CN220101226U - 一种取芯钻具用锁接手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于取芯技术领域，公开了一种取芯钻具用锁接手，为了解决在基岩强度较小、基岩容易破碎地区极易出现短柱状芯样掉落的问题。本实用新型包括锁接手本体，所述锁接手本体内具有贯通锁接手本体的通孔，所述通孔的下段包括大径段通孔和小径段通孔，所述小径段通孔相比于大径段通孔更加靠近与锁接手本体连接的岩芯筒，大径段通孔相比于小径段通孔更加靠近与锁接手本体连接的钻杆，并且所述大径段通孔与小径段通孔之间形成有台阶面，所述小径段通孔与台阶面的交汇处配设有密封球。本实用新型能够尽量防止短柱状的芯样从取芯筒中掉落，从而提高取芯的成功率，缩短取芯周期增长以及提高取芯效率。

Description

一种取芯钻具用锁接手

技术领域

本实用新型属于取芯技术领域，具体涉及一种取芯钻具用锁接手。

背景技术

目前，钻探法工程地质勘探采用的地质钻探机的钻具由钻头和连接在钻头上的取芯管等结构组成。取芯管（或者称为取芯筒、岩芯管）主要由岩芯筒、岩芯爪和扶正器构成，其中：

岩芯筒：包覆在岩芯的外围对岩芯进行保护，包括外芯筒和内芯筒，内芯筒与形成的岩芯接触用于存储和保护岩芯；外芯筒的作用承受钻压、传递扭矩带动钻头旋转及保护内芯筒。

岩芯爪：割取岩芯和承托已隔取的岩芯柱，常用的岩芯爪有卡箍式、卡板式、卡瓦式卡簧式等等。卡箍式岩芯爪（适用于软及中硬地层），形状如圆箍，一圈开有数道将其分为多瓣的缺口，每瓣内有数圈卡牙，卡箍的外壁呈截锥状，与缩径套配合使用，缩径套有同样的锥面，岩芯爪沿爪座移动时，其爪牙收缩卡紧岩芯。卡瓦式岩芯爪（适用于中硬及硬地层），由挂套、销轴、扭簧及卡瓦片组成，卡瓦片可依赖扭簧力量使其张开，钻进时紧贴钻头内壁。割芯时，在外力作用下使岩芯爪沿钻头内壁向下移动，卡瓦片收缩抱紧岩芯。卡板式岩芯爪（适用于中硬地层及硬地层），一般和其他岩芯爪符合使用，其结构由外座、扭簧及片装卡板组成。卡簧式岩芯爪（适用于硬地层），地质钻探使用，石油钻探取芯使用较少。

扶正器：外筒扶正器保持外岩芯筒和钻头工作稳定，防止井斜；内筒扶正器可保持内筒稳定，是钻头与内筒对中，岩芯易于进入内芯筒。

常用的取芯方法有卡料卡取法和干钻取芯法等。在利用取芯管进行地质勘探取芯工作时，如果遭遇基岩强度较小或者基岩易破碎的情况下，芯样容易出现短柱状，而短柱状芯样很容易在提钻过程中滑脱并掉落到钻孔中，使得芯样完整性遭到破坏、取芯工作失败，不得不进行重复取芯，最终导致取芯工作强度增加、并且工作效率低下。

实用新型内容

本实用新型为了解决在基岩强度较小、基岩容易破碎地区极易出现短柱状芯样掉落的问题，而提供一种取芯钻具用锁接手，能够尽量防止短柱状的芯样从取芯筒中掉落，从而提高取芯的成功率，缩短取芯周期增长以及提高取芯效率。

为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种取芯钻具用锁接手，包括锁接手本体，所述锁接手本体的两端分别具有公头和母头，所述锁接手本体内具有贯通锁接手本体的通孔，其特征在于，所述通孔的下段包括大径段通孔和小径段通孔，所述小径段通孔相比于大径段通孔更加靠近与锁接手本体连接的岩芯筒，大径段通孔相比于小径段通孔更加靠近与锁接手本体连接的钻杆，并且所述大径段通孔与小径段通孔之间形成有台阶面，所述小径段通孔与台阶面的交汇处配设有密封球，所述密封球能够停留在小径段通孔的顶部并能够与小径段通孔与台阶面的交汇处进行密封，所述密封球的直径小于钻杆的内径以使得密封球能够投入到锁接手本体内。

