一种取心钻具及取心钻机制造技术

本申请实施例提供一种取心钻具及取心钻机，涉及工程勘察技术领域，以解决相关技术中的取心钻具容易损伤岩心、结构复杂和无法自动割心的问题。该取心钻具包括外管总成、内管总成与弹性爪。内管总成设置在外管总成内，内管总成能够相对外管总成向钻取方向的反方向运动，内管总成侧壁上形成有通孔；弹性爪设置在外管总成与内管总成之间，弹性爪末端抵靠在内管总成的外壁上，弹性爪处于弹性形变状态，使得弹性爪末端对内管总成的外壁施加压力；当内管总成相对外管总成向钻取方向的反方向运动，弹性爪相对内管总成运动，使得弹性爪末端伸入通孔内。本申请实施例提供的取心钻具用于钻探取心作业。取心作业。取心作业。

【技术实现步骤摘要】
一种取心钻具及取心钻机


[0001]本申请涉及但不限于工程勘察
，尤其涉及一种取心钻具及一种取心钻具。

技术介绍

[0002]岩心是在地质勘查工作或工程中，从地层中钻取出的岩石样品，是了解地下地质和矿产最直观、最实际的资料。取心钻具是用来获取岩心的专用钻具，一般包括外管总成、内管总成与割心工具。外管总成和内管总成内外相套，外管总成能够旋转用于钻进，内管总成不转用于容纳岩心，割心工具用于将岩心切断。
[0003]目前相关技术中大致有两种取心钻具，一种取心钻具运用卡簧、拦簧或两者的组合件等割断岩心，但是卡簧、拦簧或两者的组合件等需要设置在内管总成内，在岩心伸入岩心管的过程中，十分容易与岩心碰撞，一方面阻碍岩心顺利伸入内管总成，另一方面会损坏岩心，使岩心采取率难以得到保证。另一种取心钻具采用液力加压割心工具或机械加压割心工具割取岩心，此种取心钻具结构复杂，容易导致可靠性较低和工作效率较低等问题，而且此种取心钻具的切割动作无法自动进行，需要工作人员的辅助操作。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请实施例提供一种取心钻具及取心钻机，以解决的相关技术中的取心钻具容易损伤岩心、结构复杂和无法自动割心的问题。
[0005]为达到上述目的，本申请实施例第一方面提供一种取心钻具，包括外管总成、内管总成与弹性爪。其中，外管总成的一端为连接端，另一端为钻取端，连接端用于与旋转驱动件的输出端传动连接；内管总成设置在外管总成内，内管总成能够相对外管总成向钻取方向的反方向运动，内管总成侧壁上形成有通孔；弹性爪设置在外管总成与内管总成之间，弹性爪末端抵靠在内管总成的外壁上，弹性爪处于弹性形变状态，使得弹性爪末端对内管总成的外壁施加压力；当内管总成相对外管总成向钻取方向的反方向运动，弹性爪相对内管总成运动，使得弹性爪末端伸入通孔内。
[0006]进一步地，内管总成包括内管主体与端部管，端部管的一端与内管主体靠近钻取端的一端可拆卸，通孔形成于端部管的侧壁上。
[0007]进一步地，通孔靠近钻取端的一侧为参考侧，弹性爪位于参考侧远离钻取端的一侧，弹性爪末端相对弹性爪首端靠近钻取端。
[0008]进一步地，弹性爪末端靠近外管总成内壁的一侧形成有第一限位面，第一限位面远离弹性爪首端的一侧向远离外管总成内壁的方向倾斜，通孔内壁形成有第二限位面，第二限位面远离外管总成内壁的一侧向远离通孔的方向倾斜，当弹性爪末端伸入通孔内，第一限位面与第二限位面能够相互配合。
[0009]进一步地，弹性爪的数量为多个，多个弹性爪沿内管总成周向间隔分布，通孔的数量为多个，多个通孔沿内管总成周向间隔分布，弹性爪与通孔一一对应设置。
