CN102287154A - 松软煤层自封闭式取样钻头 - Google Patents

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文光才
隆清明
康建宁
牟景珊
韩承强
吴教锟
吕贵春
张淑同
黄长国
刘志伟
龚选平
王艺树
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Abstract

本发明公开了一种松软煤层自封闭式取样钻头，包括外壁呈六方体结构的岩心管和分别与岩心管两端固定连接的取样钻头和连接头，岩心管靠近取样钻头一端设置限位凸台Ⅰ，所述岩心管外套设有外套管，外套管内壁为与岩心管外壁相配合的六方体结构，远离取样钻头一端的外套管内壁上沿周向固定设置往取样钻头一端延伸的弹簧片，外套管内壁还设置与岩心管外壁的限位凸台Ⅰ相对应的限位凸台Ⅱ，外套管与岩心管之间可沿轴向往复滑动，连接头上设置用于限制外套管轴向过度滑动的限位凸台Ⅲ；本发明的松软煤层自封闭式取样钻头能够完成包括松软煤层下向孔的取样工作。

Description

松软煤层自封闭式取样钻头
技术领域
本发明涉及一种煤层取样钻头，特别设计一种针对松软煤层的煤样防丢取样钻头。
背景技术
目前煤矿瓦斯灾害治理以区域防治为主、局部措施为补充，区域瓦斯参数的快速测定技术成为急需解决的问题，因而取样是需要解决的首要问题。就目前而言，普通采用岩心管取样钻头对各煤层进行取样。但是，对于下向孔松软煤层取样无能为力，主要因为粉状的煤样在取样钻头拔出煤层过程中由于自身重力作用而脱离岩心管，全部丢失，达不到有效取样的目的，取样技术严重制约着区域评价技术的发展。
针对上述不足，需要研发一种新型的松软煤层的取样钻头，能够实现包括下向孔在内的所有松软煤层的取样。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种松软煤层自封闭式取样钻头，使其能够完成包括松软煤层下向孔的取样工作。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种松软煤层自封闭式取样钻头，包括外壁呈六方体结构的岩心管和分别与岩心管两端固定连接的取样钻头和连接头，岩心管靠近取样钻头一端设置限位凸台Ⅰ，所述岩心管外套设有外套管，外套管内壁为与岩心管外壁相配合的六方体结构，远离取样钻头一端的外套管内壁上沿周向固定设置往取样钻头一端延伸的弹簧片，外套管内壁还设置与岩心管外壁的限位凸台Ⅰ相对应的限位凸台Ⅱ，外套管与岩心管之间可沿轴向往复滑动，连接头上设置用于限制外套管轴向过度滑动的限位凸台Ⅲ。
进一步，外套管靠近取样钻头一端固定连接有扩孔钻头；
进一步，所述取样钻头与岩心管之间通过螺纹固定连接；所述扩孔钻头与外套管之间通过螺纹固定连接；
进一步，所述外套管与连接头之间通过花键或螺纹固定连接。
本发明的有益效果是：本发明的松软煤层自封闭式取样钻头，工作时，钻机带动连接头转动，连接头带动岩心管和外套管转动，同时取样钻头和扩孔钻头一起转动；钻进时，取样钻头切削媒体将样品装入岩心管，当岩心管装满后，向外拔出钻头，在孔壁摩擦力的作用下，外套管和扩孔钻头一起沿钻杆拔出方向的相反方向滑动，此时，设置于外套管内壁周向的弹簧片活动端聚集于外套管的中心，达到阻止所取煤体样品下落丢失的目的。因此本发明的松软煤层自封闭式取样钻头能够完成包括松软煤层下向孔的取样工作，解决了传统煤体取样领域的一大难题。
附图说明
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：
附图1为本发明松软煤层自封闭式取样钻头结构示意图；
附图2为图1中的外套管结构示意图。
具体实施方式
附图1为本发明松软煤层自封闭式取样钻头结构示意图；附图2为图1中的外套管结构示意图。如图所示，本发明的松软煤层自封闭式取样钻头，包括外壁呈六方体结构的岩心管2和分别与岩心管两端固定连接的取样钻头1和连接头5，岩心管2靠近取样钻头一端设置限位凸台Ⅰ21，所述岩心管2外套设有外套管4，外套管4内壁为与岩心管外壁相配合的六方体结构，远离取样钻头一端的外套管内壁上沿周向固定设置往取样钻头一端延伸的弹簧片6，外套管4内壁还设置与岩心管外壁的限位凸台Ⅰ21相对应的限位凸台Ⅱ41，外套管4与岩心管2之间可沿轴向往复滑动，连接头5上设置用于限制外套管轴向过度滑动的限位凸台Ⅲ51。
工作时，钻机带动连接头转动，连接头带动岩心管和外套管转动，同时取样钻头和扩孔钻头一起转动；钻进时，取样钻头切削媒体将样品装入岩心管，当岩心管装满后，向外拔出钻头，在孔壁摩擦力的作用下，外套管和扩孔钻头一起沿钻杆拔出方向的相反方向滑动，此时，设置于外套管内壁周向的弹簧片在自身弹力的作用下，活动端聚集于外套管的中心，达到阻止所取煤体样品下落丢失的目的。因此本发明的松软煤层自封闭式取样钻头能够完成包括松软煤层下向孔的取样工作，解决了传统煤体取样领域的一大难题。
作为对上述实施例的进一步改进，外套管4靠近取样钻头一端固定连接有扩孔钻头3。通过扩孔钻头3切削煤炭防止煤壁对外套管的磨损，同时提供足够的空间防止在退钻过程中出现卡钻现象。
作为对上述实施例的进一步改进，所述取样钻头1与岩心管2之间通过螺纹固定连接；所述扩孔钻头3与外套管4之间通过螺纹固定连接；所述外套管4与连接头5之间通过花键或螺纹固定连接。装配和拆卸方便，而且易于加工。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种松软煤层自封闭式取样钻头，其特征在于：包括外壁呈六方体结构的岩心管（2）和分别与岩心管两端固定连接的取样钻头（1）和连接头（5），岩心管（2）靠近取样钻头一端设置限位凸台Ⅰ（21），所述岩心管（2）外套设有外套管（4），外套管（4）内壁为与岩心管外壁相配合的六方体结构，远离取样钻头一端的外套管内壁上沿周向固定设置往取样钻头一端延伸的弹簧片（6），外套管（4）内壁还设置与岩心管外壁的限位凸台Ⅰ（21）相对应的限位凸台Ⅱ（41），外套管（4）与岩心管（2）之间可沿轴向往复滑动，连接头（5）上设置用于限制外套管轴向过度滑动的限位凸台Ⅲ（51）。
2.根据权利要求1所述的松软煤层自封闭式取样钻头，其特征在于：外套管（4）靠近取样钻头一端固定连接有扩孔钻头（3）。
3.根据权利要求2所述的松软煤层自封闭式取样钻头，其特征在于：所述取样钻头（1）与岩心管（2）之间通过螺纹固定连接；所述扩孔钻头（3）与外套管（4）之间通过螺纹固定连接。
4.根据权利要求3所述的松软煤层自封闭式取样钻头，其特征在于：所述外套管（4）与连接头（5）之间通过花键或螺纹固定连接。
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