CN217897799U - 一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及岩层钻进装置领域，尤其是涉及一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具。包括钻具内总成以及钻具外总成；钻具内总成由上至下设有捞矛头、弹卡机构、单动机构、内管接头以及内管；内管接头上端与单动机构连接，内管接头的下端与内管通过丝扣连接；钻具外总成由外管以及钻头组成；钻头设于外管的下部；钻具内管总成还包括测斜单元；测斜单元包括测斜仪本体以及岩心刻刀；测斜仪本体与内管接头连接；岩心刻刀螺纹连接于内管的内壁，位于测斜仪的下方；通过测斜仪本体以及岩心刻刀之间的配合，便于精确钻探工程和地质人员获取的岩矿心位置与状态信息，进而提高了对资源储层评价以及地质勘查中岩石的应力分析准确度。

Description

一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具

技术领域

本申请涉及岩层钻进装置领域，尤其是涉及一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具。

背景技术

在岩石层的地质勘查中，通过钻具钻动岩石层，在钻具的钻动过程中，岩石进入到钻具内部，然后将钻具内部的岩石取出，进行分析以获得岩石层的具体数据。

相关技术中，通过钻具采集岩心时，一般操作步骤是：将钻具的钻头靠近岩石面，驱动钻具转动，钻具的钻头钻进的过程中，岩心沿着内管向上运动，当岩心运动至内管的指定位置后，使用绳索工具将钻具的内管以及岩心从钻具内提出地面，实现对岩心的采集。

针对上述相关技术，存在如下的缺陷：通过上述相关技术获取的岩心无法判断出岩矿心在地下的层理倾角、走向、倾向以及断层、裂隙和岩脉的延伸方向，钻探工程和地质人员获取的岩矿心位置与状态信息相对较少，降低了对资源储层评价以及地质勘查中岩石的应力分析准确度。

实用新型内容

为了提高研究人员对资源储层的评价以及对地质勘查中岩石应力分析的准确度，本申请提供一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具。

本申请提供的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具。采用如下的技术方案：

一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，包括钻具内总成以及钻具外总成；

所述钻具内总成由上至下设有捞矛头、弹卡机构、单动机构、内管接头以及内管；所述内管接头上端与所述单动机构连接，所述内管接头的下端与所述内管通过丝扣连接；

所述钻具外总成由外管以及钻头组成；所述钻头设于所述外管的下部；

所述钻具内总成还包括测斜单元；所述测斜单元包括测斜仪本体以及岩心刻刀；

所述测斜仪本体与所述内管接头连接；

所述岩心刻刀螺纹连接于所述内管的内壁，且位于所述测斜仪本体的下方。

通过采用上述技术方案，将钻具靠近岩石层，钻头钻动，钻具在钻进的过程中，岩心从钻头进入到内管，岩心在内管向上运动，在岩心运动的过程中岩心刻刀与岩心柱侧面接触，岩心刻刀在岩心柱侧面上留有刻划痕迹，最后拉动捞矛头将内管内的岩心取出，研究人员根据岩心上的划痕、测斜仪本体的对应方位以及测斜本体测量的数据，判断出岩矿心层理面的倾角、走向和倾向，从而确定该段岩矿心在地下空间的埋藏姿态；通过测斜仪本体以及岩心刻刀之间的配合，便于钻探工程和地质人员精确获取岩矿心位置与状态信息，进而提高了对资源储层评价以及地质勘查中岩石的应力分析准确度。

可选的，所述测斜单元还包括用于将所述测斜仪本体与所述内管接头连接的连接组件；所述连接组件包括测斜仪接头以及两个悬挂耳；

两个所述悬挂耳设于所述测斜仪接头上，所述内管接头上设有安装槽，所述测斜仪接头通过所述悬挂耳安装于所述安装槽内，且所述悬挂耳可沿所述内管接头竖直方向滑移，所述测斜仪本体与所述测斜仪接头底部螺纹连接。

通过采用上述技术方案，将悬挂耳伸入到安装槽内，当悬挂耳伸入安装槽内，转动测斜仪接头，将测斜仪接头与内管接头连接，再将测斜仪本体螺纹连接在测斜仪接头本体的底部，实现测斜仪的安装固定；设置的测斜仪接头以及悬挂耳便于测斜仪本体的拆装，进而有效提高对岩层的勘查效率。

可选的，任意一所述悬挂耳上设有测斜仪安装标记。

通过采用上述技术方案，便于将测斜仪安装至测斜仪接头上的指定位置，以便于对矿心在地下空间的埋藏姿态进行测量。

可选的，钻具内总成还包括用于多个减少所述测斜仪本体偏移的扶正环；多个所述扶正环沿所述测斜仪本体外壁均匀设置。

通过采用上述技术方案，扶正环可以确保测斜仪本体处于指定的位置，减少钻具运动过程中测斜仪本体出现偏移的现象，影响对岩心位置与状态信息的测量准确度。

可选的，所述内管接头上设有接头标记，所述内管上设有内管标记，所述内管接头与所述内管连接时，所述接头标记与所述内管标记对齐，且确保所述测斜仪安装标记与所述接头标记位于圆周的同侧。

