一种单动钻具及复合式取心钻具制造技术

本申请公开了一种单动钻具，包括：第一接头，具有贯穿两端的第一流道，所述第一接头的第一端用于连接冲击器；外管，与所述第一接头连接，所述第一接头的第二端位于所述外管内；内管，套设在所述外管内，所述外管与所述内管之间形成第一环隙；芯轴组件，具有与所述内管内腔连通的第二流道，所述芯轴组件的第一端连接所述第一接头的第二端，所述芯轴组件的第二端连接所述内管，所述芯轴组件配置为使所述内管不跟随所述外管旋转运动；钻头，与所述外管远离所述第一接头的一端连接；以及换向件，设置在所述第一流道内，以使所述第一流道可选择性与所述第二流道连通或截止。本申请还公开了一种复合式取心钻具，能够有效提高岩心采取率以及钻进效率。以及钻进效率。以及钻进效率。

【技术实现步骤摘要】
一种单动钻具及复合式取心钻具


[0001]本申请涉及工程勘察领域，尤其涉及一种单动钻具及复合式取心钻具。

技术介绍

[0002]对于地层复杂，岩性松散破碎，钻具所取岩心胶结性弱、成柱性差，状态较为松散、破碎，容易被泥浆冲蚀，堵塞钻具的管道，最终导致钻进速度缓慢、岩心采取率低，以及出心时岩心保持原状困难。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例期望提供一种单动钻具及复合式取心钻具，以解决管道清洗困难以及冲蚀岩心问题。
[0004]为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0005]本申请实施例的一方面，公开了一种单动钻具，包括：
[0006]第一接头，具有贯穿两端的第一流道，所述第一接头的第一端用于连接冲击器；
[0007]外管，与所述第一接头连接，所述第一接头的第二端位于所述外管内；
[0008]内管，套设在所述外管内，所述外管与所述内管之间形成第一环隙；
[0009]芯轴组件，具有与所述内管内腔连通的第二流道，所述芯轴组件的第一端连接所述第一接头的第二端，所述芯轴组件的第二端连接所述内管，所述芯轴组件配置为使所述内管不跟随所述外管旋转运动；
[0010]钻头，与所述外管远离所述第一接头的一端连接；以及
[0011]换向件，设置在所述第一流道内，以使所述第一流道可选择性与所述第二流道连通或截止。
[0012]进一步地，所述第一接头形成有第一引流道和第二引流道，所述第一引流道连通所述第二流道与所述第一流道，所述第二引流道连通所述第一环隙与所述第一流道；
[0013]所述换向件具有使所述第二流道与所述第一流道连通的第一位置，以及使所述第二流道与所述第一流道截止的第二位置；
[0014]当所述换向件受力大于预设值，所述换向件能够从所述第一位置移动到所述第二位置。
[0015]进一步地，所述第一流道包括依次形成台阶状的连接段、固定段、换向段和变径段，所述连接段用于与所述冲击器连接，所述固定段用于安装所述换向件使所述换向件处于所述第一位置，所述换向段用于使所述换向件处于所述第二位置；
[0016]所述第一引流道连通所述连接段和所述换向段，所述第二引流道连通所述换向段和所述第一环隙；当所述换向件处于所述第一位置，所述换向件隔断所述固定段和所述换向段的连通，所述换向件处于所述第二位置，所述换向件遮住所述变径段。
[0017]进一步地，所述单动钻具还包括设置在所述固定段的固定座，所述换向件与所述固定座配合处于所述第一位置；
[0018]当所述换向件受力大于所述预设值，所述换向件能够脱离所述固定座移动到所述第二位置。
[0019]进一步地，所述换向件处于所述第一位置时，所述换向件与所述固定座过盈配合或磁吸配合。进一步地，所述单动钻具还包括：
[0020]活塞，具有第三流道，所述活塞位于所述内管内；以及
[0021]三层管，所述三层管靠近所述芯轴组件的一端与所述活塞连接，所述第三流道连通所述内管内腔与所述三层管内腔，所述活塞和所述三层管能够在所述内管中滑动。
[0022]进一步地，所述三层管的材质为聚氯乙烯。
[0023]进一步地，所述三层管具有沿轴向的单边缝。
[0024]进一步地，所述芯轴组件包括：
[0025]通孔芯轴，所述第二流道形成在所述通孔芯轴上；
[0026]轴承组件，所述通孔芯轴通过所述轴承组件与所述第一接头的第二端连接，以使所述通孔芯轴不跟随所述上连接头旋转运动；
[0027]内管接头，具有连通所述第二流道与所述内管内腔的过流通道以及能够连通所述内管内腔和所述第一环隙的第四流道，所述内管接头可拆卸连接在所述内管和所述通孔芯轴之间；以及
[0028]单向阀，所述单向阀位于第四流道内，可使流体从所述内管内腔流向所述第一环隙，截止流体从所述第一环隙流向所述内管内腔。
[0029]进一步地，所述芯轴组件还包括螺纹压盖，所述内管接头的一端具有外螺纹，另一端具有贯穿端部的竖向凹槽和与所述竖向凹槽连通的环向凹槽，所述内管内壁的一端具有凸起；
[0030]所述内管套设在所述内管接头外侧，所述凸起沿所述竖向凹槽推进并旋置于所述横向凹槽中，所述螺纹压盖旋合于所述内管接头具有外螺纹的一端，并压紧所述内管。
[0031]进一步地，所述钻头的端部具有水口、与所述水口连通的水槽和形成在所述水槽内的底喷孔，所述底喷孔与所述水口间隔设置，所述底喷孔与所述第一环隙连通。
[0032]进一步地，所述钻头的端部为阶梯状，所述钻头的尺寸沿轴向自所述钻头的外部向所述钻头的中心增大。
[0033]进一步地，所述单动钻具还包括：
