应用于绳索取心钻进的打捞锚及打捞法

摘要

本发明提供一种应用于绳索取心钻进的打捞锚及打捞法，涉及地质勘探机械领域，其中应用于绳索取心钻进的打捞锚包括芯轴、卡瓦和导向帽，导向帽设在芯轴的一端，导向帽与芯轴螺纹连接，芯轴的另一端设有与其他钻具配合的螺纹，芯轴的中部呈圆台状，芯轴的中部的远离导向帽的一侧为大端，芯轴的中部外侧设有外螺纹，卡瓦为横截面是“C”形的弹性管套，卡瓦内侧设有与中部的外螺纹配合的内螺纹，卡瓦套设在芯轴的中部的外侧，卡瓦外侧设有第一凸起。本发明提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚及打捞法的有益效果是使用方便快捷，能够将打捞锚回收，避免了二次事故的发生同时节省了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探机械领域，具体而言，涉及一种应用于绳 索取心钻进的打捞锚及打捞法。

背景技术

工程勘察钻孔施工过程中，经常会发生钻具折断事故，在钻孔 内折断的钻具被称为落鱼，落鱼多为管状，一般采用丝锥打捞，将 丝锥放入钻孔内并攻入折断的钻具中，然后上提丝锥达到打捞落鱼 的目的。

但该方法存在两个缺点：1、由于丝锥攻入钻具的螺纹会磨损或 崩齿，丝锥一般只能使用1-4次就会报废，更换成本高昂；2、丝锥 攻入折断的钻具后，如果折断的钻具受到的阻力太大，不能顺利起 拔，此时因丝锥上方的某处螺纹被旋落，反转丝锥不能使丝锥从折 断的钻具中退出，使遗留在孔内的钻具增多，引发次生事故，使事 故进一步恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于绳索取心钻进的打捞锚及打 捞法，以解决上述的问题。

本发明提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚包括芯轴、卡瓦和 导向帽，所述导向帽设在所述芯轴的一端，所述导向帽与所述芯轴 螺纹连接，所述芯轴的另一端设有用于与其他钻具配合的螺纹，所 述芯轴的中部呈圆台状，所述芯轴的中部的远离所述导向帽的一侧 为大端，所述芯轴的中部外侧设有外螺纹，所述卡瓦为横截面是“C” 形的弹性管套，所述卡瓦内侧设有与所述中部的外螺纹配合的内螺 纹，所述卡瓦套设在所述芯轴的中部的外侧，所述卡瓦外侧设有凸 起。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，所述凸起 为环形凸起，环形凸起与落鱼内部咬合后，结合紧密，摩擦力大， 提起时不容易脱离。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，所述卡瓦 呈圆台状，所述卡瓦靠近所述导向帽的一侧为小端。卡瓦呈圆台状， 靠近导向帽的一侧为小端，小端的卡瓦更加容易伸入到落鱼的内部， 避免卡瓦还未伸入就卡在落鱼外部。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，还包括压 簧，所述压簧套设在所述芯轴外，所述压簧一端固定在所述芯轴远 离所述导向帽的一端，所述压簧另一端与所述卡瓦的远离所述导向 帽的一端连接。压簧挤压卡瓦，卡瓦被挤压靠近导向帽的的一端， 这样避免卡瓦在芯轴上自由滑动，能够让卡瓦自动归位，方便操作。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，还包括套 筒，所述套筒套设在所述卡瓦外侧，所述套筒内设有第二凸起，所 述套筒和所述卡瓦间隙配合，所述套筒与所述芯轴的远离所述导向 帽的一端固定连接。在打捞落鱼时，套筒套在落鱼的外侧，卡瓦从 落鱼内部挤压落鱼，与套筒配合将落鱼夹住，这样对落鱼的夹取更 加稳定和牢固。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，所述芯轴 的中部的外螺纹为左旋螺纹。采用左旋螺纹，打捞锚能够更好的和 一般的钻具相互配合，利用电动钻具提高打捞的效率。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，还包括垫 片，所述垫片套设在所述芯轴上，卡设于所述卡瓦和所述导向帽之 间。垫片能够缓冲卡瓦对导向帽的冲击和带动导向帽进行旋转，避 免导向帽的下落。

以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚，优选地，所述卡瓦 为弹簧钢卡瓦。弹簧钢制作的卡瓦具有优良的弹性和屈服极限，能 够提高卡瓦的使用寿命和卡瓦的卡扣强度。

本发明还提供了一种应用于绳索取心钻进的打捞法，

将以上所述的应用于绳索取心钻进的打捞锚和钻具组合；

将打捞锚伸入钻孔内，向落鱼的位置下放，直到打捞锚进入落 鱼内；

沿使卡瓦远离导向帽的方向旋转钻具；

向上提出打捞锚，打捞出落鱼；若提不出打捞锚，则将打捞锚 向下伸入，然后沿使卡瓦靠近导向帽的方向旋转钻具，再向上提出 打捞锚。

采用这种打捞法能够实现稳定快速地将落鱼提出钻孔，当提不 出落鱼的时候，反向旋转钻具便能将打捞锚和落鱼分开，再将打捞 锚提出，避免二次事故的发生，同时回收了打捞锚，节省了施工成 本。