在一些实施例中，所述密封球由密度大于冲洗液密度的金属或者塑料制作而成。

在一些实施例中，所述台阶面为倾斜面，所述台阶面沿着大径段通孔内壁至小径段通孔内壁的方向倾斜向下设置。

在一些实施例中，所述台阶面为弧形面，所述弧形面使得大径段通孔内壁至小径段通孔内壁平滑过渡。

在一些实施例中，所述小径段通孔与台阶面的交汇处进行倒角或者倒圆处理，所述密封球能够停留在倒角或者倒圆，所述密封球与倒角或者倒圆处密封接触。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的取芯钻具用锁接手在使用过程中，当锁接手连接钻杆正常钻进时，从钻杆上部接入的冲洗液依次穿过钻杆、锁接手本体内的通孔（大径段通孔和小径段通孔）最后从连接在锁接手本体下方的钻头中流出，将钻进时的碎屑带出，以确保顺利钻进。当钻进回次结束需要取芯时，锁接手本体的下方接入取芯管（或者称为岩芯筒、取芯筒、岩芯管）。在向钻杆内继续通入冲洗液的同时，向钻杆内投入密封球，密封球顺着钻杆的内孔进行到锁接手本体内的大径段通孔内，并停留在小径段通孔与台阶面的交汇处并形成硬密封。此时，密封球上方的冲洗液液面由于密封球的密封作用保持不动，而小径段通孔下方的取芯管内的冲洗液继续向下流动从而逐步形成负压，从而在取芯管内形成一定的负压，以便于利用利用负压形成的吸附力对短柱状芯样进行吸附，进而减小短柱状芯样下滑脱离的概率，提高取芯的成功率和效率，达到缩短取芯周期增长以及提高取芯效率的目的。

本实用新型特别适用于基岩强度较小或者基岩易破碎的地层中短柱状芯样的取芯。

附图说明

图1为现有的锁接手一实施例的剖视图结构示意图；

图2为现有的锁接手的俯视图结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的俯视图结构示意图；

图5为本实用新型的锁接手本体内未放置密封球时的结构示意图，在该示意图中，向钻杆内输入冲洗液以润滑钻头保障钻头的正常钻进；

图中标记：1、锁接手，11、锁接手本体，12、母头，121、螺纹孔，13、公头，14、通孔，141、大径段通孔，142、小径段通孔，143、台阶面，144、交汇处，2、密封球。

实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合附图3至附图5，本实用新型的取芯钻具用锁接手，包括锁接手本体11，所述锁接手本体11的两端分别具有公头13和母头12，所述锁接手本体11内具有贯通锁接手本体11的通孔14，所述通孔14的下段包括大径段通孔141和小径段通孔142，所述小径段通孔142相比于大径段通孔141更加靠近与锁接手本体11连接的岩芯筒，大径段通孔141相比于小径段通孔142更加靠近与锁接手本体11连接的钻杆（即钻杆连接在锁接手1的上方，钻头和岩芯筒根据钻进需要连接在锁接手1的下端，对于锁接手1与钻杆、钻头和岩芯筒的连接方式，本领域的普通技术人员都能明白和理解，在此不再赘述），并且所述大径段通孔141与小径段通孔142之间形成有台阶面143，所述小径段通孔142与台阶面143的交汇处配设有密封球2，所述密封球2能够停留在小径段通孔142的顶部并能够与小径段通孔142与台阶面143的交汇处144进行密封，所述密封球2的直径小于钻杆的内径以使得密封球2能够投入到锁接手本体11内。

即是说通孔更加靠近岩芯管（或者称为岩芯筒）的一段为小径段通孔142，通孔更加靠近钻杆的一段为大径段通孔141。其中，锁接手本体11的上端为母头12，即是说锁接手本体11的上端内壁上设置有螺纹孔121，所述大径段通孔142与螺纹孔121相互连通，而小径段通孔142相比于大径段通孔141更加远离螺纹孔121。

结合附图1和附图2，锁接手的外径为65mm，锁接手1内的通孔14的直径一般为28mm，而通过管道与钻杆内部连通的水龙头投料口一般能够通过14.2mm以下的球体，因此，为了便于密封球2的从水龙头的投料口中顺利的投入，密封球2的直径为14mm。为了确保密封球2能够停留在小径段通孔142的上端，并最大限度的不影响冲洗液的流动，小径段通孔142的直径设计为13mm。其中水龙头是为了控制向钻杆内是否通入冲洗液，本领域的技术人员都能明白和理解，在此不再赘述。

