本發(fā)明涉及一種海底鉆機(jī)，尤其是一種海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，屬于鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在鉆井技術(shù)領(lǐng)域，巖心取心技術(shù)有提鉆取心和繩索取心兩種方案，其中提鉆取心方案的結(jié)構(gòu)相對簡單、可靠性好、便于實(shí)現(xiàn)自動控制，因此在海底鉆機(jī)中應(yīng)用較廣泛；當(dāng)鉆孔深度較深時，繩索取心方案可減少輔助作業(yè)時間，且作業(yè)效率高，同時對孔壁的護(hù)壁作用較好,巖心質(zhì)量較好，但是繩索取心方案的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度大、可靠性差，尤其是針對海底巖心取樣鉆進(jìn)作業(yè)，由于難以實(shí)現(xiàn)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換及巖心管與打撈器脫卡動作的自動化操作，從而制約了繩索取心技術(shù)在海底深孔鉆機(jī)上的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，旨在通過動力頭與繩索取心系統(tǒng)的自動切換、巖心管與打撈器脫卡動作的自動化操作，實(shí)現(xiàn)將繩索取心技術(shù)應(yīng)用在海底深孔鉆機(jī)上，達(dá)到減少輔助作業(yè)時間、提高工作效率和巖心質(zhì)量的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，包括動力頭、繩索取心系統(tǒng)、滑移架和滑移油缸；所述滑移架固定在鉆機(jī)桅桿上，在滑移架上設(shè)有水平布置的滑軌；所述動力頭安裝在滑軌上，動力頭還通過連接板與繩索取心系統(tǒng)形成一體式結(jié)構(gòu)；所述滑移油缸固定安裝在滑移架上，其伸縮臂末端與動力頭連接，在滑移油缸驅(qū)動下，動力頭沿滑軌水平移動，實(shí)現(xiàn)動力頭與繩索取心系統(tǒng)在井口位置處的切換。

上述海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，所述繩索取心系統(tǒng)包括支撐架、卷揚(yáng)器、打撈器、脫卡管和脫卡夾持器；所述支撐架通過連接板與動力頭連接，在支撐架上端安裝卷揚(yáng)器；所述卷揚(yáng)器通過繩索連接打撈器；所述脫卡管通過脫卡夾持器固定；所述脫卡夾持器安裝在支撐架上；所述打撈器下端設(shè)有打撈鉤，取心作業(yè)時，打撈鉤捕獲巖心管上端的撈矛頭，通過打撈鉤將巖心管提升至井口位置，再通過打撈鉤與脫卡管配合完成巖心管與打撈器脫卡動作。

上述海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，所述脫卡管的內(nèi)壁下端設(shè)有圓錐面；所述打撈鉤包括左右對稱的兩部分，左右兩部分通過中間部位設(shè)置的銷軸鉸接形成打撈鉤上部開口和下部開口，所述下部開口處設(shè)置與巖心管撈矛頭配合的掛鉤，所述上部開口處設(shè)有壓縮彈簧，并在上部開口外側(cè)設(shè)置楔形配合面，所述楔形配合面與脫卡管內(nèi)壁下端圓錐面相匹配。

上述海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，所述滑移架上水平布置的滑軌不少于兩組。

本發(fā)明在采用上述技術(shù)方案后，具有如下技術(shù)進(jìn)步效果：

本發(fā)明通過連接板將動力頭和繩索取心系統(tǒng)固定為一體，可由滑移油缸驅(qū)動動力頭沿水平滑軌左右移動，帶動繩索取心系統(tǒng)同步左右移動，由此實(shí)現(xiàn)動力頭與繩索取心系統(tǒng)在井口位置處的切換；本發(fā)明打撈鉤上部開口處楔形配合面與脫卡管的內(nèi)壁下端圓錐面配合形成自動脫卡機(jī)構(gòu)，在繩索取心作業(yè)過程中，當(dāng)打撈鉤的楔形配合面被提升至脫卡管內(nèi)壁下端圓錐面位置時，在圓錐面的擠壓作用下，克服打撈鉤上部開口處壓縮彈簧的彈力作用，使打撈鉤上部開口收縮，下部開口擴(kuò)張，掛鉤將巖心管撈矛頭釋放，完成巖心管與打撈器脫卡動作。由此可見，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了動力頭與繩索取心系統(tǒng)的自動切換、巖心管與打撈器脫卡動作的自動化操作，從而可將繩索取心技術(shù)應(yīng)用在海底深孔鉆機(jī)上，達(dá)到了減少輔助作業(yè)時間、提高工作效率和巖心質(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換過程示意圖；

圖4是脫卡管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是打撈鉤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6、圖7、圖9是繩索取心作業(yè)時巖心管與打撈器脫卡過程示意圖；

