钢丝绳卡套10上；
77.钢丝绳卡套10，钢丝绳卡套10与自由旋转器5的上端螺纹适配连接。
78.在本发明中，自由旋转器5进行结垢泥皮清除工作时连接于钢丝绳卡套10与重锤4之间使用。
79.进一步的，安装槽11沿支承架1的中部竖向贯通开设，支承架1下部向内环向开设有凹陷圆环，支承架1的上端开设有用于与重锤4连接的内螺纹段，其中，插销圆孔12贯通开设在支承架1的中部。
80.具体的，支承架1的上部整体呈上小下大与收缩套7适配的圆锥形状，圆锥形状的上端连接有与重锤4连接的圆柱形连接部。
81.进一步的，刮泥钩2整体呈长条形结构，刮泥钩2的上端外侧呈与支承架1的上部相同的斜锥面，刮泥钩2的上端内侧设有用于弹簧6定位的定位销21，在刮泥钩2的下端设有用于刮泥的圆凸块22，其中，在刮泥钩2中部内侧一端设有与插销3搭配完成工作的连接环23。
82.进一步的，重锤4整体呈实心的圆柱状体结构，重锤4上端设置有与自由旋转器5螺纹连接的内螺纹孔，重锤4下端中部延伸连接有与支承架1螺纹连接的外螺纹连接柱，其中，重锤螺纹孔整体呈上段内径大下段内径小的锥形螺纹孔。
83.进一步的，自由旋转器5包括：
84.连接轴51，连接轴51的上部外侧设有连接轴外螺纹段，连接轴51的下部底端设有安装锁紧槽型螺母53的外螺纹段；
85.轴承52；
86.槽型螺母53，槽型螺母53安装在连接轴51下部底端的外螺纹段上；
87.轴外套54，轴外套54的下部设有用于与重锤4上端内螺纹孔连接的螺纹连接柱。
88.在本发明中，自由旋转器5是由连接轴51、轴承52、槽型螺母53和轴外套54组成的合成结构。
89.进一步的，连接轴51的上部外侧设有的连接轴外螺纹段用于与辅助打捞提升装置的钢丝绳卡套10螺纹连接搭配使用，其中，连接轴51自上而下依次安装轴外套54、轴承52和槽型螺母53。
90.进一步的，插销3为弹性插销，弹性插销依序穿过两个刮泥钩的连接环23将两个刮泥钩2转动连接在支承架1上。
91.进一步的，收缩套7整体呈内部中空的套筒，其中，收缩套7的一侧贯通该侧壁开设有斜槽口。
92.综上所述，本发明更为具体的实施方式是：
93.上述设计结构的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置在进行使用之前，需要将其进行制作并加以安装作为备用。
94.具体的安装步骤是：首先，将两个刮泥钩2通过插销3和插销圆孔12的配合转动连接在支承架1开设的安装槽11两侧，需使用手动测试两个刮泥钩2与安装槽11间的收缩、伸展自由灵活状态；
95.然后，将重锤4下端的外螺纹连接柱与支承架1上端圆柱形连接部的内螺纹段进行连接紧固；
96.紧接着，将自由旋转器5的轴外套54、轴承52自上而下依次套入连接轴51上，再使用槽型螺母53以螺纹方式连接于连接轴51下端螺纹，安装好以达到锁紧轴外套54、轴承52和连接轴51间隙而又能互相之间自由旋转；
97.紧接着，将自由旋转器5的轴外套54下端螺纹与重锤4的上端内螺纹孔进行连接，即完成结垢泥皮消除装置的本体安装，使用收缩套7套入结垢泥皮消除装置测试两个刮泥钩2的收缩、伸展刮泥状态；
98.最后，使用操作前将辅助打捞提升装置的绳索取心绞车8，打捞钢丝绳9，钢丝绳卡套10检查维护完好备用。
99.具体的操作使用步骤是：
100.步骤一，钻孔金刚石绳索取心钻进施工过程中钻杆内壁产生泥皮结垢的情况，绳索取心打捞器因泥皮结垢阻碍无法正常下放打捞器打捞取心内管时，将打捞器提出井口自钢丝绳底端钢丝绳卡套与打捞器拆卸开；
101.步骤二，将收缩套7沿钢丝绳卡套10穿入打捞钢丝绳9以备使用；
102.步骤三，将装配准备好的结垢泥皮消除装置本体和自由旋转器5的连接轴51上端外螺纹与钢丝绳卡套10螺纹连接牢固，并进行灵活度检查；
