一种地质数据采集钻具及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种地质数据采集钻具及其使用方法，地质数据采集钻具外管总成、第一内管总成及第二内管总成，第一内管总成包括第一捞矛头、第一回收管、第一弹卡钳、第一弹卡架、第一悬挂环、第一内管、第一卡簧及第一卡簧座；对应第一弹卡架的下部设置有水压调节装置，以适用于不同地质条件的钻孔作业；第二内管总成设置在外管总成的内部并配置三组第二弹卡片，第二内管总成随外管总成一起转动，其上的下部连接头与外管配合设置，以保证钻孔的精度。通过使用本申请所述的地质数据采集钻具进行数据采集，仅使用一套外管总成及两套内管总成，减少了钻具的数量，降低了钻具运输的难度，减少了人力及财力的投入，提高了施工效率，降低了数据采集成本。

A geological data acquisition drill tool and its usage

The invention discloses a geological data acquisition drilling tool and its use method. The geological data acquisition drilling tool outer tube assembly, the first inner tube assembly and the second inner tube assembly, the first inner tube assembly includes the first fishing spearhead, the first recovery pipe, the first bullet caliper, the first bullet clamp, the first bullet clamp, the first hanging ring, the first inner tube, the first spring and the second inner tube assembly. The second inner tube assembly is arranged inside the outer tube assembly and is equipped with three sets of second cartridge cards. The second inner tube assembly rotates with the outer tube assembly, and the lower connecting head of the upper tube is matched with the outer tube assembly. To ensure the accuracy of drilling. By using the geological data acquisition drilling tool described in this application for data acquisition, only one set of outer tube assembly and two sets of inner tube assembly are used, which reduces the number of drilling tools, reduces the difficulty of drilling tool transportation, reduces the input of manpower and financial resources, improves the construction efficiency and reduces the cost of data acquisition.

【技术实现步骤摘要】
一种地质数据采集钻具及其使用方法
