钻井时岩石碎块的提取装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010535080.6 (22)申请日 2020.06.12 (71)申请人 宁波希澈机械科技有限公司 地址 315000 浙江省宁波市镇海区澥浦镇 汇源路102号2楼 (72)发明人 黄俊煌 (51)Int.Cl. E21B 3/02(2006.01) E21B 27/00(2006.01) (54)发明名称 一种钻井时岩石碎块的提取装置 (57)摘要 本发明公开了一种钻井时岩石碎块的提取 装置， 包括固定在钻井伸缩杆上的工作壳体， 所 述工作壳体内设有工作腔， 所述工作。

2、腔内右侧内 壁固设有固定块， 所述固定块上端滑动连接有提 取容器， 所述工作腔内能容纳三个所述提取容 器， 且三个所述提取容器互相滑动连接， 本发明 采用了能够上下滑动的带齿滑块， 通过向下滑动 的带齿滑块的前端带齿部分和相应的第二齿轮 啮合连接， 从而实现在不同的高度实现将不同的 岩石碎片提取至相应的提取腔内； 采用了减速组 件， 将钻头钻进的动力减速传递至第四传动轴 上， 保障了带齿滑块向下移动的速度不会过快， 从而能保障每次岩石碎块的提取时， 都间隔较长 的距离， 保障数据的准确性。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 111550178 A 2020.08.18 CN 1115。

3、50178 A 1.一种钻井时岩石碎块的提取装置， 包括固定在钻井伸缩杆上的工作壳体， 所述工作 壳体内设有工作腔， 所述工作腔内右侧内壁固设有固定块， 所述固定块上端滑动连接有提 取容器， 所述工作腔内能容纳三个所述提取容器， 且三个所述提取容器互相滑动连接， 其特 征在于： 所述工作腔内设有固定组件， 所述固定组件滑动连接于所述工作腔右侧内壁的滑 动块、 固设于所述滑动块下端且下端带齿的水平块； 所述提取容器内设有岩块提取组件， 所 述岩块提取组件包括设于所述提取容器内的传动腔、 固设于所述传动腔左侧内壁的水平支 架、 设于所述传动腔内的滑动支架、 设于所述滑动支架内且和所述水平支架滑动连。

4、接的复 位腔、 固设于所述滑动支架下端的竖直块、 设于所述提取容器内且位于所述传动腔下侧的 提取腔， 所述工作壳体内还设有位于所述工作腔下侧的动力腔， 所述动力腔内设有减速组 件。 2.根据权利要求1所述的一种钻井时岩石碎块的提取装置， 其特征在于： 所述动力腔后 侧内壁固设有电机， 所述动力腔下侧内壁转动连接有向下延伸至外界且和所述电机下端动 力连接的第一传动轴， 位于外界的所述第一传动轴上固设有钻头。 3.根据权利要求1所述的一种钻井时岩石碎块的提取装置， 其特征在于： 所述固定组件 还包括连接于所述工作腔上侧内壁和所述滑动块之间的第一弹簧， 所述工作腔后侧内壁转 动连接有位于所述滑动块左。

5、侧的第二传动轴， 所述第二传动轴上固设有和所述滑动块左端 摩擦连接的摩擦轮， 所述第二传动轴上固设有位于所述摩擦轮前侧的第一带轮， 所述工作 腔前侧内壁转动连接有第三传动轴， 所述第三传动轴上固设有第二带轮， 所述第二带轮和 所述第一带轮之间连接有连接皮带， 所述第三传动轴上固设有位于所述第二带轮后侧的第 一锥齿轮， 所述工作腔上侧内壁转动连接有向下延伸至所述工作腔下侧内壁的第四传动 轴， 所述第四传动轴上固设有和所述第一锥齿轮啮合连接的第二锥齿轮。 4.根据权利要求1所述的一种钻井时岩石碎块的提取装置， 其特征在于： 所述岩块提取 组件还包括连接于所述水平支架和所述复位腔右侧内壁之间的第二弹。