通过采用上述技术方案，转动内管，当内管上的内管标记与接头标记对齐时，完成对内管以及内管接头的安装，设计的内管标记以及接头标记便于将内管以及内管接头安装至指定位置，确保钻具能够正常运作。

可选的，所述钻具外总成还包括卡簧座以及卡簧；所述卡簧座螺纹连接于所述内管下端，所述钻头可拆卸安装于所述卡簧座远离所述内管的一端，所述卡簧安装于所述卡簧座内。

通过采用上述技术方案，在内管下端安装卡簧座，在卡簧座内安装卡簧，使得钻具运作过程中，减小内管与外管之间的应力，有效提高内管的使用寿命。

可选的，所述钻具外总成还包括用于扩大钻孔孔径的扩孔器，所述扩孔器设于所述外管上，位于所述扶正环以及所述钻头之间。

通过采用上述技术方案，钻具在岩矿内运动时，扩孔器与岩矿的孔径接触，将岩矿的孔径变大，减少钻具对岩矿钻动过程中孔径过小，导致后端的部分钻具进入钻孔内比较困难现象的发生。

可选的，所述内管接头的内壁上设有用于钻探冲洗液通过的通水孔。

通过采用上述技术方案，在钻具对岩层钻孔的过程中，将冲洗液通过通水孔流入到钻头上，实现对钻头的冷却、润滑，设置的通水孔便于冲洗液的通过。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过测斜仪本体以及岩心刻刀之间的配合，便于钻探工程和地质人员精确获取岩矿心位置与状态信息，进而提高了对资源储层评价以及地质勘查中岩石的应力分析准确度；

2.本申请通过设计的测斜仪安装标记便于将测斜仪安装至测斜仪接头上的指定位置，以便于对矿心在地下空间的埋藏姿态进行测量；

3.本申请通过转动内管，当内管上的内管标记与接头标记对齐时，完成对内管以及内管接头的安装，设计的内管标记以及接头标记便于将内管以及内管接头安装至指定位置，确保钻具能够正常运作。

附图说明

图1是本申请一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具的钻具内总成结构示意图；

图2是本申请一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具的钻具内总成的另一视角结构图；

图3是本申请一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具的剖视图；

图4是图3的A部放大图；

图5是连接组件的结构示意图；

图6是图1的B部放大图。

附图标记：1、钻具内总成；11、捞矛头；12、弹卡机构；13、单动机构；14、内管接头；141、接头标记；142、通水孔；143、安装槽；15、内管；151、内管标记；2、钻具外总成；21、外管；22、钻头；3、测斜单元；31、测斜仪本体；32、岩心刻刀；4、连接组件；41、测斜仪接头；42、悬挂耳；421、测斜仪安装标记；5、扶正环；6、卡簧座；7、卡簧；8、扩孔器。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具。

参照图1，一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具包括钻具内总成1以及钻具外总成2；钻具外总成2设置在钻具内总成1的外侧。

参照图2以及图3，钻具内总成1由上至下设置有捞矛头11、弹卡机构12、单动机构13、内管接头14、内管15；内管接头14上端与单动机构13连接，内管接头14的下端与内管15通过丝扣连接；为便冲洗液的通入，在内管接头14的内壁上开设有用于钻探冲洗液通过的通水孔142，通水孔142的数量为两个，两个通水孔142关于内管接头14的轴向对称设置，本申请的通水孔142截面为矩形，但不对通水孔142的形状做限定，但凡能实现冲洗液的通过作用即可。

参照图3、图4，钻具内总成1还包括扶正环5以及测斜单元3，测斜单元3包括测斜仪本体31、岩心刻刀32以及连接组件4；测斜仪本体31通过连接组件4与内管接头14连接；岩心刻刀32螺纹连接于内管15的内壁，岩心刻刀32的刀头位于内管15的内侧，并且可以通过调节岩心刻刀32的伸出长度，岩心刻刀32的刀头伸进内管15为0.3~0.5mm，岩心刻刀32的材质为碳化钨硬质合金材料，岩心刻刀32安装于测斜仪本体31的下方；为确保斜仪本体31位置固定，提高勘查的准确度，将多个扶正环5均匀设置测斜仪的外壁。

参照图1，钻具外总成2由外管21、钻头22、卡簧7、卡簧座6以及扩孔器8组成；外管21设置在钻具内总成1的外侧；扩孔器8通过螺纹连接的方式固定在外管21上，扩孔器8位于扶正环5以及钻头22之间；卡簧座6螺纹连接于内管15下端，钻头22可拆卸安装于卡簧座6远离内管15的一端，本申请中的钻头22通过螺纹连接的方式安装固定在卡簧座6远离内管15的一端，但钻头安装方式不仅限于此，也可以为通过一体设计固定在卡簧座6远离内管15的一端，卡簧7安装在卡簧座6内。