以上所述的一种应用于绳索取心钻进的打捞法，优选地，保持 芯轴受到拉应力。

本发明提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚及打捞法的有益效 果是，通过在圆台状的中部外套设一个卡瓦，圆台状的中部外侧设 有外螺纹，卡瓦内设有与外螺纹配合的内螺纹，当芯轴旋转时，卡 瓦和芯轴发生相对移动，卡瓦移动到芯轴的中部的大端处，将卡瓦 撑开，卡瓦外侧的凸起就能够嵌入落鱼的内侧，将落鱼与打捞锚紧 紧结合，提出打捞锚便可取出落鱼，如果不能提出打捞锚，便反向 旋转芯轴，螺纹配合的作用下卡瓦向芯轴的小端移动，在卡瓦弹性 作用下，卡瓦收拢，与落鱼分离，再将打捞锚提出回收便可。使用 方便快捷，能够将打捞锚回收，避免了二次事故的发生同时节省了 成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚 的示意图；

图2是图1所示的应用于绳索取心钻进的打捞锚的卡瓦的轴测 示意图；

图3是图1所示的应用于绳索取心钻进的打捞锚的芯轴的示意 图；

图4是本发明第二实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚 的主剖面示意图；

图5是本发明第三实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚 的主剖面示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细 描述。

图1是本发明第一实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞 锚的示意图；图2是图1所示的应用于绳索取心钻进的打捞锚的 卡瓦的轴测示意图；图3是图1所示的应用于绳索取心钻进的打 捞锚的芯轴的示意图。如图1-3所示，本发明第一实施例提供 的应用于绳索取心钻进的打捞锚包括芯轴101、卡瓦102和导 向帽103，导向帽103设在芯轴101的一端，导向帽103与芯 轴101螺纹连接，芯轴101的另一端设有与其他钻具配合的螺 纹，芯轴101的中部呈圆台状，芯轴101的中部的远离导向帽 103的一侧为大端，芯轴101的中部外侧设有外螺纹105，卡瓦 102为横截面是“C”形的弹性管套，卡瓦102内侧设有与中部 的外螺纹105配合的内螺纹106，卡瓦102套设在芯轴101的 中部的外侧，卡瓦102外侧设有第一凸起104。

“C”形的弹性管套的卡瓦102套设在芯轴101的中部， 优选为弹簧钢卡瓦。弹簧钢制作的卡瓦102具有优良的弹性和 屈服极限能够提高卡瓦102的使用寿命和卡瓦102与芯轴101 的结合紧密程度，使卡瓦102的内侧紧紧贴合在芯轴101的中 部。芯轴101的一端与导向帽103连接，导向帽103的外径略 小于卡瓦102的外径，导向帽103一方面能够引导打捞锚进入 落鱼内，一方面将卡瓦102卡住，限制卡瓦102的位移，使卡 瓦102向下只能运动到导向帽103处。

由于芯轴101与卡瓦102配合的中部呈圆台状，圆台的锥 度能够选取1:100-200，优选为1:130。同时，圆台的小端靠近 导向帽103的一端，打捞锚在使用之前，先将卡瓦102转动到 导向帽103处，因为导向帽103处的圆台为小端，所以卡瓦102 在自身弹性作用下收缩，卡瓦102的外径变小。将打捞锚放下， 伸入到管状的落鱼内。再旋转芯轴101，使卡瓦102向远离导 向帽103的方向移动，定义这个方向的旋转为正向旋转。芯轴 101中部的外螺纹105和卡瓦102的内螺纹106相互配合，由 于卡瓦102已经和落鱼的内壁接触，卡瓦102不会转动，芯轴 101便向下前进，这样，卡瓦102就慢慢滑动到芯轴101的中 部的大端，大端将卡瓦102撑开，卡瓦102的外径变大，卡瓦 102的第一凸起104嵌入到落鱼的内壁，使打捞锚与落鱼紧紧 结合，这时上提打捞锚便能够实现将落鱼从钻孔内打捞出来； 若不能提出打捞锚和落鱼，便需要反向旋转芯轴101，使卡瓦 102通过螺纹配合滑动到小端，卡瓦102收缩，卡瓦102的外 径减小，与落鱼脱离，提出打捞锚，将打捞锚回收。

打捞锚中只有卡瓦102是易损件，更换成本低。同时通过 旋转芯轴101可使卡瓦102胀开或收缩，使卡瓦102与落鱼的 摩擦力通过旋转芯轴101就能增大或减小，能有效控制起拔拉 用的摩擦力，避免事故的进一步恶化。