6、簧， 所述提取腔左侧 内壁固设有能和所述滑动支架左端抵接的限位块， 所述传动腔后侧内壁转动连接有位于所 述滑动支架上侧的第五传动轴， 所述第五传动轴上固设有和所述滑动支架上端带齿部分啮 合连接的第一齿轮， 所述第五传动轴上固设有位于所述第一齿轮前侧的第三锥齿轮， 所述 传动腔左侧内壁转动连接有向左延伸至所述工作腔内的第六传动轴， 位于所述传动腔内的 所述第六传动轴上固设有和所述第三锥齿轮啮合连接的第四锥齿轮， 位于所述工作腔内的 所述第六传动轴上固设有第二齿轮， 所述工作腔后侧内壁滑动连接有和所述第四传动轴上 带螺纹部分螺纹连接的带齿滑块， 所述带齿滑块和所述工作腔上侧内壁之间连接有第三弹 簧。

7、， 且所述带齿滑块前端带齿部分能和所述第二齿轮啮合连接。 5.根据权利要求2所述的一种钻井时岩石碎块的提取装置， 其特征在于： 所述减速组件 包括动力连接于所述电机上端的第七传动轴， 所述第七传动轴上固设有第三齿轮， 所述第 七传动轴上转动连接有位于所述第三齿轮下侧的转动支架， 所述转动支架上互相呈一百二 十度地转动连接有三个第八传动轴， 所述第八传动轴上个固设有和所述第三齿轮啮合连接 的第四齿轮， 且所述第四齿轮半径比所述第三齿轮大， 所述第四齿轮上端中心处固设有联 动块， 所述动力腔前后侧内壁固设有两个固定支架， 前侧所述固定支架上固设有固定齿环， 且所述固定齿环和后侧所述固定支架固定连接。

8、， 且所述固定齿环内圈带齿部分和三个所述 第四齿轮啮合连接， 所述动力腔上侧内壁转动连接有向上延伸至所述工作腔内的第九传动 权利要求书 1/2 页 2 CN 111550178 A 2 轴， 位于所述动力腔内的所述第九传动轴上固设有转轮， 所述转轮下端设于和所述联动块 滑动连接的联动腔， 位于所述工作腔内的所述第九传动轴上固设有只能进行单向传动的单 向轴承， 所述单向轴承外表面固设有第三带轮， 所述第四传动轴上固设有第四带轮， 所述第 四带轮和所述第三带轮之间连接有传动皮带。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111550178 A 3 一种钻井时岩石碎块的提取装置 技术领域 0001 本发明。

9、涉及钻井设备技术领域， 具体为一种钻井时岩石碎块的提取装置。 背景技术 0002 在钻井时， 常常需要将不同深度的岩石层的岩石碎片进行取样调查， 从而最终确 定后续工作的最佳方案。 但一般取样在钻井后进行取样， 不能在钻井时就直接采样， 这样会 导致不能及时采取符合要求深度的岩石碎块， 无法制定最佳方案， 本发明阐明的一种能解 决上述问题的装置。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种钻井时岩石碎块的提取装置， 用于克服现有技术中的 上述缺陷。 0004 根据本发明的一种钻井时岩石碎块的提取装置， 包括固定在钻井伸缩杆上的工作 壳体， 所述工作壳体内设有工作腔， 所述工作腔内右侧内壁固设。

10、有固定块， 所述固定块上端 滑动连接有提取容器， 所述工作腔内能容纳三个所述提取容器， 且三个所述提取容器互相 滑动连接， 所述工作腔内设有固定组件， 所述固定组件滑动连接于所述工作腔右侧内壁的 滑动块、 固设于所述滑动块下端且下端带齿的水平块， 所述提取容器内设有岩块提取组件， 所述岩块提取组件包括设于所述提取容器内的传动腔、 固设于所述传动腔左侧内壁的水平 支架、 设于所述传动腔内的滑动支架、 设于所述滑动支架内且和所述水平支架滑动连接的 复位腔、 固设于所述滑动支架下端的竖直块、 设于所述提取容器内且位于所述传动腔下侧 的提取腔， 所述工作壳体内还设有位于所述工作腔下侧的动力腔， 所述动。

11、力腔内设有减速 组件。 0005 可优选地， 所述动力腔后侧内壁固设有电机， 所述动力腔下侧内壁转动连接有向 下延伸至外界且和所述电机下端动力连接的第一传动轴， 位于外界的所述第一传动轴上固 设有钻头。 0006 其中， 所述固定组件还包括连接于所述工作腔上侧内壁和所述滑动块之间的第一 弹簧， 所述工作腔后侧内壁转动连接有位于所述滑动块左侧的第二传动轴， 所述第二传动 轴上固设有和所述滑动块左端摩擦连接的摩擦轮， 所述第二传动轴上固设有位于所述摩擦 轮前侧的第一带轮， 所述工作腔前侧内壁转动连接有第三传动轴， 所述第三传动轴上固设 有第二带轮， 所述第二带轮和所述第一带轮之间连接有连接皮带， 。