[0010]进一步地，取心钻具还包括导向件与挡件。其中，导向件设置在内管总成与外管总成之间，导向件与内管总成螺旋传动连接，多个弹性爪首端均固定在导向件上，当弹性爪末端抵靠在内管总成的外壁上，弹性爪末端位于相邻两个通孔之间，且相邻两个通孔之间仅设置有一个弹性爪；挡件设置在外管总成与内管总成之间，挡件位于导向件远离钻取端的一侧，挡件用于阻挡导向件向钻取方向的反方向移动。
[0011]进一步地，导向件与内管总成通过导向机构螺旋传动连接，导向机构包括导向槽与凸起，导向槽与凸起均设置在内管总成外壁与导向件之间，凸起与导向槽配合，内管总成的轴向与内管总成轴向的垂直方向均与导向槽的延伸方向之间具有夹角。
[0012]进一步地，内管总成外壁上形成有沿径向向外延伸的凸台，凸台位于导向件远离钻取端的一侧，取心钻具还包括第一弹性件，第一弹性件设置在内管总成与导向件间，第一弹性件对导向件施加朝向钻取方向的反方向的力，以使导向件远离钻取端的一侧抵靠在凸台上。
[0013]进一步地，导向件包括导向部与连接部。其中，导向部与内管总成螺旋传动连接，导向部远离钻取端的一端抵靠在凸台上，连接部的一端抵靠在导向部靠近钻取端的一端，弹性爪首端与连接部的另一端固定，导向件与连接件之间形成有限位槽与限位凸起，限位槽与限位凸起均沿钻取方向延伸，限位槽与限位凸起配合，第一弹性件设置在内管总成与连接部之间，以使连接部抵靠在导向件上。
[0014]进一步地，导向件呈筒状结构，内管总成穿设在筒状结构内。
[0015]进一步地，取心钻具还包括第二弹性件，第二弹性件设置在内管总成的靠近连接端的一端与连接端之间，第二弹性件处于弹性压缩状态，第二弹性件对内管总成施加朝向钻取方向的力，第二弹性件的长度大于第二弹性件处于最大压缩状态的长度。
[0016]进一步地，内管总成与外管总成转动连接，外管总成相对内管总成旋转的轴线与钻取方向重合，取心钻具还包括第一轴承，第一轴承设置在外管总成内，第一轴承的内圈相对外圈旋转的轴线与钻取方向平行，第二弹性件的一端与第一轴承的内圈固定连接，另一端抵靠在内管总成靠近连接端的一端上。
[0017]进一步地，外管总成包括连接管与外管主体。其中，连接管的一端为连接端，连接管的内壁上形成有沿径向向内延伸的第一台阶，内管总成外壁上形成有沿径向向外延伸的第二台阶，第二弹性件的至少一部分套设在内管总成上，且一端抵靠在第一台阶上，另一端抵靠在第二台阶上；外管主体的一端为钻取端，另一端与连接管的另一端可拆卸连接。
[0018]本申请实施例第二方面提供一种取心钻机，包括钻架、旋转驱动件与上述任一种取心钻具。其中，旋转驱动件固定在钻架上，取心钻具的连接端与旋转驱动件的输出端传动连接。
[0019]本申请实施例提供的取心钻具，当钻取端钻取地层，岩心的前端会通过内管总成靠近钻取端的一端伸入内管总成内。随着钻取端对地层的深入，岩心会逐渐填满内管总成，岩心的前端会逐渐地靠近连接端，最终在钻取方向上与内管总成靠近连接端的一端抵靠，并对内管总成施加向钻取方向的反方向的力。因为本申请实施例中的内管总成能够相对外管总成向钻取方向的反方向运动，所以当岩心的前端抵靠在内管总成靠近连接端的一端上，并对其施加向钻取方向的反方向的力，岩心会推动内管总成相对外管总成向钻取方向的反方向运动，从而使得弹性爪末端伸入通孔内，弹性爪末端会对位于内管总成内的岩心
