CN217270094U - 一种用于复杂地层钻孔取样的钻具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，包括外接头、双单动机构、外管部件和内管部件，外管部件与双单动机构及内管部件之间形成有过水通道，外接头的内壁上加工有环形槽，外接头的端部加工有通水孔，通水孔的一端与过水通道连通，另一端与环形槽连通，外接头的内壁上通过螺纹连接有连接管，连接管的侧壁上加工有与环形槽连通的连接孔，双单动机构通过螺纹与连接管的内壁连接。本实用新型结构紧凑，操作方便，取样效率高，具有显著的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利水电技术领域，具体涉及一种用于复杂地层钻孔取样的钻具。
背景技术
在钻探作业中钻遇的复杂地层，主要是指有碍正常钻进的一些特殊岩性的地层，包括地层松散、胶结不良、软硬互层、吸水膨胀、遇水溶解，或由于地质构造运动而造成的破碎、裂隙、断裂，还有地下水的溶蚀活动等，这些都将给正常的钻探作业带来坍塌、破碎、漏失、涌水、掉块等不利影响，钻孔取样则是对地层勘察的一种重要手段。
现有技术中的复杂地层钻孔取样钻具，一般由内管总成、双单动机构和外管总成组成，内管总成包括内管接头、内管、卡簧，外管总成包括异径接头、外管、扩孔器和金刚石钻头，在异径接头的外壁和内壁上分别形成有外螺纹和内螺纹，外管通过螺纹连接在异径接头外壁的外螺纹上，双单动机构连接在异径接头内壁的内螺纹上，外管和双单动机构及内管之间形成过水通道，在异径接头上形成有连通钻杆及过水通道相通的斜孔，双单动机构的下端通过内管接头连接内管，内管的底端设置有卡簧和卡簧座，外管的底端通过螺纹连接有扩孔器和金刚石钻头。
上述钻孔取样钻具在使用时发现以下问题：由于双单动机构直接通过螺纹连接在异径接头上，为了便于加工，在异径接头上开有斜孔，这样，使得内管的直径相对变小，钻具的总长度变长，钻具结构不够紧凑，不适用于平洞等狭窄空间的钻孔取样，取样效率较低，给地层的钻孔取样工作带来不便。因此，研制开发一种结构紧凑，操作方便，取样效率高的用于复杂地层钻孔取样的钻具是客观需要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，操作方便，取样效率高的用于复杂地层钻孔取样的钻具。
本实用新型的目的是这样实现的，包括外接头、双单动机构、外管部件和内管部件，外管部件与双单动机构及内管部件之间形成有过水通道，外接头的内壁上加工有环形槽，外接头的端部加工有通水孔，通水孔的一端与过水通道连通，另一端与环形槽连通，外接头的内壁上通过螺纹连接有连接管，连接管的侧壁上加工有与环形槽连通的连接孔，双单动机构通过螺纹与连接管的内壁连接。
进一步的，内管部件依次包括内管接头、内管、卡簧和卡簧座，内管内的上部依次设置有固定板和活塞，固定板和活塞之间通过多根弹簧连接，内管内的下部通过铰接件转动连接有活动卡片，活塞下方的内管侧壁上设置有上穿绳孔，活动卡片上方的内管侧壁上设置有下穿绳孔，活塞上设置有拉绳，拉绳的端部依次穿过上穿绳孔、过水通道和下穿绳孔后与活动卡片连接。
进一步的，内管为半合管。
进一步的，每根弹簧端部的固定板上均加工有通孔，弹簧内设置有导杆，导杆的下端与活塞固定连接，上端穿过通孔后伸出到固定板的外侧。
进一步的，活塞的上表面上设置有呈倒立状态的L形弹片，L形弹片上方的内管侧壁上加工有插孔。
进一步的，活动卡片下方的内管侧壁上加工有安装孔，安装孔的外端设置有端板，安装孔内设置有拉簧，拉簧的一端与端板连接，另一端与活动卡片连接。
本实用新型在外接头的内壁上加工了环形槽，还加工了与环形槽连通的通水孔，配合连接孔的设置，在取代现有技术中斜孔的同时，使得整个结构更为紧凑，相比于具有斜孔的结构来说，可扩大内管的直径，缩小精钢石钻头的底唇面积，提高钻进速度和效率，且在取样过程中，具有良好的单动性能，操作方便，能确保岩样在内管内不被扰动，更加适用于平洞等狭窄空间的钻孔取样作业，能够取得原状程度较好的岩样。本实用新型结构紧凑，操作方便，取样效率高，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为图1中节点A的放大结构示意图；
图中：1-外接头，2-双单动机构，3-过水通道，4-环形槽，5-通水孔，6-连接管，7-连接孔，8-内管接头，9-内管，10-卡簧，11-卡簧座，12-固定板，13-活塞，14-弹簧，15-活动卡片，16-上穿绳孔，17-下穿绳孔，18-拉绳，19-L形弹片，20-插孔，21-安装孔，22-端板，23-拉簧。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
如图1～2所示，本实用新型包括外接头1、双单动机构2、外管部件和内管部件，双单动机构2、外管部件和内管部件为现有结构，外管部件与双单动机构2及内管部件之间形成有过水通道3，外接头1的内壁上加工有环形槽4，外接头1的端部加工有通水孔5，通水孔5的一端与过水通道3连通，另一端与环形槽4连通，外接头1的内壁上通过螺纹连接有连接管6，连接管6的侧壁上加工有与环形槽4连通的连接孔7，双单动机构2通过螺纹与连接管6的内壁连接。
