一種水平井取芯裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤炭開采工業(yè)設(shè)備，具體涉及一種水平井取芯裝置，主要用于采取地下水平井中的充填加固材料的樣本。
【背景技術(shù)】
[0002]為預(yù)防煤礦開采過程中突水災(zāi)害發(fā)生，采用煤層底板加固技術(shù)。該技術(shù)主要是對煤層底板進行注入加固材料，以改善底板的隔水性，提高底板完整性和抗水壓能力，減少礦井突水危險性。具體實施方法是在地面施工一定數(shù)量的水平定向鉆孔，通過這些鉆孔對煤層底板實施預(yù)注漿、充填加固材料、最大限度消除底板水對采煤的影響，防止井下水害的發(fā)生。充填加固即注漿液的性能必須符合要求，才能起到良好的底板加固效果。為了驗證注漿液的固凝效果，需對水平井中的注漿材料進行連續(xù)取樣，并對樣本進行實驗室壓力試驗。這就需在水平井中用水平取芯裝置進行取芯。把樣本提取出地面后進行實驗檢測，對底板加固進行驗證。
[0003]為保證在水平井中順利取出注漿充填材料的樣本，需要對已注漿充填的固凝材料部位，進行取芯，獲取樣本。取芯裝置在井內(nèi)水平段時由于重力場作用，會躺臥在井壁底邊上，在取芯過程中有降斜趨勢，需要保證取芯裝置水平?，F(xiàn)有滾柱式軸承扶正裝置中的滾柱在使用過程中容易被泥沙卡住，使?jié)L柱滾動受限從而影響取芯器性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種水平井取芯裝置，該裝置能夠保證在取芯工作中保持水平狀態(tài)不易傾斜，且不易受泥沙影響。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種水平井取芯裝置，包括雙管單動裝置、取芯鉆頭和外管扶正接頭，所述雙管單動裝置包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管一部分在外管內(nèi)部，另一部分自外管前端伸出，所述外管扶正接頭自雙管單動裝置后端與外管連接，所述取芯鉆頭自雙管單動裝置前端與外管連接，內(nèi)管外壁與取芯鉆頭內(nèi)壁之間設(shè)有內(nèi)管扶正器，所述內(nèi)管扶正器為圓環(huán)形，沿圓環(huán)內(nèi)壁圓周交替分布有水槽和滾珠槽，所述滾珠槽內(nèi)設(shè)置有球形的滾珠，滾珠直徑大于滾珠槽口寬度。
[0007]作為對內(nèi)管扶正器的一種改進，各個滾珠槽尺寸相同、間距相等、側(cè)邊對齊，平行分布在內(nèi)管扶正器內(nèi)壁圓周；各個水槽尺寸相同，間距相等，側(cè)邊對齊，平行分布在各個滾珠槽的間隔中。
[0008]作為對內(nèi)管扶正器的另一種改進，每個滾珠槽內(nèi)設(shè)有至少3個滾珠，各個滾珠槽內(nèi)滾珠的數(shù)量、直徑相等，每個滾珠槽均軸向分布，滾珠在滾珠槽內(nèi)直線排列，滾珠槽的長度與滾珠槽內(nèi)滾珠直徑之和相等，滾珠槽寬度與滾珠直徑相等。多列滾珠組合排列，摩擦力小、轉(zhuǎn)運靈活、能夠有效保證內(nèi)管扶正。
[0009]進一步的，滾珠槽與滾珠的縫隙中注有潤滑油。
[0010]作為對雙管單動裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進，所述雙管單動裝置的內(nèi)管的前部設(shè)有卡簧座，卡簧座內(nèi)側(cè)設(shè)置有卡簧擋圈和卡簧，卡簧座與卡簧為錐形配合，便于取芯時卡入鉆取樣本。O
[0011]進一步的，所述雙管單動裝置的內(nèi)管的后部連接主軸，所述主軸一端伸入內(nèi)管內(nèi)部，主軸與內(nèi)管通過調(diào)整接頭和調(diào)整螺母固定連接；主軸上設(shè)置有軸承，軸承外連接軸承外套，軸承外套的前端連接有下壓蓋；主軸的后部套有平墊，并通過鎖緊螺母固定；所述軸承外套內(nèi)壁與外管扶正接頭前端外壁連接，外管扶正接頭前端中部開口容納主軸后端及旋緊螺母，所述開口的內(nèi)徑小于所述平墊的外徑，這樣限制了主軸在取芯過程中前后移動的范圍，使主軸與卡簧將取芯樣品卡住從而取出地面。
