绳索取芯钻具总成制造技术

本发明专利技术提供了一种绳索取芯钻具总成，属于绳索钻探技术领域，该绳索取芯钻具总成包括钻进外管总成以及设置在钻进外管总成内部的取芯内管总成，取芯内管总成包括矛头机构、弹卡定位机构、单动导正过流机构、喷反及泄流机构、岩芯卡取机构；该绳索取芯钻具总成能够满足工程地质勘查和固体矿产勘查中大口径绳索取芯的钻探工作实际要求，尤其适用覆盖层原状样取芯，包括第三系各类覆盖层包括松散黄土、粘土、沙土、砂层、河床河滩卵砾石堆积层、泥砂包卵砾石等地层及第四系泥页岩等水敏性地层钻进及原状样采取任务，具有短小精悍，功能集中，操作方便、维护简单的特点，使用常规功率岩芯钻机和常规泥浆泵及其它常规配套设备即可。

Cored cored drilling tool assembly

The invention provides a rope coring core drilling tool assembly, which belongs to the field of rope drilling technology. The cored core drill assembly includes a drill pipe assembly and a core inner tube assembly set up inside the drill pipe assembly, which includes a spearhead mechanism, a projectile positioning mechanism, a single moving and positive flow mechanism, a spout and a vent. The core drill assembly of this rope can meet the actual requirements of drilling for large diameter rope coring in engineering geological exploration and solid mineral exploration, especially for the original core of the cover layer, including third series of cover layers including loose loess, clay, sandy soil, sand layer, river bed river beach eggs. The water sensitive strata, such as gravel packing layer, mud gravel gravel and gravel, and other water sensitive strata such as the Quaternary shale are drilling and original samples, which have the characteristics of short and shacy, centralized function, easy operation and simple maintenance, and use conventional power core drilling machine and conventional mud pump and other conventional supporting equipment.