参照图3以及图5，连接组件4包括测斜仪接头41以及两个悬挂耳42；两个悬挂耳42安装在于测斜仪接头41上，内管接头14上开设有安装槽143，安装槽143的截面为矩形，安装槽143关于内管接头14的轴向对称设置，并且通水孔142与安装槽143垂直分布；测斜仪接头41通过悬挂耳42安装于安装槽143内，且悬挂耳42可沿内管接头14竖直方向滑移，测斜仪本体31与测斜仪接头41底部螺纹连接，为便于将测斜仪接头41安装至内管接头14的指定位置，将任意一所述悬挂耳42上设有测斜仪安装标记421，测斜仪安装标记421，开设在悬挂耳42上平面的几何中心。

参照图1以及图6，为便于将内管接头14安装与内管15的指定位置，在内管接头14上开设有接头标记141，内管15上开设有内管标记151，当内管接头14与内管15连接固定时，接头标记141与内管标记151对齐，且确保测斜仪安装标记421与接头标记141标记位于圆周的同侧，完成内管接头14与内管15之间的安装。

本申请实施例一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具的实施原理为：将钻具靠近岩石层，钻头22运动过程中，岩心从钻头22经过卡簧座6和卡簧7进入到内管15，岩心在内管15向上运动，岩心刻刀32与岩心接触并在岩心柱上留下划痕，最后拉动捞矛头11将岩心取出，根据岩心上的划痕，确定岩心与测斜仪本体31的对应方位，在根据测斜仪本体31测量的数据，即可判别出岩矿内岩矿心层理面的倾角、走向以及倾向，进而判断出断层、裂隙和岩脉的延伸方向情况，从而确定该段岩矿心在地下空间的埋藏姿态。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，包括钻具内总成（1）以及钻具外总成（2）；

所述钻具内总成（1）由上至下设有捞矛头（11）、弹卡机构（12）、单动机构（13）、内管接头（14）以及内管（15）；所述内管接头（14）上端与所述单动机构（13）连接，所述内管接头（14）的下端与所述内管（15）通过丝扣连接；

所述钻具外总成（2）由外管（21）以及钻头（22）组成；所述钻头（22）设于所述外管（21）的下部；

其特征在于：所述钻具内总成（1）还包括测斜单元（3）；所述测斜单元（3）包括测斜仪本体（31）以及岩心刻刀（32）；

所述测斜仪本体（31）与所述内管接头（14）连接；

所述岩心刻刀（32）螺纹连接于所述内管（15）的内壁，且位于所述斜仪本体（31）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：所述测斜单元（3）还包括用于将所述测斜仪本体（31）与所述内管接头（14）连接的连接组件（4）；所述连接组件（4）包括测斜仪接头（41）以及两个悬挂耳（42）；

两个所述悬挂耳（42）设于所述测斜仪接头（41）上，所述内管接头（14）上设有安装槽（143），所述测斜仪接头（41）通过所述悬挂耳（42）安装于所述安装槽（143）内，且所述悬挂耳（42）可沿所述内管接头（14）竖直方向滑移，所述测斜仪本体（31）与所述测斜仪接头（41）底部螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：任意一所述悬挂耳（42）上设有测斜仪安装标记（421）。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：钻具内总成（1）还包括用于多个减少所述测斜仪本体（31）偏移的扶正环（5）；多个所述扶正环（5）沿所述测斜仪本体（31）外壁均匀设置。

5.根据权利要求3所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：所述内管接头（14）上设有接头标记（141），所述内管（15）上设有内管标记（151），所述内管接头（14）与所述内管（15）连接时，所述接头标记（141）与所述内管标记（151）对齐，且确保所述测斜仪安装标记（421）与所述接头标记（141）位于圆周的同侧。

6.根据权利要求1所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：所述钻具外总成（2）还包括卡簧座（6）以及卡簧（7）；所述卡簧座（6）螺纹连接于所述内管（15）下端，所述钻头（22）可拆卸安装于所述卡簧座（6）远离所述内管（15）的一端，所述卡簧（7）安装于所述卡簧座（6）内。

7.根据权利要求4所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：所述钻具外总成（2）还包括用于扩大钻孔孔径的扩孔器（8），所述扩孔器（8）设于所述外管（21）上，位于所述扶正环（5）以及所述钻头（22）之间。

8.根据权利要求1所述的一种可测量钻孔岩矿心埋藏姿态的绳索取心钻具，其特征在于：所述内管接头（14）的内壁上设有用于钻探冲洗液通过的通水孔（142）。

Images