103.步骤四，将打结垢泥皮消除装置本体通过打捞钢丝绳9在井口沿结垢钻杆10a下放，放至钻杆结垢段时可上下提动结垢泥皮消除装置本体，刮泥钩2呈收缩状态，往中心孔顺利下放到达无结垢井段，本工作步骤需注意将收缩套7悬挂于井口不得放入钻杆内；
104.步骤五，结垢泥皮消除装置本体到达无结垢井段确认可以进行结垢泥皮时，将收缩套7沿结垢钻杆10a内孔和打捞钢丝绳9下放，收缩套7靠自重自由下落至结垢泥皮消除装
置本体刮泥钩2斜面，收缩套7可靠自重作用于刮泥钩2上端外侧斜锥面，从而将刮泥钩2伸展打开至刮泥状态；
105.进一步，使用辅助打捞提升装置绳索取心绞车8往上提动打捞钢丝绳9和结垢泥皮消除装置本体及刮泥钩2，在辅助打捞提升装置绳索取心绞车8上提动力作用下，刮泥钩2在伸展刮泥状态随打捞钢丝绳9上提进行刮泥工作；
106.进一步，结垢泥皮消除装置本体及刮泥钩2提至井口后，将收缩套7悬挂于井口，再次将结垢泥皮消除装置本体及刮泥钩2沿结垢钻杆10a下放至无结垢井段，依上述工作程序将收缩套7下放、刮泥钩2伸展至刮泥状态开动绳索取心绞车8提动结垢泥皮消除装置本体及刮泥钩2进行刮泥工作，为确保刮泥彻底可反复多次进行刮泥工作；
107.进一步，在刮泥工作完成后，将结垢泥皮消除装置本体自钢丝绳卡套10螺纹部位拆卸开；
108.进一步，将绳索取心打捞器与钢丝绳卡套10重新连接上下放打捞取心内管，如不能顺利下放打捞器则继续实施上述操作使用步骤，直至能顺利下放打捞器打捞取心内管；
109.最后，将结垢泥皮消除装置本体支承架1；两个刮泥钩2；重锤4；自由旋转器5；收缩套7进行拆卸分离、涂油维护保养以备下次使用。
110.在上述的整个实施操作过程中，支承架1开设有安装槽11和插销圆孔12；两个刮泥钩2，两个刮泥钩2通过插销3和插销圆孔12转动连接在安装槽11两侧；重锤4，重锤4的下端采用螺纹连接在支承架1上端；自由旋转器5，自由旋转器5的下端采用螺纹连接在重锤4的上部；其中，两个刮泥钩2上部之间还连接有弹簧6；支承架1与两刮泥钩2上部外侧还适配可拆卸连接的收缩套7。
111.进一步的，在本发明中，两个刮泥钩2上部外侧未套设收缩套7时，两个刮泥钩2下部由弹簧6支撑呈收缩状态，在收缩套7套设于刮泥钩2上部斜面时，刮泥钩2下部圆凸块22呈伸展刮泥状态。
112.进一步的，所述辅助打捞提升装置包括绳索取心绞车8、打捞钢丝绳9和钢丝绳卡套10；绳索取心绞车8使用外接电源作为辅助提升卷扬机，打捞钢丝绳9一绳头端缠绕安装于绳索取心绞车8卷筒上，钢丝绳卡套10编结安装于打捞钢丝绳9另一绳头端。
113.最后，需要说明的是，以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，包括结垢泥皮消除装置本体和与之搭配使用的辅助打捞提升装置，其特征在于，所述结垢泥皮消除装置本体包括：支承架(1)，支承架(1)开设有安装槽(11)和插销圆孔(12)；两个刮泥钩(2)，两个刮泥钩(2)通过插销(3)和插销圆孔(12)转动连接在安装槽(11)两侧；重锤(4)，重锤(4)的下端螺纹连接在支承架(1)上端；自由旋转器(5)，自由旋转器(5)的下端螺纹连接在重锤(4)的上部；其中，两个刮泥钩(2)上部之间还连接有弹簧(6)；支承架(1)与两刮泥钩(2)上部外侧还适配可拆卸连接的收缩套(7)。2.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述辅助打捞提升装置包括：绳索取心绞车(8)，绳索取心绞车(8)通过外接电源作为辅助提升卷扬机；打捞钢丝绳(9)，打捞钢丝绳(9)的一端缠绕安装于绳索取心绞车(8)卷筒上，打捞钢丝绳(9)的另一端编结安装在钢丝绳卡套(10)上；钢丝绳卡套(10)，钢丝绳卡套(10)与自由旋转器(5)的上端螺纹适配连接。3.