圖8是圖7中i處結(jié)構(gòu)放大圖；

圖10是圖9中ii處結(jié)構(gòu)放大圖。

圖中各標(biāo)號表示為：

1、卷揚(yáng)器，2、打撈器，3、脫卡管夾持器，4、脫卡管，4-1、圓錐面，5、打撈鉤，5-1、壓縮彈簧，5-2、銷軸，5-3、楔形配合面，5-4、掛鉤，6、動力頭，7、滑移油缸，8、滑移架，8-1、滑軌，9、連接板，10、支撐架，11、鉆機(jī)桅桿，12、巖心管，12-1撈矛頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

參看圖1、圖2，本發(fā)明提供一種海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，它包括動力頭6、繩索取心系統(tǒng)、滑移架8和滑移油缸7；所述滑移架8固定在鉆機(jī)桅桿11上，在滑移架8上設(shè)置至少兩組水平布置的滑軌8-1；所述動力頭6安裝在滑軌8-1上，動力頭6還通過連接板9與繩索取心系統(tǒng)形成一體式結(jié)構(gòu)；所述繩索取心系統(tǒng)包括支撐架10、卷揚(yáng)器1、打撈器2、脫卡管4和脫卡夾持器3，所述支撐架10通過連接板9與動力頭6連接，在支撐架10上端安裝卷揚(yáng)器1，所述卷揚(yáng)器1通過繩索連接打撈器2，所述脫卡管4通過脫卡夾持器3固定，所述脫卡夾持器3安裝在支撐架10上，所述打撈器2下端設(shè)有打撈鉤5；所述滑移油缸7固定安裝在滑移架8上，其伸縮臂末端與動力頭6連接。

參看圖2、圖3，本發(fā)明所述的海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，在滑移油缸7驅(qū)動下，動力頭6可沿滑軌水平8-1左右移動，實(shí)現(xiàn)動力頭6與繩索取心系統(tǒng)在井口位置處的切換。

參看圖4、圖5、圖6，在本發(fā)明所述的海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置中，所述脫卡管4的內(nèi)壁下端設(shè)有圓錐面4-1；所述打撈鉤5包括左右對稱的兩部分，左右兩部分通過中間部位設(shè)置的銷軸5-2鉸接形成打撈鉤上部開口和下部開口，所述下部開口處設(shè)置與巖心管12的撈矛頭12-1配合的掛鉤5-4，所述上部開口處設(shè)有壓縮彈簧5-1，并在上部開口外側(cè)設(shè)置楔形配合面5-3，所述楔形配合面5-3與脫卡管內(nèi)壁下端圓錐面4-1相匹配。

參看圖6至圖10，本發(fā)明所述的海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，在繩索取心作業(yè)時，卷揚(yáng)器1通過繩索將打撈器2下放至井底，打撈器2下端打撈鉤5捕獲巖心管12上端的撈矛頭12-1后，卷揚(yáng)器1通過繩索向上提升打撈器2，當(dāng)打撈鉤5將巖心管12提升至井口位置時，打撈鉤5的楔形配合面5-3與脫卡管4內(nèi)壁下端圓錐面4-1接觸，在圓錐面4-1的擠壓作用下，克服打撈鉤5上部開口處壓縮彈簧5-1的彈力作用，使打撈鉤5上部開口收縮，下部開口擴(kuò)張，掛鉤5-4將巖心管12的撈矛頭12-1釋放，完成巖心管與打撈器脫卡動作。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置，屬于鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。所述海底鉆機(jī)動力頭與繩索取心系統(tǒng)切換裝置包括動力頭、繩索取心系統(tǒng)、滑移架和滑移油缸；所述滑移架固定在鉆機(jī)桅桿上，在滑移架上設(shè)有水平布置的滑軌；所述動力頭安裝在滑軌上，動力頭還通過連接板與繩索取心系統(tǒng)形成一體式結(jié)構(gòu)；所述滑移油缸固定安裝在滑移架上，其伸縮臂末端與動力頭連接，在滑移油缸驅(qū)動下，動力頭沿滑軌水平移動，實(shí)現(xiàn)動力頭與繩索取心系統(tǒng)在井口位置處的切換。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了動力頭與繩索取心系統(tǒng)的自動切換、巖心管與打撈器脫卡動作的自動化操作，從而可將繩索取心技術(shù)應(yīng)用在海底深孔鉆機(jī)上，達(dá)到了減少輔助作業(yè)時間、提高工作效率和巖心質(zhì)量的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：和國磊;馮起贈;宋志彬;劉家譽(yù);許本沖;劉曉林;朱芝同;馬漢臣;秦如雷;杜垚森;王嘉瑞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.28
技術(shù)公布日：2017.10.20