一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构，包括芯轴及套管端盖；套管端盖的中心孔为阶梯孔，中心孔上部和下部的直径均大于中部的直径；芯轴的下端穿过套管端盖，套管端盖内孔上部与芯轴之间由上到下依次设有骨架油封、上深沟球轴承、上传力卡套、上推力球轴承；套管端盖内孔的下部与芯轴之间由上到下依次设有缓冲弹簧、下推力球轴承、下传力卡套、下深沟球轴承，芯轴的下端设有防松螺母。本实用新型专利技术具有轴承定心效果好、防海水腐蚀性好、结构紧凑的优点，满足了海底钻机的使用工况。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构
本技术涉及一种绳索取心钻具的单动机构，尤其是涉及一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构。
技术介绍
海底矿产资源的开发与利用已经成为世界各国未来矿产资源战略的一个新热点。通过钻探手段是获取岩矿心是评价地质矿产储量最直接的方法。目前使用的绳索取心钻具主要是针对陆域岩心钻机和位于海面钻探船甲板上的海上钻机使用，主要包括外管总成和内管总成，外管包括弹卡档头、弹卡室、扩孔器、外管、钻头等组件；内管总成主要包括弹卡定位机构、悬挂定位机、单动机构、内管、回水球阀、岩心衬管、卡簧、卡簧座等。现有的绳索取心钻具单动机构主要由芯轴、套管端盖、推力球轴承、缓冲弹簧、锁紧螺母组成。针对海底钻机的使用工况现有的绳索取心钻具的单动机构主要存在的以下不足：1.其主要针对陆域钻探不考虑海水的腐蚀影响，上部的推力球轴承仅设置防尘盖，对海水的防腐蚀性能差，容易失效；2.其主要采用上下两幅推力球轴承的组合模式，对芯轴无定心效果，单动性能较差；3.单动机构尺寸较长，不利于在确保内管长度不变的前提下通过缩短钻具总长，实现降低海底钻机的机身高度，从而达到钻机整机轻量化的目的。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、紧凑，对海水的防腐蚀能力强，使用寿命长，且具有良好的单动性能的适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构。本技术采用的技术方案是：一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构，包括芯轴及套管端盖；套管端盖的中心孔为阶梯孔，中心孔上部和下部的直径均大于中部的直径；芯轴的下端穿过套管端盖，套管端盖内孔上部与芯轴之间由上到下依次设有骨架油封、上深沟球轴承、上传力卡套、上推力球轴承；套管端盖内孔的下部与芯轴之间由上到下依次设有缓冲弹簧、下推力球轴承、下传力卡套、下深沟球轴承，芯轴的下端设有防松螺母。上述的适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构中，所述的套管端盖内孔下部侧壁上设有用于排水的环状沟槽，套管端盖下端面上设有连通排水沟槽的排水孔。上述的适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构中，所述的上传力卡套和下传力卡套的截面形状均呈T型。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的全部轴承均设置在密闭的腔体结构内，能够抑制海水腐蚀，提高了轴承使用寿命；本技术实现推力轴承和深沟球轴承的组合应用，并且将缓冲弹簧设置在上下两组轴承组合之间，有利于在提高芯轴定心效果，且使得本技术的结构更为紧凑；套管端盖内孔下部侧壁上设有用于排水的环状沟槽，套管端盖下端面上设有连通排水沟槽的排水孔，其内的水能够在缓冲弹簧压缩时顺利排出，满足缓冲弹簧的正常工作需求。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：调节螺母1、芯轴2、骨架油封3、上深沟球轴承4、上传力卡套5、上推力轴承6、套管端盖7、缓冲弹簧8、下推力轴承9、下传力卡套10、下深沟球轴承11、防松螺母垫圈12、防松螺母13、内管接头14、回水球阀15、钢球16。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明。如图1所示，本技术包括芯轴2和套管端盖7，芯轴2的上端处调节螺母1。所述的套管端盖7的中心孔为阶梯孔，中心孔上部和下部直径均大于中部直径。芯轴2的下端穿过套管端盖7，套管端盖7内孔上部与芯轴2之间由上到下依次设有骨架油封3、上深沟球轴承4、上传力卡套5、上推力轴承6；套管端盖7内孔的下部与芯轴2之间依次设有缓冲弹簧8、下推力轴承9、下传力卡套10、下深沟球轴承11及防松螺母垫圈12，芯轴2的下端设有防松螺母13。所述的上传力卡套5和下传力卡套10的截面形状均呈T型。所述的套管端盖7内孔下部侧壁上设有用于排水的环状沟槽71，套管端盖6下端面上设有连通环状沟槽71的排水孔72，在缓冲弹簧压缩时，其内的水能够顺利排出，满足缓冲弹簧的正常工作需求。在钻机动力头带动下，取心钻具压入沉积物地层中时，本技术的芯轴2转动，进而会带动上深沟球轴承4内圈转动，上传力卡套5随芯轴2转动，其上端能够对上深沟球轴承4内圈轴向定位，下端能够对上推力球轴承6紧圈定位，且提供一定的推力，而且上推力球轴承6松圈与套管端盖7内孔的上台阶面相接触，上台阶面具有限位功能。套管端盖7下腔内，缓冲弹簧8上端与套管端盖7下腔顶部相接触，缓冲弹簧8下端与下推力球轴承9松圈相接触，下推力球轴承9紧圈随芯轴转动；下推力球轴承9紧圈与L型支块采用紧配合，带动L型支块转动，L型支块凸起的一端与下深沟球轴承11紧圈相接触；芯轴2下端设有防松螺母13。本技术的具体使用方法如下：取心钻具的内管总成下放到位后，开始钻进作业。此时在上深沟球轴承4、上推力轴承6、下推力轴承9、下深沟球轴承11的组合作用下实现芯轴2旋转而套管端盖7及内管接头14不旋转。钻进结束后，进行拔心操作时，芯轴带动下深沟球轴承11和下推力轴承9对缓冲弹簧8进行压缩，使芯轴2相对于套管端盖7和内管接头14沿轴向方向上移一段距离，实现内管总成在拔心操作时能够坐落在外管钻头的内台阶上。在压缩缓冲弹簧8的过程中，用于安放缓冲弹簧8的套管端盖7内孔中的水沿套管端盖中的环形水槽71和排水孔72排出，实现缓冲弹簧8的正常压缩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构，其特征是：包括芯轴及套管端盖；套管端盖的中心孔为阶梯孔，中心孔上部和下部的直径均大于中部的直径；芯轴的下端穿过套管端盖，套管端盖内孔上部与芯轴之间由上到下依次设有骨架油封、上深沟球轴承、上传力卡套、上推力球轴承；套管端盖内孔的下部与芯轴之间由上到下依次设有缓冲弹簧、下推力球轴承、下传力卡套、下深沟球轴承，芯轴的下端设有防松螺母。

【技术特征摘要】
1.一种适用于海底钻机的绳索取心钻具单动机构，其特征是：包括芯轴及套管端盖；套管端盖的中心孔为阶梯孔，中心孔上部和下部的直径均大于中部的直径；芯轴的下端穿过套管端盖，套管端盖内孔上部与芯轴之间由上到下依次设有骨架油封、上深沟球轴承、上传力卡套、上推力球轴承；套管端盖内孔的下部与芯轴之间由上到下依次设有缓冲弹簧、下推力球轴承、下传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳亮，万步炎，彭奋飞，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43