本实用新型在外接头1的内壁上加工了环形槽4，还加工了与环形槽4连通的通水孔5，配合连接孔7的设置，在取代现有技术中斜孔的同时，使得整个结构更为紧凑，相比于具有斜孔的结构来说，可扩大内管9的直径，缩小钻头的底唇面积，提高钻进速度和效率，且在取样过程中，具有良好的单动性能，操作方便，能确保岩样在内管9内不被扰动，更加适用于平洞等狭窄空间的钻孔取样作业，能够取得原状程度较好的岩样。
内管部件依次包括内管接头8、内管9、卡簧10和卡簧座11，内管9内的上部依次设置有固定板12和活塞13，固定板12和活塞13之间通过多根弹簧14连接，在内管9内的下部通过铰接件转动连接有活动卡片15，活塞13下方的内管9侧壁上设置有上穿绳孔16，活动卡片15上方的内管9侧壁上设置有下穿绳孔17，活塞13上设置有拉绳18，拉绳18的端部依次穿过上穿绳孔16、过水通道3和下穿绳孔17后与活动卡片15连接，取样时，岩样从内管9的下端进入内管9，其高度不断上升，到达活塞13时，推动活塞13上移，活塞13上移时，带动拉绳18上移，拉绳18的下端拉着活动卡片15转动，活动卡片15转动至水平位置时，将岩样和岩层分开，并对岩样的底部进行承托，防止岩样在提钻时从内管9中下落，可实现对砂土层、土层、含砾石层等松散、破碎地层的高效、高质量取样，提高本实用新型的取样效果，适用于松散、破碎等地层的环境取样、工勘取样。在取样过程中，拉绳18位于过水通道3内，既能够较为顺畅的拉动活动卡片15，又位于内管9的外侧，不会对岩样造成不利的影响。
为了便于岩样的取出，减少对样品的扰动，内管9为半合管。
每根弹簧14端部的固定板12上均加工有通孔，弹簧14内设置有导杆，导杆的下端与活塞13固定连接，上端穿过通孔后伸出到固定板12的外侧，活塞13上下移动时，导杆可对其起到导向的作用。
活塞13的上表面上设置有呈倒立状态的L形弹片19，L形弹片19上方的内管9侧壁上加工有插孔20，L形弹片19设置在活塞13上，当活塞13上移时随之上移，当L形弹片19的上端到达插孔20时，L形弹片19的端部插入到插孔20内，从而阻止活塞13继续上移，具有两个作用：其一是防止活塞13上移量过大，进而压坏弹簧14，对弹簧14起到保护作用；其二是当L形弹片19的端部插入插孔20时，活动卡片15刚好转动至水平位置，能够在提钻时对内管9内的岩样起到承托的作用，防止岩样移出内管9，影响取样的效果。
活动卡片15下方的内管9侧壁上加工有安装孔21，安装孔21的外端设置有端板22，安装孔21内设置有拉簧23，拉簧23的一端与端板22连接，另一端与活动卡片15连接，拉簧23为现有技术，能够对活动卡片15产生拉力，在钻具取样过程中，这个拉力可以使活动卡片15能够紧贴在内管9的内壁上，且拉簧23收缩时位于安装孔21内，不影响岩样的正常取样工作，当取样作业完成后，活动卡片15受到拉绳18的拉力，拉绳18的拉力传至弹簧23使得弹簧23受拉伸长，这时活动卡片15可进行转动。
Claims (6)
1.一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，包括外接头（1）、双单动机构（2）、外管部件和内管部件，其特征在于:所述外管部件与双单动机构（2）及内管部件之间形成有过水通道（3），所述外接头（1）的内壁上加工有环形槽（4），外接头（1）的端部加工有通水孔（5），通水孔（5）的一端与过水通道（3）连通，另一端与环形槽（4）连通，所述外接头（1）的内壁上通过螺纹连接有连接管（6），所述连接管（6）的侧壁上加工有与环形槽（4）连通的连接孔（7），所述双单动机构（2）通过螺纹与连接管（6）的内壁连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，其特征在于:所述内管部件依次包括内管接头（8）、内管（9）、卡簧（10）和卡簧座（11），内管（9）内的上部依次设置有固定板（12）和活塞（13），固定板（12）和活塞（13）之间通过多根弹簧（14）连接，在内管（9）内的下部通过铰接件转动连接有活动卡片（15），所述活塞（13）下方的内管（9）侧壁上设置有上穿绳孔（16），活动卡片（15）上方的内管（9）侧壁上设置有下穿绳孔（17），所述活塞（13）上设置有拉绳（18），拉绳（18）的端部依次穿过上穿绳孔（16）、过水通道（3）和下穿绳孔（17）后与活动卡片（15）连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，其特征在于:所述内管（9）为半合管。
4.根据权利要求2所述的一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，其特征在于:每根弹簧（14）端部的固定板（12）上均加工有通孔，所述弹簧（14）内设置有导杆，导杆的下端与活塞（13）固定连接，上端穿过通孔后伸出到固定板（12）的外侧。
5.根据权利要求2所述的一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，其特征在于:所述活塞（13）的上表面上设置有呈倒立状态的L形弹片（19），L形弹片（19）上方的内管（9）侧壁上加工有插孔（20）。
6.根据权利要求2所述的一种用于复杂地层钻孔取样的钻具，其特征在于:所述活动卡片（15）下方的内管（9）侧壁上加工有安装孔（21），安装孔（21）的外端设置有端板（22），所述安装孔（21）内设置有拉簧（23），拉簧（23）的一端与端板（22）连接，另一端与活动卡片（15）连接。
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