本专利技术涉及一种地质数据采集钻具及其使用方法。
技术介绍
绳索取芯钻进是一种不提钻而能直接取得岩芯的先进钻进方法。与普通的钻进方法相比，其具有地质效果好，生产效率高，钻进成本低的优点；同时因其结构简单，性能齐全，坚固耐用，维修便捷，而被广泛使用。目前常使用绳索取芯钻进方法进行地质数据采集，在地质数据采集过程中，需要在一定的深度(例如1500米至2000米)中，将实验探测仪器放入探测洞内，进行数日的不间断探测，取得相关的实验数据，实验仪器存放的勘探洞一般小于常规绳索取芯钻具的勘探洞外径，这样以来在操作中常常要使用数套钻具，这样，无形中增加了钻具的运输难度，增加了人力及物力的投入，提高了地质数据采集的成本。因此，亟需设计一种地质数据采集钻具，减少钻具更换的次数，优化钻具使用方法，降低地质数据采集的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能优化钻具使用方法，减少钻具更换的次数，降低数据采集的成本的地质数据采集钻具及其使用方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种地质数据采集钻具，包括外管总成、第一内管总成和第二内管总成，所述第二内管总成与第一内管总成可相互替换连接于外管总成内。通过这样的设计，在勘探过程中，如果需要实验数据采集，将第二内管总成替换第一内管总成，取得容纳实验仪器的小勘探洞后，将实验仪器放入，实验结束后，再通过第一内管总成替换第二内管总成，将实验仪器打捞出，这样，钻具只使用一套外管总成，两套内管总成，刚换方便，部件较少，维护方便，实用性强，在现有的常规钻具中改造就可以实现，生产成本较低。作为优选的，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、外管及下部钻头，弹卡挡头设置在外管总成的端部，其下部依次设置有弹卡室、座环、外管及下部钻头，相邻部件之间通过锥螺纹连接；所述弹卡室设置为一段或者连续的两段或者连续的多段；所述第一内管总成包括第一捞矛头、第一弹卡架及其第一弹卡架上设置的第一弹卡机构、第一悬挂环、第一内管、第一卡簧及第一卡簧座；所述第一捞矛头通过第一捞矛头钳轴与第一弹卡架连接；所述第一悬挂环设置在第一弹卡架上，与外管上的座环配合设置悬挂；所述第一弹卡架底部与第一内管连接，所述第一卡簧及第一卡簧座设置在第一内管底部；所述第二内管总成包括第二捞矛头、第二弹卡架及其第二弹卡架上连接的第二弹卡机构、第二悬挂环、第二内管、第二上部连接头、第二下部连接头、第二细钻杆及第二细钻头；所述第二捞矛头通过第二捞矛头钳轴与第二弹卡架连接；所述第二悬挂环设置在第二弹卡架上，其与外管上的座环配合悬挂；所述第二弹卡架底部通过第二上部连接头与第二内管连接，所述第二内管底部通过第二下部连接头与第二细钻杆连接，所述第二细钻头连接于在第二细钻杆的底部。通过具体的结构设计，使得第一内管总成和第二内管总成可以方便的在同一套外管总成内更换，外管总成中根据需要变换弹卡室的套管数量，使得钻进较为便利。作为优选的，所述第一弹卡机构包括第一回收管、第一弹卡架、第一弹卡钳、第一弹卡钳压簧；第一回收管中下部滑动套接在第一弹卡架外，所述第一弹卡架上设置有第一弹卡钳轴，所述第一弹卡钳由两个第一弹卡片组成，所述两个第一弹卡片底部转动连接于第一弹卡钳轴上，所述第一弹卡架上设置有第一弹卡销轴滑槽，所述第一弹卡销轴滑槽位于第一弹卡钳轴上方，第一弹卡销轴上下滑动连接在第一弹卡销轴滑槽内，所述第一弹卡销轴上转动连接有两片第一弹卡驱动片，所述第一弹卡驱动片外端与临近的第一弹卡片铰接，两片第一弹卡驱动片和两片第一弹卡片在两个铰接点以及与第一弹卡销轴和第一弹卡钳轴的转动连接配合下形成平行四边形铰接结构；第一弹卡销轴两端向外延伸与第一回收管固定，第一回收管固定带动第一弹卡销轴沿第一弹卡销轴滑槽上下滑动；第一弹卡钳压簧套设在第一弹卡架的上部，第一弹卡钳压簧的下部与第一弹卡驱动片相抵接，其上部由第一弹卡钳压簧压板限位；第一回收管侧壁上开设有容纳第一弹卡片回缩和张开的第一弹卡槽体，所述第一弹卡槽体位置与第一弹卡钳安装位置适配。