优选的，密封球2为钢珠，一方面钢珠为成品，容易获得；另一方面钢珠的密度较大，便于实现硬密封。

结合附图5，其中，当正常钻进时，锁接手1内的通孔14内并没有放入密封球2。当取芯成功后将锁接手1内的密封球2取出，锁接手1即恢复到正常钻进的功能。

在一些实施例中，所述密封球2由密度大于冲洗液密度的金属或者塑料制作而成。从而使得密封球2能够顺利的沿着通孔14向下滑落。

在一些实施例中，所述台阶面143为倾斜面，所述台阶面143沿着大径段通孔141内壁至小径段通孔142内壁的方向倾斜向下设置。从而便于利用台阶面143引导密封球停留在小径段通孔上方的中央位置。

在一些实施例中，所述台阶面143为弧形面，所述弧形面使得大径段通孔内壁至小径段通孔内壁平滑过渡。从而利用弧形面对密封球进行引导使得密封球停留在小径段通孔上方的中央位置。

在一些实施例中，所述小径段通孔142与台阶面143的交汇处144进行倒角或者倒圆处理，所述密封球2能够停留在倒角或者倒圆处，所述密封球与倒角或者倒圆处密封接触。即是说，密封球与倒角或者倒圆处相互实现硬密封。即是说，密封球在台阶面143的引导作用下停留在交汇处144，从而利用密封球对小径段通孔142进行密封覆盖。

本实用新型的取芯钻具用锁接手在使用过程中，当锁接手连接钻杆正常钻进时，从钻杆上部接入的冲洗液依次穿过钻杆、锁接手本体内的通孔（大径段通孔和小径段通孔）最后从连接在锁接手本体下方的钻头中流出，将钻进时的碎屑带出，以确保顺利钻进。当钻进回次结束需要取芯时，锁接手本体的下方接入取芯管（或者称为岩芯筒、取芯筒、岩芯管）。在向钻杆内继续通入冲洗液的同时，向钻杆内投入密封球，密封球顺着钻杆的内孔进行到锁接手本体内的大径段通孔内，并停留在小径段通孔与台阶面的交汇处并形成硬密封。此时，密封球上方的冲洗液液面由于密封球的密封作用保持不动，而小径段通孔下方的取芯管内的冲洗液继续向下流动从而逐步形成负压，从而在取芯管内形成一定的负压，以便于利用利用负压形成的吸附力对短柱状芯样进行吸附，进而减小短柱状芯样下滑脱离的概率，提高取芯的成功率和效率。

Claims (5)

1.一种取芯钻具用锁接手，包括锁接手本体（11），所述锁接手本体（11）的两端分别具有公头（13）和母头（12），所述锁接手本体（11）内具有贯通锁接手本体的通孔（14），其特征在于，所述通孔的下段包括大径段通孔（141）和小径段通孔（142），所述小径段通孔（142）相比于大径段通孔（141）更加靠近与锁接手本体（11）连接的岩芯筒，大径段通孔（141）相比于小径段通孔（142）更加靠近与锁接手本体（11）连接的钻杆，并且所述大径段通孔（141）与小径段通孔（142）之间形成有台阶面（143），所述小径段通孔（142）与台阶面（143）的交汇处配设有密封球（2），所述密封球（2）能够停留在小径段通孔的顶部并能够与小径段通孔（142）与台阶面（143）的交汇处（144）进行密封，所述密封球（2）的直径小于钻杆的内径以使得密封球（2）能够投入到锁接手本体（11）内。

2.根据权利要求1所述的取芯钻具用锁接手，其特征在于，所述密封球（2）由密度大于冲洗液密度的金属或者塑料制作而成。

3.根据权利要求1或2所述的取芯钻具用锁接手，其特征在于，所述台阶面（143）为倾斜面，所述台阶面（143）沿着大径段通孔内壁至小径段通孔内壁的方向倾斜向下设置。

4.根据权利要求1或2所述的取芯钻具用锁接手，其特征在于，所述台阶面（143）为弧形面，所述弧形面使得大径段通孔内壁至小径段通孔内壁平滑过渡。

5.根据权利要求1所述的取芯钻具用锁接手，其特征在于，所述小径段通孔（142）与台阶面（143）的交汇处（144）进行倒角或者倒圆处理，所述密封球（2）能够停留在倒角或者倒圆处，所述密封球（2）与倒角或者倒圆处密封接触。