【技术实现步骤摘要】
绳索取芯钻具总成
本专利技术涉及绳索钻探
，具体涉及一种绳索取芯钻具总成。
技术介绍
小口径绳索钻进技术自问世以来在基岩钻进中较好的普及、推广应用。但大口径绳索钻具的应用并没有得到普及，工程地质勘查、固体矿产勘查工作中上部孔段仍在使用效率低下、劳动强度高的单双管钻进。这基于以下原因：有些大口径钻具设计仍采用小口径钻具设计思路，使其内钻进外管总成匹配不够合理，结构部件不够科学，钻具结构复杂，钻具长，重量大，使用操作费力；未针对钻进覆盖层、水敏地层、复杂地层取芯特点采用特殊的技术设计，易发生堵塞及取芯不理想的情况，为此使用者存在顾虑。在大口径深部取芯方面，近年来在石油钻井、煤层气钻探和盐矿钻探等领域，有些单位开始尝试长筒取芯和大口径专用绳索取芯方法进行深部取芯，国内有人研究了增加钻孔和钻具的环空间隙，采用大泵量、高上返速度的石油钻井和绳索取芯“二合一”技术，但是，上述大口径专用绳索取芯技术往往应用于石油、地热等大口径超深钻孔，采用石油钻杆，钻头内外径差极大，需匹配大功率钻机，只有石油、水文钻机能满足要求，存在开孔口径大、功率损耗大和大口径专用绳索取芯机具笨重等问题，不适应工程地质勘查和固体矿产勘查的工作要求，适应工程地质勘查、固体矿产勘查的实用性强的大口径绳索取芯具仍是空白。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绳索取芯钻具总成，该绳索取芯钻具总成能够满足工程地质勘查和固体矿产勘查中大口径绳索取芯的钻探工作实际要求，具有短小精悍，功能集中，操作方便、维护简单的特点。基于上述目的，本专利技术提供的绳索取芯钻具总成，包括钻进外管总成以及设置在所述钻进外管总成内部的取芯内管总成，其特征在于，所述取芯内管总成包括矛头机构、弹卡定位机构、单动导正过流机构、喷反及泄流机构、岩芯卡取机构；所述矛头机构与弹卡定位机构连接，所述弹卡定位机构位于所述钻进外管总成的弹卡室内，所述单动导正过流机构分别连接所述弹卡定位机构和所述岩芯卡取机构，所述喷反及泄流机构设置在所述单动导正过流机构和岩心卡取机构之间，所述岩芯卡取机构用以连接钻头；所述单动导正过流机构包括联动轴、第一轴承机构、上密封机构、单动轴、第二轴承机构和下密封机构；所述联动轴一端具有与所述弹卡定位机构连接的弹卡钳架，所述联动轴远离弹卡钳架的一端具有导正芯轴，所述导正芯轴外部连接第一轴承机构，所述单动轴一端通过上密封机构与所述联动轴的导正芯轴套接，所述单动轴的轴身通过第二轴承机构与所述第一轴承机构连接，并且，所述第二轴承机构与所述单动轴的轴身之间设置下密封机构；所述喷反及泄流机构包括喷射接头、喷嘴、承喷器、喷距调整垫、分水接头、内管接头和内管；所述喷射接头设置在所述钻进外管总成的喷射室内，并且所述喷射接头与所述单动轴远离弹卡室的一端相连接，所述喷嘴设置在喷射接头内，所述喷射接头具有喷射孔，所述喷射孔远离喷嘴的一端口设置上泄流阀，所述承喷器与分水接头一端连接，所述分水接头另一端通过内管接头与所述内管连接，所述分水接头具有能够与内管和外管之间的间隙连通的排水孔以及吸水孔，所述内管接头具有内管流道，所述内管流道与所述分水接头的吸水孔的进水口之间设置下泄流阀，所述喷距调整垫设置在所述承喷器和所述分水接头之间。进一步的，所述矛头机构包括矛头体、导正弹簧、导正套和回收管；所述回收管内沿轴向设置用于容纳导正套的导正腔，所述导正套设置在所述导正腔内，所述导正套一端具有限位体，所述导正弹簧套接在所述导正套上，且所述导正弹簧两端分别接触所述导正腔和限位体，所述矛头体与所述导正套的榫头通过销轴连接。进一步的，所述弹卡定位机构包括弹卡钳、张簧和调整垫；所述弹卡钳通过卡钳销与所述单动导正过流机构连接；所述张簧嵌入对合的两片弹卡钳之间，所述弹卡钳可卡接于所述钻进外管总成的弹卡室内，所述钻进外管总成内部轴向具有用以对弹卡钳限位的弹卡挡和悬挂环，所述悬挂环两侧分别设置调整垫。进一步的，所述联动轴中部外径面设置为锥面悬挂台，所述悬挂台下方与钻进外管总成的座环之间设置悬挂密封圈。进一步的，还包括报信机构，所述报信机构包括报信调整垫、报信簧和报信环，所述报信调整垫及所述报信簧套接在所述联动轴的导正芯轴上，所述报信环设置在所述外管接头与钻进外管总成的外管之间。进一步的，还包括扶正环，所述扶正环设置在所述内管与所述外管之间。进一步的，所述岩芯卡取机构包括卡簧座和卡簧，所述卡簧座与所述内管连接，所述卡簧套接在卡簧座内。进一步的，所述卡簧座内径自上至下依次包括一段圆柱管扣和两段圆锥面，位于上部圆锥面的锥度采用1：10的卡簧锥度，下部圆锥面锥度比所述上部圆锥面增加1.5度-2度；所述卡簧外径包括两段圆锥面组成，所述圆锥面的上部锥度采用常用1：10卡簧锥度，下部锥度比上部锥度增加1.5度-2度。进一步的，还包括隔水钻头，所述隔水钻头上部与装配在外管上的扩孔器连接，所述隔水钻头内部台阶与所述卡簧座采用间隙配合。进一步的，所述隔水钻头底唇面为双梯齿型，所述隔水钻头的水口为顺时针螺旋形；钻头胎体内开水眼直通所述水口。有益效果：本专利技术提供的绳索取芯钻具总成包括钻进外管总成以及设置在钻进外管总成内部的取芯内管总成，取芯内管总成包括依次连接的矛头机构、弹卡定位机构、单动导正过流机构、喷反及泄流机构和岩芯卡取机构；能够满足工程地质勘查和固体矿产勘查中大口径绳索取芯的钻探工作实际要求，具有短小精悍，功能集中，操作方便、维护简单的特点。尤其适用覆盖层原状样取芯，包括第三系各类覆盖层包括松散黄土、粘土、沙土、砂层、河床河滩卵砾石堆积层、泥砂包卵砾石等地层及第四系泥页岩等水敏性地层钻进及原状样采取任务，使用常规功率岩芯钻机如XY-44、XY-5XY-6B或类似钻机和常规泥浆泵及其它常规配套设备即可。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的绳索取芯钻具总成的结构示意图；图2为图1中A-A处下方的结构示意图；图3为图1中A-A处上方的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的单动导正过流机构的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的喷反及泄流机构的喷反原理示意图；图6为本专利技术实施例提供的报信机构的工作原理示意图；图7a为本专利技术实施例提供的岩芯卡取机构的局部结构示意图；图7b为本专利技术实施例提供的岩芯卡取机构的局部结构剖视图。图标：1-钻进外管总成；2-弹卡室；3-弹卡挡；4-悬挂环；5-外管；6-外管接头；100-矛头机构；110-矛头体；120-导正弹簧；130-导正套；140-回收管；200-弹卡定位机构；210-弹卡钳；220-张簧；230-调整垫；300-单动导正过流机构；310-联动轴；311-弹卡钳架；312-导正芯轴；320-第一轴承机构；321-第一轴承套；322-第一轴承；330-上密封机构；340-单动轴；350-第二轴承机构；351-第二轴承套；352-第二轴承；360-下密封机构；400-喷反及泄流机构；410-喷射接头；420-喷嘴；430-承喷器；440-分水接头；45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绳索取芯钻具总成，包括钻进外管总成以及设置在所述钻进外管总成内部的取芯内管总成，其特征在于，所述取芯内管总成包括矛头机构、弹卡定位机构、单动导正过流机构、喷反及泄流机构、岩芯卡取机构；所述矛头机构与弹卡定位机构连接，所述弹卡定位机构位于所述钻进外管总成的弹卡室内，所述单动导正过流机构分别连接所述弹卡定位机构和所述岩芯卡取机构，所述喷反及泄流机构设置在所述单动导正过流机构和岩心卡取机构之间，所述岩芯卡取机构用以连接钻头；所述单动导正过流机构包括联动轴、第一轴承机构、上密封机构、单动轴、第二轴承机构和下密封机构；所述联动轴一端具有与所述弹卡定位机构连接的弹卡钳架，所述联动轴远离弹卡钳架的一端具有导正芯轴，所述导正芯轴外部连接第一轴承机构，所述单动轴一端通过上密封机构与所述联动轴的导正芯轴套接，所述单动轴的轴身通过第二轴承机构与所述第一轴承机构连接，并且，所述第二轴承机构与所述单动轴的轴身之间设置下密封机构；所述喷反及泄流机构包括喷射接头、喷嘴、承喷器、喷距调整垫、分水接头、内管接头和内管；所述喷射接头设置在所述钻进外管总成的喷射室内，并且所述喷射接头与所述单动轴远离弹卡室的一端相连接，所述喷嘴设置在喷射接头内，所述喷射接头具有喷射孔，所述喷射孔远离喷嘴的一端口设置上泄流阀，所述承喷器与分水接头一端连接，所述分水接头另一端通过内管接头与所述内管连接，所述分水接头具有能够与内管和外管之间的间隙连通的排水孔以及吸水孔，所述内管接头具有内管流道，所述内管流道与所述分水接头的吸水孔的进水口之间设置下泄流阀，所述喷距调整垫设置在所述承喷器和所述分水接头之间。...