这样的设计，可以通过弹卡机构与弹卡室配合，防止钻进时，内管向上窜动。作为优选的，所述第一弹卡架的下部设置有水压调节装置，第一出水口设置在第一弹卡架的外壁并位于第一悬挂环下部；所述水压调节装置设置在第一弹卡架下部的第一调节阀腔体内，其包括第一上螺栓、第一下螺柱及第一水压调节弹簧，第一上螺栓与第一下螺柱螺纹连接，第一上螺栓的外部套设有第一水压调节弹簧，第一水压调节弹簧压板固定在第一弹卡架上，所述第一水压调节弹簧压缩于第一水压调节弹簧压板下表面和第一下螺柱上缘之间；所述第一下螺柱的下部设置有第一调节阀堵头，第一调节阀堵头与第一调节阀腔体的外壁形成调节阀通道。这样的设计，当座环与第一悬挂杯配合后，水流通过第一调节阀腔体进入下方，由于水压调节装置可以调节第一调节阀腔体内水流的大小，进而可以控制第一调节阀腔体上部和下部的水压力差，同时可以调节到位报信的水压值，提高了水流的控制和钻具的适用范围。作为优选的，所述第二弹卡机构包括第二回收管、第二弹卡架、第二弹卡钳、第二弹卡钳压簧；所述第二弹卡钳包括一组上弹卡钳和两组以上的下弹卡钳；第二回收管滑动套接在第二弹卡架外，所述第二弹卡架上设置有上弹卡钳，所述上弹卡钳由两个第二弹卡片组成，所述两个第二弹卡片底部转动连接于第二弹卡钳轴上，所述第二弹卡架上设置有第二弹卡销轴滑槽，所述第二弹卡销轴滑槽位于第二弹卡钳轴上方，第二弹卡销轴上下滑动连接在第二弹卡销轴滑槽内，所述第二弹卡销轴上转动连接有两片第二弹卡驱动片，所述第二弹卡驱动片外端与相邻的第二弹卡片铰接，两片第二弹卡驱动片与两片第二弹卡片在两个铰接点以及与第二弹卡销轴和第二弹卡钳轴的转的那个连接配合下形成平行四边形铰接结构；第二弹卡销轴两端向外延伸与第二回收管固定，第二回收管固定带动第二弹卡销轴沿第二弹卡销轴滑槽上下滑动；第二弹卡钳压簧套设在第二弹卡架的上部，第二弹卡钳压簧的下部与第二弹卡驱动片相抵接，其上部由第二弹卡钳压簧压板限位；第二回收管侧壁上开设有容纳第二弹卡片会回缩和张开的第二弹卡槽体，所述第二弹卡槽体位置与第二弹卡钳安装位置适配；下弹卡钳设置在第二弹卡架上且位于上弹卡钳下方，所述下弹卡钳包括两组第二下弹卡片，转动连接于固定在第二弹卡架的第二下销轴上，所述第二下销轴上设置有弹卡钳扭簧并与第二下弹卡片相抵接；所述第二回收管上设置有与第二下弹卡片外缘配合驱动的弹卡钳斜推面；所述第二弹卡架上和第二回收管上均设置有容纳第二下弹卡片伸出的下槽体；所述弹卡室连续的设置有三段，最上部的一段弹卡室与上弹卡钳配合，下部的两段弹卡室分别与两组下弹卡钳配合。这样的设计，可以在第二内管总成下放于外管内部时，三个弹卡钳可以顺利打开，与三个弹卡室配合，并防止内管上窜，同时，在提起时，可以在回收管的滑动下，带动三个弹卡钳同时收缩；设计三个弹卡钳除了可以提高防止内管上窜的效果外，主要还在于通过三个弹卡钳与回收管的配合，将外管的转动扭矩通过弹卡室传递给弹卡片，进而传递给内管和底部的第二细钻头，保证了钻进时的扭力。作为优选的，所述弹卡室的下部设置有弹卡钳拨片，所述弹卡钳拨片与第二弹卡片和/或第二下弹卡片配合设置并拨动第二弹卡钳随外管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质数据采集钻具，其特征在于：包括外管总成(100)、第一内管总成(200)和第二内管总成(300)，所述第二内管总成(300)与第一内管总成(200)可相互替换连接于外管总成(100)内。

【技术特征摘要】
