CN106014202B - 一种在冰川使用的热水取芯钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在冰川使用的热水取芯钻具，包括有柱塞泵、双通管、隔热管、冰芯管、钻头和分流器，其中柱塞泵设在储泵管内，柱塞泵的上端连接有出水管，柱塞泵的下端连接有吸水管，双通管连接在储泵管的下端，双通管的下端与隔热管相连接，冰芯管插设在隔热管内，钻头设在隔热管和冰芯管的下部，分流器设在双通管下部冰芯管的顶端，分流器的顶端连接有热水注入管，分流器的下部连接有数道引流管，引流管设在隔热管与冰芯管之间的空隙内，分流器顶端的热水注入管注入的热水通过分流器被注入到引流管内。有益效果：由于采用了热熔钻头为热水钻进行开孔钻进，并抽取了融化的水作为热水钻的原料，节约了成本，提高了能源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种取芯钻具，特别涉及一种在冰川使用的热水取芯钻具。
背景技术
当前，热水钻进是南极冰层热水钻井技术的重要组成部分。目前在南极冰层进行的热水钻进是通过用热水将冰熔化的方式进行钻进而且并不取芯。寻常的开孔作业都是通过机械钻，采用机械钻进时能量消耗大且能量利用率不高。而热水钻凭借其独特的钻进方式，速度快、效率高。通过热水钻头进行钻进并取芯，将极大提高钻进和取芯效率与能量利用率。
发明内容
本发明的目的是为了解决在南极冰层钻进过程中如何提高钻进和取芯效率与能量利用率的问题，而提供的一种在冰川使用的热水取芯钻具。
本发明提供的在冰川使用的热水取芯钻具包括有柱塞泵、双通管、隔热管、冰芯管、钻头和分流器，其中柱塞泵设在储泵管内，柱塞泵的上端连接有出水管，柱塞泵的下端连接有吸水管，双通管连接在储泵管的下端，双通管的下端与隔热管相连接，冰芯管插设在隔热管内，钻头设在隔热管和冰芯管的下部，分流器设在双通管下部冰芯管的顶端，分流器的顶端连接有热水注入管，分流器的下部连接有数道引流管，引流管设在隔热管与冰芯管之间的空隙内，分流器顶端的热水注入管注入的热水通过分流器被注入到引流管内。
储泵管的顶端设有封盖，与柱塞泵连接的铠装电缆与封盖之间进行捆扎连接。
柱塞泵下端的吸水管从双通管一侧壁的通孔内穿设，分流器顶端的热水注入管也从双通管一侧壁的通孔内穿设。
分流器的下部还设有密封盘，分流器下部设置的引流管上端设有上固定盘，引流管的下端设有下固定盘，上固定盘和下固定盘上对称设有数个固定孔，固定孔的个数与引流管的个数相应，上固定盘夹设在分流器底部与密封盘顶端之间，下固定盘设在钻头下部，下固定盘的底部连接有喷嘴，喷嘴上设有数个喷水孔，引流管内流经的热水通过喷嘴喷射到钻头的取芯部位。
引流管设有六道。
喷嘴上均匀布设有三十六个喷水孔。
钻头上设有卡簧。
本发明的工作原理：
热水经热水注入管通过分流器进入引流管，最终通过引流管进入喷嘴，热水从喷嘴处射出后与孔底的冰接触并融化钻头外部冰，使得冰芯得以进入冰芯管，到达指定长度时，钻头上的卡簧便可卡段冰芯，辅助提钻。冷却的热水将通过柱塞泵下端的吸水管进入柱塞泵，经柱塞泵上端的出水管被抽吸到地表，钻进完成后，拧开分流器下部的密封盘即可推出冰芯。
本发明的有益效果：
本发明主要利用高温热水经喷嘴并融化热水所接触的冰来实现冰芯钻取。同时冰融化而成的水会被柱塞泵吸取并排至地表。并作为下冰层的热水钻所需的原料储备。由于采用了热熔钻头为热水钻进行开孔钻进，并抽取了融化的水作为热水钻的原料，节约了成本，提高了能源利用率。
附图说明
图1为本发明所述取芯钻具总体结构示意图。
图2为本发明所述的分流器下部结构放大示意图。
1、柱塞泵 2、双通管 3、隔热管 4、冰芯管 5、钻头
6、分流器 7、储泵管 8、出水管 9、吸水管 10、热水注入管
11、引流管 12、封盖 13、铠装电缆 14、密封盘 15、上固定盘
16、下固定盘 17、喷嘴 18、卡簧。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示：