【技术特征摘要】
1.一种绳索取芯钻具总成，包括钻进外管总成以及设置在所述钻进外管总成内部的取芯内管总成，其特征在于，所述取芯内管总成包括矛头机构、弹卡定位机构、单动导正过流机构、喷反及泄流机构、岩芯卡取机构；所述矛头机构与弹卡定位机构连接，所述弹卡定位机构位于所述钻进外管总成的弹卡室内，所述单动导正过流机构分别连接所述弹卡定位机构和所述岩芯卡取机构，所述喷反及泄流机构设置在所述单动导正过流机构和岩心卡取机构之间，所述岩芯卡取机构用以连接钻头；所述单动导正过流机构包括联动轴、第一轴承机构、上密封机构、单动轴、第二轴承机构和下密封机构；所述联动轴一端具有与所述弹卡定位机构连接的弹卡钳架，所述联动轴远离弹卡钳架的一端具有导正芯轴，所述导正芯轴外部连接第一轴承机构，所述单动轴一端通过上密封机构与所述联动轴的导正芯轴套接，所述单动轴的轴身通过第二轴承机构与所述第一轴承机构连接，并且，所述第二轴承机构与所述单动轴的轴身之间设置下密封机构；所述喷反及泄流机构包括喷射接头、喷嘴、承喷器、喷距调整垫、分水接头、内管接头和内管；所述喷射接头设置在所述钻进外管总成的喷射室内，并且所述喷射接头与所述单动轴远离弹卡室的一端相连接，所述喷嘴设置在喷射接头内，所述喷射接头具有喷射孔，所述喷射孔远离喷嘴的一端口设置上泄流阀，所述承喷器与分水接头一端连接，所述分水接头另一端通过内管接头与所述内管连接，所述分水接头具有能够与内管和外管之间的间隙连通的排水孔以及吸水孔，所述内管接头具有内管流道，所述内管流道与所述分水接头的吸水孔的进水口之间设置下泄流阀，所述喷距调整垫设置在所述承喷器和所述分水接头之间。2.根据权利要求1所述的绳索取芯钻具总成，其特征在于，所述矛头机构包括矛头体、导正弹簧、导正套和回收管；所述回收管内沿轴向设置用于容纳导正套的导正腔，所述导正套设置在所述导正腔内，所述导正套一端具有限位体，所述导正弹簧套接在所述导正套上，且所述导正弹簧两端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀梅，韩伟鹏，刘建福，刘海龙，刘洪涛，侯林，饶剑辉，任晓顺，李培林，孙天，苗晓晓，叶兰肃，李凯，欧阳博，王建鹏，曹艳丽，张英杰，杜绪，李瑞东，
申请(专利权)人：河北省地矿局第七地质大队，
类型：发明
国别省市：河北,13