一种取样钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种取样钻具，涉及地质勘探技术领域，其技术方案要点是，包括由电机带动旋转的基体、设置于基体内的钻头和取样装置，还包括设置在基体内的驱动机构、第一钻进机构第二钻进机构和冲击机构。驱动机构能够在钻进液的液压作用下转动，可为取样钻具提供部分动力源；驱动机构带动第一钻进机构转动，第一钻进机构进而通过冲击机构的配合往复撞击连接有钻头的第二钻进机构，使得第二钻进机构受到高频次的冲击，该冲击力传递到钻头后利于钻头高效率地钻进岩层，使钻头所需的外力钻压得到有效降低，不仅能够降低钻杆的受力防止钻杆因过大钻压而发生疲劳破坏，同时减少了大功率电机的使用，有效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种取样钻具
本专利技术涉及地质勘探
，特别涉及一种用于硬质地层条件下勘探取样的取样钻具。
技术介绍
由于资源勘探以及科研的需求，在不同地层条件下的取样作业日益上升。对于地质勘探中的地层的取样过程，常规取样方式是采用机械加压方式对钻杆施加压力，使得取样钻具压入地层后再对地层区域进行取样。专利技术人发现，常规的机械加压方式取样钻具对于软硬地层或者硬质地层来说，容易造成钻杆的弯曲甚至折断现象，不仅会减缓钻进的速度，而且容易造成钻孔地层的塌陷，不利于取样的顺利进行。另外，常规的取样钻具通常需要配备大功率的电机来驱动，提供较大钻压，取样成本相应地增高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种取样钻具，其具有驱动功率低、能耗低和钻进效率高的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种取样钻具，包括由电机带动旋转的基体、设置于基体内的钻头和取样装置，其特征在于：还包括设置于所述基体内的：驱动机构，驱动机构可流通钻进液，驱动机构包括动力装置，动力装置包括由钻进液驱动带动转动的定子和转子；第一钻进机构，包括转动轴和撞击轴，转动轴由动力装置驱动转动，撞击轴利用弹性件连接在转动轴上能够沿基体的中心轴向方向往复移动；第二钻进机构，安装在基体上，且钻头和取样装置连接于第二钻进机构上；冲击机构，包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件可拆卸地连接于所述第一钻进机构的撞击轴上，所述第二连接件连接于所述基体上，第一连接件随撞击轴轴向移动撞击第二钻进机构且利用弹性件往复。通过采用上述技术方案，驱动机构能够在钻进液的液压作用下转动，可为取样钻具提供部分动力源；驱动机构带动第一钻进机构转动，第一钻进机构进而通过冲击机构的配合往复撞击连接有钻头的第二钻进机构，使得第二钻进机构受到高频次的冲击，该冲击力传递到钻头后利于钻头高效率地钻进岩层，使钻头所需的外力钻压得到有效降低，不仅能够降低钻杆的受力防止钻杆因过大钻压而发生疲劳破坏，同时减少了大功率电机的使用，有效降低了成本。进一步设置：所述动力装置具有可流通钻进液的流道；所述转动轴具有第一流动空腔，所述撞击轴设置于第一流动空腔内，所述撞击轴与所述转动轴之间具流动间隙；所述撞击轴具有第二流动空腔；所述流道、所述第一流动空腔和所述第二流动空腔依次连通，所述流道、所述第一流动空腔、所述第二流动空腔和所述流动间隙共同构成驱动流道。通过采用上述技术方案，驱动流道既可以实现钻进液能够顺利的流向钻头一侧，为动力装置提供动力，进而使得动力装置的定子和转子产生旋转动作，为取样钻具提供部分动力源，降低总功率。进一步设置：所述撞击轴与所述转动轴沿所述基体的中心轴线方向交错间隔设置。通过采用上述技术方案，使得撞击轴能够沿基体的中心轴线方向往复移动。进一步设置：所述第二钻进机构具有活动空腔，所述取样装置通过弹性活塞连接于所述活动空腔内。通过采用上述技术方案，取样装置连接在活动空腔内，被隐藏于基体内侧，避免取样装置受影响。进一步设置：所述活动空腔与驱动流道连通，所述活动空腔与所述钻头连通。通过采用上述技术方案，确保了钻进液能输送装置钻头一侧。进一步设置：所述转动轴通过轴承连接于所述基体；所述定子连接于所述转动轴，所述转子连接于所述定子。通过采用上述技术方案，钻进液的流动带动转子转动，转子与定子具有联动关系，由转动联动定子转动，定子连接于转动轴，最后联动转动轴转动。进一步设置：所述转子为涡轮转子，所述定子为涡轮定子。进一步设置：所述基体包括依次连通的第一壳体、第二壳体和第三壳体，第一壳体、第二壳体和第三壳体依次通过螺纹配合连接。通过采用上述技术方案，分段设置使得基体内的驱动机构、第一钻进机构和第二钻进机构及冲击机构的空间布置更为合理，方便各机构的拆装。进一步设置：所述第二钻进机构与第三壳体之间还设置有定位块，定位块与第三壳体之间设置有密封圈。通过采用上述技术方案，密封圈能够防止钻进液的泄漏。进一步设置：所述第二钻进机构与第三壳体之间且位于定位块的下端设置有氟橡胶，氟橡胶紧密贴合定位块、第二钻进机构的外壁以及第三壳体的内壁。通过采用上述技术方案，氟橡胶能够缓冲第二钻进机构与壳体之间的摩擦，进而保护取样装置免受较大冲击力的冲击。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：能够提供液压旋转冲击以及轴向冲击，便于钻头的快速钻进，有效提高了取样作业的工作效率。同时钻进液能够驱动第一钻进机构运动，从而提供额外的动力，使得所需电机的功率得到相应的减小，有效降低了取样成本。取样装置弹性连接于活动空腔内，有效避免了较大冲击力的干扰，使得取样作业顺利进行。