图4是本发明第二实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞 锚的主剖面示意图。如图4所示，本发明第二实施例提供的应 用于绳索取心钻进的打捞锚是在第一实施例的基础上，第一凸 起104优选为多条环形凸起，环形凸起类似环形螺纹，在当卡 瓦102胀开后与落鱼内部咬合，结合紧密，摩擦力大，提起时 不容易滑脱。

进一步地，卡瓦102呈圆台状，卡瓦102靠近导向帽103 的一侧为小端。卡瓦102呈圆台状且靠近导向帽103的一端为 小端，小端的卡瓦102由于外径小，更加容易伸入到落鱼的内 部，避免由于卡瓦102的外径略大不容易进入到落鱼内。芯轴 101上与卡瓦102配合的螺纹为左旋螺纹，优选为锯齿形左旋 螺纹，这种螺纹对力的传递效果好，能够承受较大的载荷，同 时因为大部分的电动钻具为左旋，这样利用电动钻具与打捞锚 的芯轴101组合，使左旋为芯轴101的正旋方向，左旋芯轴101 便能将打捞锚和落鱼固定，比手工旋转芯轴101打捞速度快、 效率高。

本实施例提供的打捞锚还包括垫片107，垫片107套设在 芯轴101上，卡设于卡瓦102和导向帽103之间，垫片107的 外径与导向帽103的外径相同，垫片107与导向帽103之间具 有一定的间距。卡瓦102顶在垫片107上，当卡瓦102旋转时， 只带动垫片107旋转，能够减少卡瓦102和芯轴101相对旋转 时对导向帽103的冲击和带动导向帽103进行旋转，避免导向 帽103脱离芯轴101。

图5是本发明第三实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞 锚的主剖面示意图。如图5所示，本发明第三实施例提供的应 用于绳索取心钻进的打捞锚是在第一实施例和第二实施例的基 础上，进一步地，还包括压簧108，压簧108套设在芯轴101 外，压簧108一端固定在芯轴101远离导向帽103的一端，压 簧108另一端与卡瓦102的远离导向帽103的一端连接。平时 未使用时，压簧108将卡瓦102挤压到靠近导向帽103的一端， 使卡瓦102自动归位，在使用过程中，压簧108挤压卡瓦102， 使卡瓦102的内螺纹106和芯轴101的外螺纹105紧密贴合， 避免发生空转，提高了打捞效率。

在卡瓦102外侧还套设有套筒109，套筒109的内径略大 于管状的落鱼的外径，套筒109和卡瓦102间隙配合，套筒109 与芯轴101的远离导向帽103的一端固定连接，在套筒109内 还设有多个第二凸起110，打捞落鱼时，卡瓦102的第一凸起 104伸入落鱼内与落鱼的内壁贴合，而套筒109则套在落鱼的 外侧，第二凸起110与落鱼的外壁贴合，第二凸起110和卡瓦 102的第一凸起104外内配合，实现了对落鱼的管壁的更加牢 固和稳定的夹持抓取。

本发明第四实施例提供一种应用于绳索取心钻进的打捞 法，包括：

将以上实施例提供的应用于绳索取心钻进的打捞锚和钻具 组合安装，钻具可以为钻杆，将芯轴101远离导向帽103的一 端旋入钻杆中，将芯轴101和钻杆通过螺纹连接固定；

将打捞锚伸入到钻孔内，向落鱼的位置下放，直到打捞锚 进入落鱼内，停止前进；

沿使卡瓦102远离导向帽103的方向来旋转钻杆带动芯轴 101旋转，定义这个旋转方向为正向旋转，这时，在螺纹配合 的作用下，卡瓦102相对芯轴101向上滑动，卡瓦102胀开， 卡瓦102与落鱼紧密贴合，配合第一凸起104将落鱼牢牢卡住。

上提打捞锚，将落鱼和打捞锚一同提出钻孔，便将打捞锚 提出钻孔，将落鱼打捞出来；若打捞锚不能提出，则将打捞锚 先向下伸入，确保卡瓦102与落鱼贴紧，然后沿使卡瓦102靠近 导向帽103的方向旋转钻具，定义这个旋转为反向旋转，带动芯 轴101一同旋转，在芯轴101与卡瓦102的螺纹配合的作用下， 芯轴101相对卡瓦102向上运动，卡瓦102向芯轴101中部的 小端移动，卡瓦102收缩，卡瓦102的外径变小，卡瓦102和 落鱼内侧脱离，最后，再将芯轴101连带卡瓦102一同向上提 出，回收打捞锚。

在整个操作过程中都应保持芯轴101受到拉应力，利用拉 应力能够提高卡瓦102和芯轴101的结合力，避免卡瓦102和 芯轴101出现滑脱的现象。

采用这种打捞法能够快速方便的打捞出落鱼，当不能打捞 出落鱼时，通过反向旋转芯轴101，使卡瓦102脱离落鱼，便 可取出打捞锚，进行打捞锚的回收，避免了二次事故的发生和 打捞锚的浪费，节省了施工成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。