12、所述第三传动轴上固设 有位于所述第二带轮后侧的第一锥齿轮， 所述工作腔上侧内壁转动连接有向下延伸至所述 工作腔下侧内壁的第四传动轴， 所述第四传动轴上固设有和所述第一锥齿轮啮合连接的第 二锥齿轮。 0007 其中， 所述岩块提取组件还包括连接于所述水平支架和所述复位腔右侧内壁之间 的第二弹簧， 所述提取腔左侧内壁固设有能和所述滑动支架左端抵接的限位块， 所述传动 腔后侧内壁转动连接有位于所述滑动支架上侧的第五传动轴， 所述第五传动轴上固设有和 说明书 1/4 页 4 CN 111550178 A 4 所述滑动支架上端带齿部分啮合连接的第一齿轮， 所述第五传动轴上固设有位于所述第一 齿轮前侧的第。

13、三锥齿轮， 所述传动腔左侧内壁转动连接有向左延伸至所述工作腔内的第六 传动轴， 位于所述传动腔内的所述第六传动轴上固设有和所述第三锥齿轮啮合连接的第四 锥齿轮， 位于所述工作腔内的所述第六传动轴上固设有第二齿轮， 所述工作腔后侧内壁滑 动连接有和所述第四传动轴上带螺纹部分螺纹连接的带齿滑块， 所述带齿滑块和所述工作 腔上侧内壁之间连接有第三弹簧， 且所述带齿滑块前端带齿部分能和所述第二齿轮啮合连 接。 0008 其中， 所述减速组件包括动力连接于所述电机上端的第七传动轴， 所述第七传动 轴上固设有第三齿轮， 所述第七传动轴上转动连接有位于所述第三齿轮下侧的转动支架， 所述转动支架上互相呈一百二。

14、十度地转动连接有三个第八传动轴， 所述第八传动轴上个固 设有和所述第三齿轮啮合连接的第四齿轮， 且所述第四齿轮半径比所述第三齿轮大， 所述 第四齿轮上端中心处固设有联动块， 所述动力腔前后侧内壁固设有两个固定支架， 前侧所 述固定支架上固设有固定齿环， 且所述固定齿环和后侧所述固定支架固定连接， 且所述固 定齿环内圈带齿部分和三个所述第四齿轮啮合连接， 所述动力腔上侧内壁转动连接有向上 延伸至所述工作腔内的第九传动轴， 位于所述动力腔内的所述第九传动轴上固设有转轮， 所述转轮下端设于和所述联动块滑动连接的联动腔， 位于所述工作腔内的所述第九传动轴 上固设有只能进行单向传动的单向轴承， 所述单向。

15、轴承外表面固设有第三带轮， 所述第四 传动轴上固设有第四带轮， 所述第四带轮和所述第三带轮之间连接有传动皮带。 0009 本发明的有益效果是： 本发明采用了能够上下滑动的带齿滑块， 通过向下滑动的 带齿滑块的前端带齿部分和相应的第二齿轮啮合连接， 从而实现在不同的高度实现将不同 的岩石碎片提取至相应的提取腔内； 采用了减速组件， 将钻头钻进的动力减速传递至第四 传动轴上， 保障了带齿滑块向下移动的速度不会过快， 从而能保障每次岩石碎块的提取时， 都间隔较长的距离， 保障数据的准确性。 附图说明 0010 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例中所 需要使用的附图作。

16、简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获 得其他的附图。 0011 图1是本发明的一种钻井时岩石碎块的提取装置的整体结构示意图； 图2是图1的 “A” 的结构示意放大图； 图3是图1的 “B” 的结构示意放大图； 图4是图3的 “C-C” 方向的结构示意图。 具体实施方式 0012 下面结合图1-4对本发明进行详细说明， 为叙述方便， 现对下文所说的方位规定如 下： 下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。 0013 参照图1-4， 根据本发明的实施例的。

17、一种钻井时岩石碎块的提取装置， 包括固定在 钻井伸缩杆上的工作壳体11， 所述工作壳体11内设有工作腔12， 所述工作腔12内右侧内壁 说明书 2/4 页 5 CN 111550178 A 5 固设有固定块46， 所述固定块46上端滑动连接有提取容器40， 所述工作腔12内能容纳三个 所述提取容器40， 且三个所述提取容器40互相滑动连接， 所述工作腔12内设有固定组件 901， 所述固定组件901滑动连接于所述工作腔12右侧内壁的滑动块23、 固设于所述滑动块 23下端且下端带齿的水平块24， 当所述滑动块23向下移动时， 所述水平块24下端的带齿部 分和最上侧的所述提取容器40的上端带齿部。

