CN212130436U - 自卡式钻具取芯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自卡式钻具取芯设备，涉及工程钻探技术领域。它包括钻杆、钻杆接头、岩心管接头和岩心管；钻杆接头内有钻杆接头空腔；岩心管形成岩心管内通道和岩心管外通道；钻杆接头空腔上端与钻杆连通，钻杆接头空腔内壁与岩心管接头的外通道和岩心管外通道连通；岩心管外通道下端有钻头。本实用新型大幅提高岩心的质量；使用本发明在第四系钻探施工中，不用再为烧结钻头部位岩心反复“烧钻”，减少了对岩心的扰动，使所取得的岩心能更加真实地反映地层的天然性状。

Description

自卡式钻具取芯设备

技术领域

本实用新型涉及工程钻探技术领域，更具体地说它是一种自卡式钻具取芯设备。

背景技术

在我国工程钻探领域，岩心采取过程中，避免岩心脱落的方法主要有两种：

1)烧钻，停泵后进行干钻，开始时采用小转速、小钻压施钻，当砂土岩芯样品装满岩芯管，则开大钻机动力系统，采用大钻压，快转速施钻，在短时间内使钻头底部和砂土岩芯样品间产生较高的温度，使钻头底部和砂土岩芯样品微微烧熔在一起，将砂土岩芯样品封闭在岩芯管。适用于第四系覆盖层钻探取芯。

2)投卡料，向钻杆内投入钢丝，向孔内泵入循环液，将钢丝带至钻头附近，充填岩心外壁和岩心管内壁之间孔隙，将岩心卡在岩心管内不致脱落。

以上两种方法都是工人根据施钻经验，凭着感觉进行，可靠性差，常常发生提钻以后发现岩心脱落的现象；而且在烧钻过程中，岩心受到反复挤压，扰动大，不能真实反映土层的真实性状。在软土地层中，由于土体含水量高、松软，往往不能“烧结”，岩心脱落的概率更大。

此外，当在钻探施工中遇到软弱夹层时，需要马上停止钻进，进去取样和原位试验，按照现有的钻探技术，是难以实现的，因为还没有进行“烧钻”，马上提钻，岩心就会脱落，而在进行“烧钻”过程中，可能已经穿过的该软弱地层，无法再对该层进行取样和原位试验。

因此，提出一种自卡式钻具取芯设备是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种自卡式钻具取芯设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：自卡式钻具取芯设备，其特征在于：包括从上到下依次连通的钻杆、钻杆接头、岩心管接头和岩心管；

所述钻杆接头内有钻杆接头空腔；所述岩心管形成岩心管内通道和岩心管外通道；

所述钻杆接头空腔上端与钻杆连通，钻杆接头空腔内壁通过多个进浆阀依次与岩心管接头的外通道和岩心管外通道连通；

所述岩心管外通道下端有钻头；所述钻头包括与岩心管外通道连通的钻头空腔，和可向岩心管内通道伸缩的岩心卡块。

在上述技术方案中，所述钻杆接头空腔下端的弹珠座通过与岩心管接头的内通道连通。

在上述技术方案中，所述岩心管接头内有连通内通道和岩心管外通道的泄压通道；所述岩心管上有可拆卸的泄压螺栓；所述泄压螺栓贯穿岩心管外通道和泄压通道。

在上述技术方案中，所述钻头空腔内有复位橡胶块与岩心卡块连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型大幅提高岩心采取的成功率，可达95％以上，避免岩心脱落造成的重复劳作、工效低下的情况发生。

2)本实用新型大幅提高岩心的质量；使用本发明在第四系钻探施工中，不用再为烧结钻头部位岩心反复“烧钻”，减少了对岩心的扰动，使所取得的岩心能更加真实地反映地层的天然性状。

3)使用本实用新型在钻探施工遇到软弱夹层时，可立刻停止钻进，进行取样和原位试验工作，确保岩土层地质参数的全面完整。

4)本实用新型降低了工人的劳动强度，提高了工效；使用本实用新型，在第四系钻探施工中，不用再为烧结钻头部位岩心反复“烧钻”；在岩石钻探中也无须投卡料，降低了工人的劳动强度，减少了工序。