附图说明图1是取样钻具的结构示意图；图2是第一连接件在第一视角下的结构示意图；图3是第一连接件在第二视角下的结构示意图；图4是第二连接件在第一视角下的结构示意图；图5是第二连接件在第二视角下的结构示意图。图中，10、取样钻具；20、基体；22、第一壳体；24、第二壳体；26、第三壳体；30、取样装置；40、钻头；100、驱动机构；130、动力装置；102、流道；103、定位台肩；110、转子；120、定子；200、第一钻进机构；210、转动轴；220、撞击轴；212、第一流动空腔；222、第二流动空腔；231、第一通孔；232、第二通孔；233、流动间隙；234、连通孔；300、第二钻进机构；301、导流孔；302、活动空腔；303、斜孔；50、冲击机构；501、第一连接件；502、第二连接件；400、定位块；500、氟橡胶；600、弹性活塞；601、流孔；70、轴承；80、密封圈。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。第一种实施方式：一种取样钻具，如图1所示，取样钻具10包括钻头40、基体20以及设置在基体20内的取样装置30、驱动机构100、第一钻进机构200、第二钻进机构300和冲击机构50。基体20包括依次连通的第一壳体22、第二壳体24和第三壳体26，第一壳体22、第二壳体24和第三壳体26依次通过螺纹配合连接。第一壳体22上端外壁攻有外螺纹，利用第一壳体22的上部外接钻进电机，第三壳体26下端攻有内螺纹，钻头安装在第三壳体26的下端。需要说明的是，在本实施例中，基体20由依次连接的第一壳体22、第二壳体24和第三壳体26组成的结构形式均为对本实施例的优选结构，并不限定基体20的具体形式，在其他具体实施方式中，基体20也可仅由一个壳体组成或者由两个或多个壳体组成。驱动机构100包括动力装置130，动力装置130包括转子110和定子120，其中转子为涡轮转子，定子为涡轮定子。第一壳体22上端部分的内壁设有定位台肩103，涡轮转子与涡轮定子的叶片反装后抵靠在第一壳体22内的定位台肩103上。涡轮定子和涡轮转子之间具有流道102，钻进液从第一壳体22的上端开口处流入取样钻具10，从第一壳体22上端流入的钻进液流入流道102中，涡轮转子可在钻进液的驱动下带动涡轮定子旋转。本实施例中，涡轮转子与涡轮定子的数量为多个，多个涡轮转子和多个涡轮定子构成涡轮装置，需要说明的是，本专利技术并不限定涡轮装置的涡轮定子和涡轮转子的数量，即涡轮级数，在其他具体实施方式中，涡轮级数可以为多级。第一钻进机构200包括转动轴210和撞击轴220。转动轴210的上端部分通过螺栓和螺母配合固定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取样钻具，其特征在于：包括由电机带动旋转的基体(20)、设置于基体(20)内的钻头(40)和取样装置(30)，还包括设置于所述基体(20)内的：驱动机构(100)，驱动机构(100)可流通钻进液，驱动机构(100)包括动力装置(130)，动力装置(130)包括由钻进液驱动带动转动的定子(120)和转子(110)；第一钻进机构(200)，包括转动轴(210)和撞击轴(220)，转动轴(210)由动力装置驱动转动，撞击轴(220)利用弹性件连接在转动轴(210)上能够沿基体(20)的中心轴向方向往复移动；第二钻进机构(300)，安装在基体(20)上，且钻头(40)和取样装置(30)连接于第二钻进机构(300)上；冲击机构(50)，包括第一连接件(400)和第二连接件(500)，所述第一连接件(400)可拆卸地连接于所述第一钻进机构的撞击轴(220)上，所述第二连接件(500)连接于所述基体(20)上，第一连接件(400)随撞击轴(220)轴向移动撞击第二钻进机构(300)且利用弹性件往复。

【技术特征摘要】
1.一种取样钻具，其特征在于：包括由电机带动旋转的基体(20)、设置于基体(20)内的钻头(40)和取样装置(30)，还包括设置于所述基体(20)内的：驱动机构(100)，驱动机构(100)可流通钻进液，驱动机构(100)包括动力装置(130)，动力装置(130)包括由钻进液驱动带动转动的定子(120)和转子(110)；第一钻进机构(200)，包括转动轴(210)和撞击轴(220)，转动轴(210)由动力装置驱动转动，撞击轴(220)利用弹性件连接在转动轴(210)上能够沿基体(20)的中心轴向方向往复移动；第二钻进机构(300)，安装在基体(20)上，且钻头(40)和取样装置(30)连接于第二钻进机构(300)上；冲击机构(50)，包括第一连接件(400)和第二连接件(500)，所述第一连接件(400)可拆卸地连接于所述第一钻进机构的撞击轴(220)上，所述第二连接件(500)连接于所述基体(20)上，第一连接件(400)随撞击轴(220)轴向移动撞击第二钻进机构(300)且利用弹性件往复。2.根据权利要求1所述的一种取样钻具，其特征在于：所述动力装置具有可流通钻进液的流道(102)；所述转动轴(210)具有第一流动空腔(212)，所述撞击轴(220)设置于第一流动空腔(212)内，所述撞击轴(220)与所述转动轴(210)之间具流动间隙(233)；所述撞击轴(220)具有第二流动空腔(222)；所述流道(102)、所述第一流动空腔(212)和所述第二流动空腔(222)依次连通，所述流道(102)、所述第一流动空腔(212)、所述第二流动空腔(222)和所述流动间隙(233)共同构成驱动流道...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘林，余成华，赵佳进，高玉辉，李凤，童颜，
申请(专利权)人：深圳市勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44