18、分互相配合连接， 从而防止三个所述提取容器 40滑动， 所述提取容器40内设有岩块提取组件902， 所述岩块提取组件902包括设于所述提 取容器40内的传动腔39、 固设于所述传动腔39左侧内壁的水平支架35、 设于所述传动腔39 内的滑动支架29、 设于所述滑动支架29内且和所述水平支架35滑动连接的复位腔31、 固设 于所述滑动支架29下端的竖直块30、 设于所述提取容器40内且位于所述传动腔39下侧的提 取腔61， 通过所述滑动支架29的向右滑动， 带动所述竖直块30向右移动， 当所述滑动支架29 向左复位时， 所述竖直块30将外界岩石碎块提取至所述提取腔61内， 所述工作壳体11内还 。

19、设有位于所述工作腔12下侧的动力腔57， 所述动力腔57内设有能够将动力减速传递给其他 组件的减速组件903。 0014 有益地， 所述动力腔57后侧内壁固设有电机53， 所述动力腔57下侧内壁转动连接 有向下延伸至外界且和所述电机53下端动力连接的第一传动轴54， 位于外界的所述第一传 动轴54上固设有钻头14。 0015 根据实施例， 以下对固定组件901进行详细说明， 所述固定组件901还包括连接于 所述工作腔12上侧内壁和所述滑动块23之间的第一弹簧22， 所述工作腔12后侧内壁转动连 接有位于所述滑动块23左侧的第二传动轴20， 所述第二传动轴20上固设有和所述滑动块23 左端摩擦连。

20、接的摩擦轮21， 所述第二传动轴20上固设有位于所述摩擦轮21前侧的第一带轮 62， 所述工作腔12前侧内壁转动连接有第三传动轴17， 所述第三传动轴17上固设有第二带 轮16， 所述第二带轮16和所述第一带轮62之间连接有连接皮带19， 所述第三传动轴17上固 设有位于所述第二带轮16后侧的第一锥齿轮18， 所述工作腔12上侧内壁转动连接有向下延 伸至所述工作腔12下侧内壁的第四传动轴13， 所述第四传动轴13上固设有和所述第一锥齿 轮18啮合连接的第二锥齿轮15， 通过所述摩擦轮21的顺时针转动， 使所述滑动块23向下移 动并通过所述水平块24压紧三个所述提取容器40。 0016 根据实施。

21、例， 以下对岩块提取组件902进行详细说明， 所述岩块提取组件902还包 括连接于所述水平支架35和所述复位腔31右侧内壁之间的第二弹簧32， 所述提取腔61左侧 内壁固设有能和所述滑动支架29左端抵接的限位块34， 所述传动腔39后侧内壁转动连接有 位于所述滑动支架29上侧的第五传动轴27， 所述第五传动轴27上固设有和所述滑动支架29 上端带齿部分啮合连接的第一齿轮25， 所述第五传动轴27上固设有位于所述第一齿轮25前 侧的第三锥齿轮26， 所述传动腔39左侧内壁转动连接有向左延伸至所述工作腔12内的第六 传动轴36， 位于所述传动腔39内的所述第六传动轴36上固设有和所述第三锥齿轮26。

22、啮合连 接的第四锥齿轮33， 位于所述工作腔12内的所述第六传动轴36上固设有第二齿轮37， 所述 工作腔12后侧内壁滑动连接有和所述第四传动轴13上带螺纹部分螺纹连接的带齿滑块38， 所述带齿滑块38和所述工作腔12上侧内壁之间连接有第三弹簧41， 且所述带齿滑块38前端 带齿部分能和所述第二齿轮37啮合连接。 0017 根据实施例， 以下对减速组件903进行详细说明， 所述减速组件903包括动力连接 于所述电机53上端的第七传动轴52， 所述第七传动轴52上固设有第三齿轮55， 所述第七传 说明书 3/4 页 6 CN 111550178 A 6 动轴52上转动连接有位于所述第三齿轮55下。