1.一种地质数据采集钻具，其特征在于：包括外管总成(100)、第一内管总成(200)和第二内管总成(300)，所述第二内管总成(300)与第一内管总成(200)可相互替换连接于外管总成(100)内。2.如权利要求1所述的地质数据采集钻具，其特征在于：所述外管总成(100)包括弹卡挡头(2)、弹卡室(5)、座环(7)、外管(23)及下部钻头(22)，弹卡挡头(2)设置在外管总成(100)的端部，其下部依次设置有弹卡室(5)、座环(7)、外管(23)及下部钻头(22)，相邻部件之间通过锥螺纹连接；所述弹卡室(5)设置为一段或者连续的两段或者连续的多段；所述第一内管总成(200)包括第一捞矛头(1)、第一弹卡架(9)及其第一弹卡架(9)上设置的第一弹卡机构、第一悬挂环(8)、第一内管(17)、第一卡簧(20)及第一卡簧座(21)；所述第一捞矛头(1)通过第一捞矛头钳轴(36)与第一弹卡架(9)连接；所述第一悬挂环(8)设置在第一弹卡架(9)上，与外管(23)上的座环(7)配合悬挂；所述第一弹卡架(9)底部与第一内管(17)连接，所述第一卡簧(20)及第一卡簧座(21)设置在第一内管(17)底部；所述第二内管总成(300)包括第二捞矛头(1’)、第二弹卡架(9’)及其第二弹卡架(9’)上连接的第二弹卡机构、第二悬挂环(8’)、第二内管(17’)、第二上部连接头(45’)、第二下部连接头(24’)、第二细钻杆(25’)及第二细钻头(26’)；所述第二捞矛头(1’)通过第二捞矛头钳轴(36’)与第二弹卡架(9’)连接；所述第二悬挂环(8’)设置在第二弹卡架(9’)上，其与外管(23)上的座环(7)配合悬挂；所述第二弹卡架(9’)底部通过第二上部连接头(45’)与第二内管(17’)连接，所述第二内管(17’)底部通过第二下部连接头(24’)与第二细钻杆(25’)连接，所述第二细钻头(26’)连接于在第二细钻杆(25’)的底部。3.如权利要求2所述的地质数据采集钻具，其特征在于：所述第一弹卡机构包括第一回收管(3)、第一弹卡架(9)、第一弹卡钳(4)、第一弹卡钳压簧(34)；第一回收管(3)中下部滑动套接在第一弹卡架(9)外，所述第一弹卡架(9)上设置有第一弹卡钳轴(31)，所述第一弹卡钳(4)由两个第一弹卡片(29)组成，所述两个第一弹卡片(29)底部转动连接于第一弹卡钳轴(31)上，所述第一弹卡架(9)上设置有第一弹卡销轴滑槽(33)，所述第一弹卡销轴滑槽(33)位于第一弹卡钳轴(31)上方，第一弹卡销轴(32)上下滑动连接在第一弹卡销轴滑槽(33)内，所述第一弹卡销轴(32)上转动连接有两片第一弹卡驱动片(30)，所述第一弹卡驱动片(30)外端与临近的第一弹卡片(29)铰接，两片第一弹卡驱动片(30)和两片第一弹卡片(29)在两个铰接点以及与第一弹卡销轴(32)和第一弹卡钳轴(31)的转动连接配合下形成平行四边形铰接结构；第一弹卡销轴(32)两端向外延伸与第一回收管(3)固定，第一回收管(3)固定带动第一弹卡销轴(32)沿第一弹卡销轴滑槽(33)上下滑动；第一弹卡钳压簧(34)套设在第一弹卡架(9)的上部，第一弹卡钳压簧(34)的下部与第一弹卡驱动片(30)相抵接，其上部由第一弹卡钳压簧压板(35)限位；第一回收管(3)侧壁上开设有容纳第一弹卡片(29)回缩和张开的第一弹卡槽体(38)，所述第一弹卡槽体(38)位置与第一弹卡钳(4)安装位置适配。4.如权利要求3所述的地质数据采集钻具，其特征在于：所述第一弹卡架(9)的下部设置有水压调节装置，第一出水口(6)设置在第一弹卡架(9)的外壁并位于第一悬挂环(8)下部；所述水压调节装置设置在第一弹卡架(9)下部的第一调节阀腔体(43)内，其包括第一上螺栓(39)、第一下螺柱(40)及第一水压调节弹簧(10)，第一上螺栓(39)与第一下螺柱(40)螺纹连接，第一上螺栓(39)的外部套设有第一水压调节弹簧(10)，第一水压调节弹簧压板(42)固定在第一弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颂贤，张世文，
申请(专利权)人：无锡锡钻地质装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32