1.一種繩索取芯工具,主要由上殼體(1)、吊環(2)、導流頭(3)、支撐筒(4)、渦輪軸(5)、
扶正軸承(6)、渦輪轉子(7)、渦輪定子(8)、轉子支撐套(9)、定子支撐套(10)、下殼體(11)、
支撐軸承組(12)、內調節套(13)、外調節套(14)、行星輪套(15)、螺栓(16)、防塵圈(17)、軸
承擋圈(18)、防掉端蓋(19)、圓錐滾子軸承(20)、銷軸(21)、止推軸承(22)、行星輪(23)、減
速筒(24)、蓋板(25)、傳動軸(26)、活塞缸(27)、密封圈(28)、活塞桿(29)、鎖緊銷(30)、巖芯
筒(31)、外取芯鉆頭(32)、內取芯鉆頭(33)、巖芯爪(34)和泥漿擋圈(35)組成,其特征在于:
所述上殼體(1)與下殼體(11)、下殼體(11)與外取芯鉆頭(32)、吊環(2)與導流頭(3)、導流
頭(3)與支撐筒(4)、支撐筒(4)與行星輪套(15)、渦輪軸(5)與轉子支撐套(9)、轉子支撐套
(9)與傳動軸(26)、減速筒(24)與活塞缸(27)、活塞桿(29)與巖芯筒(31)、巖芯筒(31)與內
取芯鉆頭(33)、鎖緊銷(30)與活塞缸(27)間均采用螺紋連接;所述渦輪軸(5)的上方設有入
口流道P,減速筒(24)的下端設有泄流通道M,轉子支撐套(9)的中部及巖芯筒(31)的上部均
設有徑向流道;所述渦輪軸(5)的上端與支撐筒(4)之間設有扶正軸承(6)用于扶正轉動的
渦輪軸(5);所述渦輪軸(5)外部設有臺階用于限制渦輪轉子(7)的軸向運動,渦輪轉子(7)
通過轉子支撐套(9)壓緊固定于渦輪軸(5)上,支撐筒(4)內壁設有臺階用于限制渦輪定子
(8)的軸向運動,渦輪定子(8)通過定子支撐套(10)壓緊固定于支撐筒(4)內,定子支撐套
(10)放置于支撐軸承組(12)上;所述行星輪套(15)、螺栓(16)、防塵圈(17)、軸承擋圈(18)、
防掉端蓋(19)、圓錐滾子軸承(20)、銷軸(21)、止推軸承(22)、行星輪(23)、減速筒(24)和蓋
板(25)共同組成取芯工具的減速機構;所述泥漿擋圈(35)呈空心圓筒狀。
2.根據權利要求1所述的一種繩索取芯工具,其特征在于:所述上殼體(1)與支撐筒(4)
之間通過錐形花鍵連接,上殼體(1)內壁均布有8條錐形槽,支撐筒(4)外部均布有4條錐形
凸筋;所述支撐筒(4)的錐形凸筋與上殼體(1)的錐形槽配合,取芯工具內部零件的重量均
通過錐形花鍵施加于上殼體(1)上,未與錐形凸筋配合的另外4條錐形槽則形成過流通道;
所述活塞桿(29)與活塞缸(27)之間通過直花鍵連接,鎖緊銷(30)限制活塞桿(29)相對活塞
缸(27)的軸向運動。
3.根據權利要求1所述的一種繩索取芯工具的方法,其特征在于:所述吊環(2)上端用
于與繩索連接,當取芯工具完成取芯時,可將除上殼體(1)、下殼體(11)和外取芯鉆頭(32)
之外的零件所組成的取芯工具內部裝置整體提出;當未進行取芯作業時,取芯工具內部的
流體一部分進入上殼體(1)的未與錐形凸筋配合的4條錐形槽并流至井底,另一部分通過入
口流道P進入支撐筒(4)內部,但由于進入支撐筒(4)內部的流體先后經過入口流道P、渦輪
軸(5)的徑向流道、渦輪機構、轉子支撐套(9)的徑向流道和泄流通道M,其壓耗較大,因此流
體主要通過錐形槽流至井底;另一方面,由于活塞桿(29)上下兩端的壓差不大,因此鎖緊銷
(30)無法被剪斷;當進行取芯作業時,向工具內部投入泥漿擋圈(35),泥漿擋圈(35)停留于
上殼體(1)內部錐形花鍵的上端并將上殼體(1)內壁的錐形槽封堵,此時工具內部的流體無
法通過錐形槽而只能經過入口流道P和渦輪軸(5)的徑向流道流入渦輪機構中,流體驅動渦
輪轉子(7)轉動并進一步帶動渦輪軸(5)、轉子支撐套(9)、傳動軸(26)一起高速轉動,傳動
軸(26)的高速轉動經過減速機構的作用轉化成減速筒(24)的低速轉動,并進一步帶動活塞
缸(27)、活塞桿(29)、巖芯筒(31)、內取芯鉆頭(33)低速轉動;另一方面,由渦輪機構排出的
流體經轉子支撐套(9)的徑向流道和傳動軸(26)的內筒,流向活塞桿(29)上端,由于活塞桿
(29)上端面被封堵流體只能通過泄流通道M排至活塞缸(27)與下殼體(11)形成的環空中,
在此過程中,流體作用于活塞桿(29)上端面并給活塞桿(29)向下的推力,在推力作用下鎖
緊銷(30)被剪斷,活塞桿(29)向下運動并驅動內取芯鉆頭(33)作用于地層,取芯過程中內
取芯鉆頭(33)的轉速和鉆壓分別由減速筒(24)的轉速和活塞桿(29)上端面所受推力決定,
巖芯進入巖芯筒(31)后壓縮巖芯筒(31)內部的流體,流體通過巖芯筒(31)上端的徑向流道
排出。
展開