CN102444388A - 旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器。本发明包括是在取芯衬管的开放的底端上套置上套筒、上套筒通过多根连接柱与下套筒连接，下套筒的顶面圆环上均匀布置有多个刀片，每个刀片形状相同且由螺栓限位于下套筒的顶面圆环上，螺栓与下套筒螺纹连接，螺栓上套置有扭环，扭环的一端与下套筒固定，另一端与刀片固定，每个刀片可围绕螺栓旋转，多个刀片的同步转动可调节取芯口的截面大小；每个螺栓上套置有保护罩，每个刀片的刀柄上设置有拨块。本发明与旋转式软岩层钻具取芯衬管配套使用，适用于旋转式取芯钻具刀片会收缩于防漏器取芯口内，使沉积物顺畅进入取芯器。

Description

旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器

技术领域

本发明属于水下钻探技术领域，涉及一种旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器。

背景技术

沉积物取芯钻具分为旋转式（各类钻机）和贯入式（冲击钻和重力活塞式取样器）两大类。贯入式取芯器通常在下端口设置花瓣式防滑落装置，以防止取芯器内部的沉积物滑落和泄漏。花瓣式防滑落装置不能适用于旋转式取芯钻具，在钻具旋转时，花瓣会妨碍沉积物进入取芯器，沉积物与花瓣的旋转磨擦也会损坏花瓣。旋转式沉积物取芯钻具岩心的防滑落装置需采用旋转形式实现孔径的变化。钻头上的滑槽能为防漏器的转动提供机械力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带有滑槽的螺纹式钻头。

旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器包括上套筒、下套筒、连接柱、保护罩、螺栓、扭环、刀片和拨块。

取芯衬管的开放的底端上套置有上套筒、上套筒通过多根连接柱与下套筒连接，所述的取芯衬管、上套筒和下套筒同轴设置，取芯衬管、上套筒和下套筒的外径相同，上套筒和下套筒的内径相同。

下套筒的顶面圆环上均匀布置有多个刀片，每个刀片形状相同且由螺栓限位于下套筒的顶面圆环上，螺栓与下套筒螺纹连接，螺栓上套置有扭环，扭环的一端与下套筒固定，另一端与刀片固定，每个刀片可围绕螺栓旋转，多个刀片的同步转动可调节取芯口的截面大小；每个螺栓上套置有保护罩，每个刀片的刀柄上设置有拨块。

本发明装置的使用方法的步骤如下：

1）将上套筒连接在取芯衬管下端；

2）钻进时，拨块进入圆环顶面的滑槽口中，拨块在滑槽中运动，带动刀片绕螺栓旋转，使防漏器内部的刀片处于压缩孔径最大位置；

3）取芯前，先反向转动钻具，拨块从圆环的滑槽中退出，在扭环的扭力带动下，刀片绕螺栓反向旋转，使防漏器内部的刀片处于压缩孔径最小位置，切断岩心，并防止取芯过程中岩心滑落。

本发明与旋转式软岩层钻具取芯衬管配套使用，适用于旋转式取芯钻具，在钻具旋转时，刀片会收缩于防漏器取芯口内，使沉积物顺畅进入取芯器，刀片与沉积物接触少，不易磨损；取芯时，刀片同步转动，使取芯口处于最小位置，切断岩心，保证岩心完整，并防止岩心滑落。

本发明适合于各类软岩层的钻探取芯，如沉积物、土壤、冻土、冰，尤其适合于沉积物的钻探取芯。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中局部放大图；

图3为刀片布置示意图；

图4为拨块与滑槽配合示意图；

图5为带有滑槽的空心钻头示意图；

图6（a）为本发明与螺纹式钻头配合使用前示意图；

图6（b）为图6（a）俯视图；

图7（a）为本发明与螺纹式钻头配合使用后示意图；

图7（b）为图7（a）俯视图；

图中：1.上套筒、2.连接柱、3.刀片、4.拨块、5.下套筒、6.保护罩、7.螺栓、8.扭环、9.滑槽、10.空心钻头、11.套筒。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器包括上套筒1、连接柱2、刀片3、拨块4、下套筒5、保护罩6、螺栓7和扭环8。

取芯衬管的开放的底端上套置有上套筒1、上套筒1通过多根连接柱2与下套筒5连接，所述的取芯衬管、上套筒1和下套筒5同轴设置，取芯衬管、上套筒1和下套筒5的外径相同，上套筒1和下套筒5的内径相同；

