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卡簧與卡簧座的卡芯原理
時間: 2018-10-24 15:17 瀏覽次數:
一、 鉆頭內徑與巖芯外徑的尺寸關系 正常情況下,鉆頭胎體(工作層)部分與連接螺紋的同軸度可以控制在0.10mm左右,這種情況下所鉆的巖芯外徑會比鉆頭的內徑小0.20mm,鉆孔比擴孔
一、 鉆頭內徑與巖芯外徑的尺寸關系
正常情況下,鉆頭胎體(工作層)部分與連接螺紋的同軸度可以控制在0.10mm左右,這種情況下所鉆的巖芯外徑會比鉆頭的內徑小0.20mm,鉆孔比擴孔器的外徑打大0.20mm;如果加工過程沒有有效控制,產生的不同軸度越大,巖芯外徑越小,就會影響正常的卡芯過程。如不同軸度打大0.40mm時,巖芯就會比鉆頭的內徑小0.80mm,這時即使使用常規小號的卡簧,也不能有效地卡斷巖芯。
二、 為什么卡簧的內徑比鉆頭的內徑不能小到一定的極限?
當卡簧的內徑比鉆頭的內徑小到超過一定的極限時,會產生卡簧在卡簧座內被巖芯直接頂碎。原因有兩個方面:1.巖芯要進入卡簧的阻力增大;2.卡簧座必須給卡簧張開留下更大的空間,會使卡簧、巖芯和卡簧座的中心線不在一條直線上,易造成卡簧被頂傾斜之后,在卡簧座內被頂碎或直接被頂入內管。
三、 卡簧與卡簧座的尺寸關系:
卡簧與卡簧座的合理尺寸關系有以下兩點:                                                1.卡簧的外錐度與卡簧座的內錐度必須一致,否則會影響卡簧對巖芯的抱緊力分布;                                          2.卡簧在卡簧座內需要有一定的張開空間,否則巖芯可能被堵在卡簧座內無法上升,表現為堵芯。卡簧在卡簧座內的張開尺寸,相當于卡簧內徑與巖芯外徑的差值,表現為卡簧在卡簧座內要有足夠的自由行程,隨著巖芯擠入卡簧內孔,卡簧也需要在卡簧座內做相應的位移(上升)。
四、 卡簧的卡芯原理
卡簧之所以能夠卡斷巖芯:首先卡簧的內徑必須小于巖芯的外徑,這時卡簧才能抱緊巖芯。當鉆具向上提時,卡簧沿著卡簧座的內錐面向下滑移,通過兩錐面的相對位移,達到巖芯、卡簧和卡座形成一體,再由立軸油缸向上頂斷巖芯。在特別堅硬的地層,需要立軸油缸上頂和回轉擰斷雙重作用才能卡斷巖芯。一些客戶在堅硬巖層,僅僅依靠立軸油缸來頂斷巖芯,常常把卡簧座脹成鼓形,造成卡簧座的提前報廢。
五、 卡簧的內孔尺寸選擇與卡簧的使用壽命
1. 在相對完整普通地層,建議使用小號光面卡簧。常規卡簧的內徑分為小號、中號和大號,每級內徑相差0.30mm左右。光面卡簧的內孔每磨損0.10mm,卡芯能力大約是15米,小號光面卡簧在此地層正常的使用壽命是120米左右。
2. 在堅硬完整地層,建議使用小號螺紋卡簧。螺紋卡簧的內孔每磨損0.10mm,卡芯能力是光面卡簧的50%。
3.  在硬、脆、碎或煤系地層,容易出現堵芯現象,建議使用中號或大號卡簧,可降低堵芯的概率。卡簧在此地層中使用,其內徑磨損也會加劇,與常規地層相比,在第3類地層中卡簧使用壽命是最短的。

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