5)本实用新型对设备性能要求低，便于对现有钻探设备进行改造，成本较低，便于工人学习掌握，有利于广泛推广应用,熟练应用后，其钻探成本大大低于现有一般钻探工作成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：自卡式钻具取芯设备，其特征在于：包括从上到下依次连通的钻杆1、钻杆接头2、岩心管接头3和岩心管4；

所述钻杆接头2内有钻杆接头空腔21；所述岩心管4形成岩心管内通道41和岩心管外通道42；

所述钻杆接头空腔21上端与钻杆1连通，钻杆接头空腔21内壁通过多个进浆阀211依次与岩心管接头3的外通道31和岩心管外通道42连通；

所述岩心管外通道42下端有钻头5；所述钻头5包括与岩心管外通道 42连通的钻头空腔51，和可向岩心管内通道41伸缩的岩心卡块52；

所述钻杆接头空腔21下端的弹珠座通过与岩心管接头3的内通道32 连通。

所述岩心管接头3内有连通内通道32和岩心管外通道42的泄压通道 33；所述岩心管4上有可拆卸的泄压螺栓43；所述泄压螺栓43贯穿岩心管外通道42和泄压通道33。

所述钻头空腔51内有复位橡胶块511与岩心卡块52连接。

实际使用中，本实用新型通过利用钻进循环液(泥浆)压力作为本实用新型的触发和运行的动力，开动循环液压力泵进行回转钻进；当钻进完成后，将弹珠6从钻杆1内投入，落至弹珠座后，封闭了循环液向下的通道，造成岩心管接头3内弹珠座以上压力增高。当压力增高到一定量级时，进浆阀211被打开，循环液进入岩心管外通道42，进入钻头5内的钻头空腔51，向岩心管内通道41方向推动岩心卡块52，卡紧岩心，使其不至于在重力作用下从岩心管4内脱落；

当本实用新型提至地表后，松动泄压螺栓43，使岩心管外通道42、泄压通道33和岩心管内通道41连通，存在于岩心管外通道42内的循环液进入岩芯管接头3的内通道32，将弹珠6推出；由于岩心管外通道42内和钻头空腔51内的循环液流出，压力消失，岩心卡块52在复位橡胶块511的收缩作用下恢复到起初位置。

为了能够更加清楚的说明本实用新型所述的自卡式钻具取芯设备与现有的砂土取芯设备相比所具有的优点，将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本实用新型所述的自卡式钻具取芯设备与现有的取芯设备相比，具有岩心采取成功率高，岩心样品质量高，无须进行“烧钻”或投放卡料，能随时提钻和大幅降低工人劳动强度和钻探成本等优点，对工程钻探行业技术水平提升，具有重要的推动作用。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.自卡式钻具取芯设备，其特征在于：包括从上到下依次连通的钻杆(1)、钻杆接头(2)、岩心管接头(3)和岩心管(4)；

所述钻杆接头(2)内有钻杆接头空腔(21)；所述岩心管(4)形成岩心管内通道(41)和岩心管外通道(42)；

所述钻杆接头空腔(21)上端与钻杆(1)连通，钻杆接头空腔(21)内壁通过多个进浆阀(211)依次与岩心管接头(3)的外通道(31)和岩心管外通道(42)连通；

所述岩心管外通道(42)下端有钻头(5)；所述钻头(5)包括与岩心管外通道(42)连通的钻头空腔(51)，和可向岩心管内通道(41)伸缩的岩心卡块(52)。

2.根据权利要求1所述的自卡式钻具取芯设备，其特征在于：所述钻杆接头空腔(21)下端的弹珠座通过与岩心管接头(3)的内通道(32)连通。

3.根据权利要求2所述的自卡式钻具取芯设备，其特征在于：所述岩心管接头(3)内有连通内通道(32)和岩心管外通道(42)的泄压通道(33)；所述岩心管(4)上有可拆卸的泄压螺栓(43)；所述泄压螺栓(43)贯穿岩心管外通道(42)和泄压通道(33)。

4.根据权利要求3所述的自卡式钻具取芯设备，其特征在于：所述钻头空腔(51)内有复位橡胶块(511)与岩心卡块(52)连接。

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