进行切割。本申请实施例提供的取心钻具有以下的优点：弹性爪在对岩心进行切割前位于内管总成外侧，岩心在伸入内管总成的过程中不会与弹性爪产生碰撞，故弹性爪不会对岩心造成损伤，而降低采取率，岩心也能够较为顺利的进入内管总成内；弹性爪末端在弹性力的作用下抵靠在内管总成外壁上，当内管总成相对外管总成向钻取方向的反方向运动，弹性爪末端会在弹性力的作用自动伸入通孔内对岩心进行切割，弹性爪结构简单，具有可靠性高和工作效率高等优点；随着钻取端对地层深入，岩心逐渐充满内管总成，岩心的前端会自动地推动内管总成相对外管总成向钻取方向的反方向运动，弹性爪相对内管总成运动与弹性爪末端伸入通孔内会自动触发，无需辅助操作，具有较高的可靠性，能够提高工作效率，也能够降低工作人员的工作强度。
附图说明
[0020]图1为本申请实施例中的取心钻具的结构示意图；
[0021]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种取心钻具，其特征在于，包括：外管总成，一端为连接端，另一端为钻取端，所述连接端用于与旋转驱动件的输出端传动连接；内管总成，设置在所述外管总成内，所述内管总成能够相对所述外管总成向钻取方向的反方向运动，所述内管总成侧壁上形成有通孔；弹性爪，设置在所述外管总成与所述内管总成之间，所述弹性爪末端抵靠在所述内管总成的外壁上，所述弹性爪处于弹性形变状态，使得所述弹性爪末端对所述内管总成的外壁施加压力；当所述内管总成相对所述外管总成向所述钻取方向的反方向运动，所述弹性爪相对所述内管总成运动，使得所述弹性爪末端伸入所述通孔内。2.根据权利要求1所述的取心钻具，其特征在于，所述内管总成包括：内管主体；端部管，所述端部管的一端与所述内管主体靠近钻取端的一端可拆卸，所述通孔形成于所述端部管的侧壁上。3.根据权利要求1所述的取心钻具，其特征在于，所述通孔靠近所述钻取端的一侧为参考侧，所述弹性爪位于所述参考侧远离所述钻取端的一侧，弹性爪末端相对弹性爪首端靠近所述钻取端。4.根据权利要求1所述的取心钻具，其特征在于，所述弹性爪末端靠近所述外管总成内壁的一侧形成有第一限位面，所述第一限位面远离所述弹性爪首端的一侧向远离所述外管总成内壁的方向倾斜，所述通孔内壁形成有第二限位面，所述第二限位面远离所述外管总成内壁的一侧向远离所述通孔的方向倾斜，当弹性爪末端伸入所述通孔内，所述第一限位面与所述第二限位面能够相互配合。5.根据权利要求1所述的取心钻具，其特征在于，所述弹性爪的数量为多个，多个所述弹性爪沿所述内管总成周向间隔分布，所述通孔的数量为多个，多个所述通孔沿所述内管总成周向间隔分布，所述弹性爪与所述通孔一一对应设置。6.根据权利要求5所述的取心钻具，其特征在于，所述内管组件的轴向与所述钻取方向平行，所述取心钻具还包括：导向件，设置在所述内管总成与所述外管总成之间，所述导向件与所述内管总成螺旋传动连接，多个所述弹性爪首端均固定在所述导向件上，当所述弹性爪末端抵靠在所述内管总成的外壁上，所述弹性爪末端位于相邻两个所述通孔之间，且相邻两个通孔之间仅设置有一个所述弹性爪；挡件，设置在所述外管总成与所述内管总成之间，所述挡件位于所述导向件远离所述钻取端的一侧，所述挡件用于阻挡所述导向件向所述钻取方向的反方向移动。7.根据权利要求6所述的取心钻具，其特征在于，所述导向件与所述内管总成通过导向机构螺旋传动连接，所述导向机构包括导向槽与凸起，所述导向槽与所述凸起均设置在所述内管总成外壁与所述导向件之间，所述凸起与所述导向槽配合，所述内管总成的轴向与所述内管总成轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：董同新，付明，张占荣，孙红林，李时亮，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：