本发明提供的在冰川使用的热水取芯钻具包括有柱塞泵1、双通管2、隔热管3、冰芯管4、钻头5和分流器6，其中柱塞泵1设在储泵管7内，柱塞泵1的上端连接有出水管8，柱塞泵1的下端连接有吸水管9，双通管2连接在储泵管7的下端，双通管2的下端与隔热管3相连接，冰芯管4插设在隔热管3内，钻头5设在隔热管3和冰芯管4的下部，分流器6设在双通管2下部冰芯管4的顶端，分流器6的顶端连接有热水注入管10，分流器6的下部连接有数道引流管11，引流管11设在隔热管3与冰芯管4之间的空隙内，分流器6顶端的热水注入管10注入的热水通过分流器6被注入到引流管11内。
储泵管7的顶端设有封盖12，与柱塞泵1连接的铠装电缆13与封盖12之间进行捆扎连接。
柱塞泵1下端的吸水管9从双通管2一侧壁的通孔内穿设，分流器6顶端的热水注入管10也从双通管2一侧壁的通孔内穿设。
分流器6的下部还设有密封盘14，分流器6下部设置的引流管11上端设有上固定盘15，引流管11的下端设有下固定盘16，上固定盘15和下固定盘16上对称设有数个固定孔，固定孔的个数与引流管11的个数相应，上固定盘15夹设在分流器6底部与密封盘14顶端之间，下固定盘16设在钻头5下部，下固定盘16的底部连接有喷嘴17，喷嘴17上设有数个喷水孔，引流管11内流经的热水通过喷嘴17喷射到钻头5的取芯部位。
引流管11设有六道。
喷嘴17上均匀布设有三十六个喷水孔。
钻头5上设有卡簧18。
本发明的工作原理：
热水经热水注入管10通过分流器6进入引流管11，最终通过引流管11进入喷嘴17，热水从喷嘴17处射出后与孔底的冰接触并融化钻头5外部冰，使得冰芯得以进入冰芯管4，到达指定长度时，钻头5上的卡簧18便可卡段冰芯，辅助提钻。冷却的热水将通过柱塞泵1下端的吸水管9进入柱塞泵1，经柱塞泵1上端的出水管8被抽吸到地表，钻进完成后，拧开分流器6下部的密封盘14即可推出冰芯。
Claims (6)
1.一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：包括有柱塞泵、双通管、隔热管、冰芯管、钻头和分流器，其中柱塞泵设在储泵管内，柱塞泵的上端连接有出水管，柱塞泵的下端连接有吸水管，双通管连接在储泵管的下端，双通管的下端与隔热管相连接，冰芯管插设在隔热管内，钻头设在隔热管和冰芯管的下部，分流器设在双通管下部冰芯管的顶端，分流器的顶端连接有热水注入管，分流器的下部连接有数道引流管，引流管设在隔热管与冰芯管之间的空隙内，分流器顶端的热水注入管注入的热水通过分流器被注入到引流管内，分流器的下部还设有密封盘，分流器下部设置的引流管上端设有上固定盘，引流管的下端设有下固定盘，上固定盘和下固定盘上对称设有数个固定孔，固定孔的个数与引流管的个数相应，上固定盘夹设在分流器底部与密封盘顶端之间，下固定盘设在钻头下部，下固定盘的底部连接有喷嘴，喷嘴上设有数个喷水孔，引流管内流经的热水通过喷嘴喷射到钻头的取芯部位。
2.根据权利要求1所述的一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：所述的储泵管的顶端设有封盖，与柱塞泵连接的铠装电缆与封盖之间进行捆扎连接。
3.根据权利要求1所述的一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：所述的柱塞泵下端的吸水管从双通管一侧壁的通孔内穿设，分流器顶端的热水注入管也从双通管一侧壁的通孔内穿设。
4.根据权利要求1所述的一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：所述的引流管设有六道。
5.根据权利要求1所述的一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：所述的喷嘴上均匀布设有三十六个喷水孔。
6.根据权利要求1所述的一种在冰川使用的热水取芯钻具，其特征在于：所述的钻头上设有卡簧。
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