[0034]拦簧，包括多片向所述内管内部拱起的簧片，用于拦护岩心；
[0035]卡簧，所述卡簧位于所述拦簧下端，用于割断岩心；以及
[0036]卡簧座，连接于所述内管靠近所述钻头的一端，用于固定所述拦簧和所述卡簧。
[0037]本申请实施例的另一方面，公开了一种复合式取心钻具，包括：
[0038]上述任意一项所述的单动钻具；以及
[0039]冲击器，与所述第一接头的第一端连接，为所述单动钻具提供冲击能量。
[0040]进一步地，所述冲击器包括：
[0041]外壳；
[0042]砧座接头，具有能够与所述第一流道连通的第五流道，所述砧座接头与所述外壳的第一端连接，所述砧座接头的第二端位于所述外壳的第一端内，所述砧座接头的第一端与所述第一接头的第一端连接；
[0043]冲锤，具有第一中心通道，所述冲锤位于所述外壳内，用于对所述砧座接头提供冲击力，所述冲锤与所述外壳之间形成第二环隙，所述第二环隙与所述第五流道连通，所述第一中心通道能够与所述第五流道连通；
[0044]储能组件，具有分别与所述第一中心通道和所述第二环隙均连通的第二中心通道，所述储能组件位于所述外壳内并与所述冲锤连接，用于对所述冲锤储蓄和释放冲击能量；以及
[0045]第二接头，具有连通所述第二中心通道的第六流道，所述第二接头与所述外壳的第二端连接，所述第二接头的第一端位于所述外壳内并与所述储能组件连接。
[0046]进一步地，所述储能组件包括：
[0047]连接套，与所述冲锤连接；
[0048]引流管，具有过流孔，所述第二中心通道形成在所述引流管上，所述过流孔连通所述第二中心通道与所述第二环隙，所述引流管的第一端与所述连接套连接，所述引流管的第二端与所述第二接头连接；
[0049]上导向套，套设在所述引流管外侧，与所述引流管连接或与所述第二接头连接；以及
[0050]弹性件，位于所述上导向套与所述引流管围设的空间内，所述弹性件连接所述引流管与所述连接套，能够带动所述连接套在所述上导向套与所述引流管围设的空间内移动。
[0051]本申请实施例公开的单动钻具，通过调整设置在第一流道内的换向件，改变钻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单动钻具，其特征在于，包括：第一接头，具有贯穿两端的第一流道，所述第一接头的第一端用于连接冲击器；外管，与所述第一接头连接，所述第一接头的第二端位于所述外管内；内管，套设在所述外管内，所述外管与所述内管之间形成第一环隙；芯轴组件，具有与所述内管内腔连通的第二流道，所述芯轴组件的第一端连接所述第一接头的第二端，所述芯轴组件的第二端连接所述内管，所述芯轴组件配置为使所述内管不跟随所述外管旋转运动；钻头，与所述外管远离所述第一接头的一端连接；以及换向件，设置在所述第一流道内，以使所述第一流道可选择性与所述第二流道连通或截止。2.根据权利要求1所述的单动钻具，其特征在于，所述第一接头形成有第一引流道和第二引流道，所述第一引流道连通所述第二流道与所述第一流道，所述第二引流道连通所述第一环隙与所述第一流道；所述换向件具有使所述第二流道与所述第一流道连通的第一位置，以及使所述第二流道与所述第一流道截止的第二位置；当所述换向件受力大于预设值，所述换向件能够从所述第一位置移动到所述第二位置。3.根据权利要求2所述的单动钻具，其特征在于，所述第一流道包括依次形成台阶状的连接段、固定段、换向段和变径段，所述连接段用于与所述冲击器连接，所述固定段用于安装所述换向件使所述换向件处于所述第一位置，所述换向段用于使所述换向件处于所述第二位置；所述第一引流道连通所述连接段和所述换向段，所述第二引流道连通所述换向段和所述第一环隙；当所述换向件处于所述第一位置，所述换向件隔断所述固定段和所述换向段的连通，所述换向件处于所述第二位置，所述换向件遮住所述变径段。4.根据权利要求3所述的单动钻具，其特征在于，所述单动钻具还包括设置在所述固定段的固定座，所述换向件与所述固定座配合处于所述第一位置；当所述换向件受力大于所述预设值，所述换向件能够脱离所述固定座移动到所述第二位置。5.根据权利要求4所述的单动钻具，其特征在于，所述换向件处于所述第一位置时，所述换向件与所述固定座过盈配合或磁吸配合。6.根据权利要求1所述的单动钻具，其特征在于，所述单动钻具还包括：活塞，具有第三流道，所述活塞位于所述内管内；以及三层管，所述三层管靠近所述芯轴组件的一端与所述活塞连接，所述第三流道连通所述内管内腔与所述三层管内腔，所述活塞和所述三层管能够在所述内管中滑动。7.根据权利要求6所述的单动钻具，其特征在于，所述三层管的材质为聚氯乙烯；和/或，所述三层管具有沿轴向的单边缝。8.根据权利要求1所述的单动钻具，其特征在于，所述芯轴组件包括：通孔芯轴，所述第二流道形成在所述通孔芯轴上；轴承组件，所述通孔芯轴通过所述轴承组件与所述第一接头的第二端连接，以使所述
通孔芯轴不跟随所述上连接头旋转运动；内管接头，具有连通所述第二流道与所述内管内腔的过流通道以及能够连通所述内管内腔和所述第一环隙的第四流道，所述内管接头可拆卸连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占荣，董同新，付明，孙红林，郭建湖，吕小宁，韩燚，王亚飞，李东黎，胡郁乐，李睿，李慈航，李萍，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：