23、侧的转动支架51， 所述转动支架51上互相呈一 百二十度地转动连接有三个第八传动轴50， 所述第八传动轴50上个固设有和所述第三齿轮 55啮合连接的第四齿轮49， 且所述第四齿轮49半径比所述第三齿轮55大， 所述第四齿轮49 上端中心处固设有联动块56， 所述动力腔57前后侧内壁固设有两个固定支架60， 前侧所述 固定支架60上固设有固定齿环48， 且所述固定齿环48和后侧所述固定支架60固定连接， 且 所述固定齿环48内圈带齿部分和三个所述第四齿轮49啮合连接， 所述动力腔57上侧内壁转 动连接有向上延伸至所述工作腔12内的第九传动轴45， 位于所述动力腔57内的所述第九传 动轴45上固设。

24、有转轮47， 所述转轮47下端设于和所述联动块56滑动连接的联动腔58， 位于 所述工作腔12内的所述第九传动轴45上固设有只能进行单向传动的单向轴承44， 所述单向 轴承44外表面固设有第三带轮43， 所述第四传动轴13上固设有第四带轮59， 所述第四带轮 59和所述第三带轮43之间连接有传动皮带42。 0018 初始状态时， 水平块24位于上极限位置， 带齿滑块38位于上极限位置， 竖直块30位 于左极限位置。 0019 当进行钻井取样时， 工作壳体11向下移动， 启动电机53， 使第一传动轴54、 第七传 动轴52转动， 转动的第一传动轴54带动钻头14转动， 转动的钻头14向下移动对岩。

25、石进行钻 进并使岩石碎裂成岩石碎片， 转动的第七传动轴52带动第三齿轮55转动， 转动的第三齿轮 55通过第四齿轮49、 联动块56、 转轮47使第九传动轴45减速转动， 此时第九传动轴45的转动 方向和单向轴承44的传动方向相同， 转动的第九传动轴45依次通过单向轴承44、 第三带轮 43、 传动皮带42、 第四带轮59带动第四传动轴13转动， 转动的第四传动轴13依次通过第二锥 齿轮15、 第一锥齿轮18带动第三传动轴17顺时针转动， 顺时针转动的第三传动轴17依次通 过第二带轮16、 连接皮带19、 第一带轮62带动第二传动轴20顺时针转动， 顺时针转动的第二 传动轴20通过摩擦轮21、。

26、 滑动块23带动水平块24向下移动并使水平块24下端的带齿部分和 最上侧提取容器40上端的带齿部分配合连接， 从而防止三个提取容器40滑动， 第一弹簧22 积蓄弹性势能， 转动的第四传动轴13带动带齿滑块38向下移动， 第三弹簧41积蓄弹性势能， 当向下移动的带齿滑块38带动第二齿轮37转动时， 转动的第二齿轮37依次通过第六传动轴 36、 第四锥齿轮33、 第三锥齿轮26带动第五传动轴27逆时针转动， 逆时针转动的第五传动轴 27通过第一齿轮25带动滑动支架29向右移动， 第二弹簧32积蓄弹性势能， 向右移动的滑动 支架29带动竖直块30向右移动至外界， 随着带齿滑块38的继续向下移动， 当。

27、带齿滑块38前 端带齿部分不再和第二齿轮37啮合连接时， 第二弹簧32释放弹性势能并通过滑动支架29带 动竖直块30向左移动并复位， 向左移动的竖直块30将外界的岩石碎块提取至对应提取腔61 内， 随着工作壳体11的继续下降， 不同深度的岩石碎块被提取至对应提取腔61内， 当完成提 取时， 关闭电机53， 钻头14失去动力不再转动， 第三弹簧41释放弹性势能并带动带齿滑块38 向上移动， 当带齿滑块38向上移动和最后一个第二齿轮37啮合连接时， 最后一个滑动支架 29和限位块34抵接， 带齿滑块38无法向上移动， 当提取容器40通过外界机械手向右取出时， 带齿滑块38才可向上复位， 第一弹簧2。

28、2释放弹性势能并带动水平块24向上移动并复位， 且 在带齿滑块38复位的过程中， 第三带轮43的转动方向和单向轴承44的传动方向不同， 从而 此时钻头14不转动， 装置恢复初始状态。 0020 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 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。 说明书 4/4 页 7 CN 111550178 A 7 图1 说明书附图 1/3 页 8 CN 111550178 A 8 图2 图3 说明书附图 2/3 页 9 CN 111550178 A 9 图4 说明书附图 3/3 页 10 CN 111550178 A 10 。