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述安装槽(11)沿支承架(1)的中部竖向贯通开设，支承架(1)下部向内环向开设有凹陷圆环，支承架(1)的上端开设有用于与重锤(4)连接的内螺纹段，其中，插销圆孔(12)贯通开设在支承架(1)的中部。4.根据权利要求3所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述支承架(1)的上部整体呈上小下大与收缩套(7)适配的圆锥体形状，圆锥体形状的上端连接有与重锤(4)连接的圆柱体连接部。5.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述刮泥钩(2)整体呈长条形结构，刮泥钩(2)的上端外侧呈与支承架(1)的上部相同的斜锥面，刮泥钩(2)的上端内侧设有用于弹簧(6)定位的定位销(21)，在刮泥钩(2)的下端设有用于刮泥的圆凸块(22)，其中，在刮泥钩(2)中部内侧一端设有与插销(3)搭配完成工作的连接环(23)。6.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述重锤(4)整体呈实心的圆柱体结构，重锤(4)上端设置有与自由旋转器(5)螺纹连接的内螺纹孔，重锤(4)下端中部延伸连接有与支承架(1)螺纹连接的外螺纹连接柱，其中，重锤内螺纹孔整体呈上段内径大下段内径小的锥形状螺纹孔。7.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述自由旋转器(5)包括：连接轴(51)，连接轴(51)的上部外侧设有连接轴外螺纹段，连接轴(51)的下部底端设有安装锁紧槽型螺母(53)的外螺纹段；轴承(52)；槽型螺母(53)，槽型螺母(53)安装在连接轴(51)下部底端的外螺纹段上；轴外套(54)，轴外套(54)的下部设有用于与重锤(4)上端内螺纹孔连接的外螺纹段。8.根据权利要求7所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其
特征在于，所述连接轴(51)的上部外侧设有的连接轴外螺纹段用于与辅助打捞提升装置的钢丝绳卡套(10)螺纹连接搭配使用，其中，连接轴(51)自上而下依次安装轴外套(54)、轴承(52)和槽型螺母(53)。9.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述插销(3)为弹性插销，弹性插销依序穿过两个刮泥钩的连接环(23)将两个刮泥钩(2)转动连接在支承架(1)上。10.根据权利要求1所述的钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，其特征在于，所述收缩套(7)整体呈内部中空的套筒，其中，收缩套(7)的一侧贯通该侧壁开设有斜槽口。

技术总结
本发明公开钻孔金刚石绳索取心钻进用快速消除钻杆结垢除泥装置，包括结垢泥皮消除装置本体和与之搭配使用的辅助打捞提升装置，结垢泥皮消除装置本体包括：支承架，支承架开设有安装槽和插销圆孔；两个刮泥钩，两个刮泥钩通过插销和插销圆孔转动连接在安装槽两侧；重锤，重锤的下端螺纹连接在支承架上端；自由旋转器，自由旋转器的下端螺纹连接在重锤的上部；其中，两个刮泥钩上部之间还连接有弹簧；支承架与两刮泥钩上部外侧还适配可拆卸连接的收缩套。本发明提供一种能够实现操作简单、安全可靠达到快速有效的解决钻孔钻杆结垢泥皮情况，达到将其影响限定在可控范围内，减少时间成本，提高钻探施工效率。提高钻探施工效率。提高钻探施工效率。


技术研发人员：易强忠 苗忠英 周兴华 陈东明 陈军 徐建明 施林峰 黎光朋 姚荣华 王也祖 王荣槐 施建雄
受保护的技术使用者：中国地质科学院矿产资源研究所
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/21