[0012]進一步的，所述主軸軸心具有圓柱形空心區(qū)，所述圓柱形空心區(qū)上方設(shè)有傾斜的開孔，圓柱形空心區(qū)連通主軸前端的鋼球容置區(qū)，所述鋼球容置區(qū)內(nèi)設(shè)有一個鋼球，所述鋼球的直徑大于圓柱形空心區(qū)端口內(nèi)徑，鋼球外側(cè)連接有空心的鋼球座。取芯過程中取芯樣品進入內(nèi)管過程中水流也一同進入內(nèi)管，取芯樣品后段水流通過鋼球座的空心區(qū)進入到主軸的圓柱形空心區(qū)后從傾斜的開孔中流出進入到內(nèi)管與外管的間隙中。
[0013]作為對外管扶正接頭的改進，所述外管扶正接頭由前后兩部分構(gòu)成，外管扶正接頭后端與外管內(nèi)壁連接，且具有圓錐臺、圓柱及圓錐組合形狀的空腔，后部空腔前端與兩個傾斜的壁孔連通作為水道；外管扶正接頭前端具有圓錐與圓柱組合形狀的開口。這個圓錐與圓柱組合形狀的開口容納主軸的后端。
[0014]進一步的，所述外管扶正接頭的外徑與取芯鉆頭外徑相同，外管扶正接頭外壁設(shè)有扶正器，可以防止取芯裝置在水平井內(nèi)躺臥時外管傾斜的狀態(tài)。
[0015]作為對鉆頭的改進，所述取芯鉆頭壁設(shè)有通孔。這個通孔也是流水的通道，水流自外管扶正器一端的空腔流入經(jīng)過與之連通的兩個傾斜的壁孔進入內(nèi)管與外管的間隙，再通過內(nèi)管扶正器中的水槽流入鉆頭內(nèi)壁的通孔進入鉆孔上返至地面，從而完成水流的循環(huán)，循環(huán)水能夠減小取芯阻力，降低鉆頭溫度，同時帶走泥沙。
[0016]本實用新型的有益效果為:
[0017]本實用新型水平井取芯裝置在水平井段內(nèi)躺臥狀態(tài)時，其整體可防止降斜趨勢。其中內(nèi)管扶正器由多列滾珠組合組成，摩擦力小、轉(zhuǎn)運靈活、穩(wěn)定。由于滾珠與扶正器支承內(nèi)管之間以點接觸，即使由于鉆井液中的細(xì)粒砂子卡住滾珠，也不會影響內(nèi)管的轉(zhuǎn)動?？朔藵L柱式軸承扶正裝置的缺點。
[0018]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0019]圖1為水平井取芯裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為內(nèi)管扶正器橫截面示意圖；
[0021]圖3為內(nèi)管扶正器縱剖面示意圖。
[0022]【附圖說明】:1.取芯鉆頭；2.外管扶正接頭；3.外管；4.內(nèi)管；5.內(nèi)管扶正器；6.卡簧；7.卡簧擋圈；8.卡簧座；9.主軸；10.調(diào)整接頭；11.調(diào)整螺母；12.軸承；13.軸承外套；14.平墊；15.鎖緊螺母；16.下壓蓋；17.鋼球；18.鋼球座；19.扶正器。
[0023]1-1.通孔；3-1.傾斜的壁孔；3-2.圓錐與圓柱組合形狀的開口；5_1.滾珠槽；5-2.水槽；5-3.滾珠；9-1.圓柱形空心區(qū)；9-2.傾斜的開孔。
【具體實施方式】
[0024]一種水平井取芯裝置，包括雙管單動裝置、取芯鉆頭I和外管扶正接頭2，雙管單動裝置包括內(nèi)管4和外管3，內(nèi)管4 一部分在外管3內(nèi)部，另一部分自外管3前端伸出，夕卜管扶正接頭2自雙管單動裝置后端與外管3連接，取芯鉆頭I自雙管單動裝置前端與外管3連接，內(nèi)管外壁與取芯鉆頭內(nèi)壁之間設(shè)有內(nèi)管扶正器5，內(nèi)管扶正器5為圓環(huán)形，沿圓環(huán)內(nèi)壁圓周交替分布有水槽5-2和滾珠槽5-1，滾珠槽5-1內(nèi)設(shè)置有球形的滾珠5-3，滾珠5_3直徑大于滾珠槽口寬度。
[0025]各個滾珠槽5-1尺寸相同、間距相等、側(cè)邊對齊，平行分布在內(nèi)管扶正器5內(nèi)壁圓周；各個水槽5-2尺寸相同，間距相等，側(cè)邊對齊，平行分布在各個滾珠槽5-1的間隔中。多列滾珠組合排列，摩擦力小、轉(zhuǎn)運靈活、能夠有效保證內(nèi)管扶正。
[0026]每個滾珠槽5-1內(nèi)設(shè)有至少3個滾珠5-3，各個滾珠槽內(nèi)滾珠的數(shù)量、直徑相等，每個滾珠槽5-1均軸向分布(及沿主軸方向)，滾珠5-3在滾珠槽5-1內(nèi)直線排列，滾珠槽的長度與滾珠槽內(nèi)滾珠直徑之和相等，滾珠槽寬度與滾珠直徑相等。滾珠槽與滾珠的縫隙中注有潤滑油?？勺M黃油起到潤滑作用。
[0027]雙管單動裝置的內(nèi)管4的前部設(shè)有卡簧座8，卡簧座8內(nèi)側(cè)設(shè)置有卡簧擋圈7和卡簧6，所述卡簧座8與卡簧6為錐形配合，便于