下套筒8的顶面圆环上均匀布置有多个刀片3，每个刀片3形状相同且由螺栓7限位于下套筒5的顶面圆环上，螺栓7与下套筒5螺纹连接，螺栓7上套置有扭环8，扭环8的一端与下套筒5固定，另一端与刀片3固定，每个刀片3可围绕螺栓7旋转，多个刀片3的同步转动可调节取芯口的截面大小；每个螺栓7上套置有保护罩6，每个刀片3的刀柄上设置有拨块4。

所述的上套筒1外径与取芯衬管相同，内径略小于取芯衬管，上端与取芯衬管连接。

所述的连接柱2为双头螺柱，用于连接上套筒1与下套筒5，每根连接柱2形状大小相同，均匀连接在上套筒1顶面与下套筒5底面。

所述的刀片3均匀布置在下套筒5顶面圆环上，每个刀片3形状相同且由螺栓7限位于下套筒5的顶面圆环上，每个刀片3可围绕螺栓7旋转，多个刀片3的同步转动可调节取芯口的截面大小；每个刀片3的刀柄上设置有拨块4。

所述的拨块4底部为圆弧形，与刀片3的刀柄相连，用于拨动刀片3绕螺栓7旋转，调节防漏器压缩孔径大小。为了保证拨块能以任何位置进入滑槽，拨块底面圆弧如图4所示。

所述的下套筒5外径与取芯衬管、上套筒1相同，内径与上套筒1相同，通过多根连接柱2与上套筒1相连。

所述的保护罩6套置于螺栓7上，用于保护螺栓7与扭环8，防止取芯时杂物进入。

所述的螺栓7与下套筒5通过螺纹连接，用于限位刀片3于下套筒5的顶面圆环上。

所述的扭环8套置在螺栓7上，扭环8的一端与下套筒5固定，另一端与刀片3固定，用于起始时保证防漏器压缩孔径处于最小位置。

如图5所示，带有滑槽的螺纹式钻头包括空心钻头10、套筒11。套筒11外径与空心钻头10相同，通过螺纹与空心钻头10连接，多道滑槽9均匀分布在套筒11上，滑槽9互不干涉。

所述的空心钻头10 为带有外螺纹的空心钻头，作为套筒的基体。

所述的套筒11外径与空心式钻头10相同，内径与取芯衬管、上套筒1、下套筒5相同，套筒11顶面开有多道滑槽口，滑槽口与拨块8宽度相同，且滑槽口布满整个套筒11顶面，保证拨块能在任意角度进入滑槽。滑槽偏移角度与起始刀片所要旋转的角度相同。

如图6（a）、6（b）、7（a）和7（b）所示，本发明装置的使用方法的步骤如下：

1）将上套筒1连接在取芯衬管下端；

2）钻进时，拨块4进入套筒11顶面的滑槽9口中，拨块4在滑槽9中运动，带动刀片3绕螺栓7旋转，使防漏器内部的刀片3处于压缩孔径最大位置；

3）取芯前，先反向转动钻具，拨块4从套筒11的滑槽9中退出，在扭环8的扭力带动下，刀片3绕螺栓7反向旋转，使防漏器内部的刀片3处于压缩孔径最小位置，切断岩心，并防止取芯过程中岩心滑落。

Claims (1)

1.旋转式软岩层钻具取芯衬管下端口的岩心防漏器，包括上套筒、下套筒、连接柱、保护罩、螺栓、扭环、刀片和拨块，其特征在于：取芯衬管的开放的底端上套置有上套筒、上套筒通过多根连接柱与下套筒连接，所述的取芯衬管、上套筒和下套筒同轴设置，取芯衬管、上套筒和下套筒的外径相同，上套筒和下套筒的内径相同；

下套筒的顶面圆环上均匀布置有多个刀片，每个刀片形状相同且由螺栓限位于下套筒的顶面圆环上，螺栓与下套筒螺纹连接，螺栓上套置有扭环，扭环的一端与下套筒固定，另一端与刀片固定，每个刀片可围绕螺栓旋转，多个刀片的同步转动可调节取芯口的截面大小；每个螺栓上套置有保护罩，每个刀片的刀柄上设置有拨块。

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