一种快速拆装的单动双管取心钻具制造技术

本发明专利技术公开一种快速拆装的单动双管取心钻具，涉及取心钻具技术领域；包括外管总成和内管总成；所述外管总成包括依次螺纹连接的取心钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和钻杆接头，所述钻杆接头上部侧方设有便于岩屑进入的开口；所述内管总成包括依次连接的断心机构、岩心管快速插接机构、单向阀机构、单动机构和岩屑收集机构，所述岩屑收集机构包括上部侧方开口的所述钻杆接头；所述断心机构包括拦卡簧和弹性插接卡簧座。本发明专利技术提供的快速拆装的单动双管取心钻具，简化了操作流程，降低了辅助时间，提高了钻具的使用效率，进而提升了钻探效率、降低了施工成本。降低了施工成本。降低了施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种快速拆装的单动双管取心钻具


[0001]本专利技术涉及取心钻具
，特别是涉及一种快速拆装的单动双管取心钻具。

技术介绍

[0002]为掌握地下地质情况，通常通过钻探取心的方式直接获得真实可靠的地下岩层资料，采用的取心钻具主要包括单动双管取心钻具和绳索取心钻具，而绳索取心钻具事实上也是一种特殊类型的单动双管取心钻具。
[0003]地质岩心钻探取心目前以绳索取心钻具为主，绳索取心钻具一般应用于小口径钻探施工中，并且，应用深度不会太深，目前世界上最深的以绳索取心工艺实施的钻孔为5422.7米，国内为4007.01米。而在科学钻探、石油钻井、复杂地层钻探等大口径、深孔与特深孔取心时，基本采用单动双管钻具，获取的岩心直径更大，地质资料更丰富，达到兼顾钻探效率和岩心采取质量的目的。
[0004]单动双管取心钻具基本组成包括外管总成和内管总成，经过多年的研发、实践、优化改进，单动双管取心钻具取得了长足的进展，在多个重大工程、重点项目中发挥了重要作用。但结合发表的专利、论文和生产实践发现，单动双管取心钻具操作流程仍不够便捷，需要的辅助时间较长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种快速拆装的单动双管取心钻具，以解决上述现有技术存在的问题，简化操作流程，降低辅助时间，提高钻具的使用效率，进而提升钻探效率、降低施工成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种快速拆装的单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成；所述外管总成包括依次螺纹连接的取心钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和钻杆接头，所述钻杆接头上部侧方设有便于岩屑进入的开口；所述内管总成包括依次连接的断心机构、岩心管快速插接机构、单向阀机构、单动机构和岩屑收集机构，所述岩屑收集机构包括上部侧方开口的所述钻杆接头；所述断心机构包括拦卡簧和弹性插接卡簧座。
[0007]可选的，所述岩心管快速插接机构包括至少两个通过双向弹性插接接头串行连接的组合式插接半合岩心管；所述组合式插接半合岩心管外壁上对称开设有两个环形结构的卡槽；所述组合式插接半合岩心管组一端卡接于所述断心机构的弹性插接卡簧座内，另一端卡接于弹性插接安装头内，所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端固定卡接有所述单向阀机构；所述双向弹性插接接头两端对称设置有多个卡爪，所述弹性插接卡簧座与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪，所述弹性插接安装头与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪；所述卡爪内侧设有与所述卡槽固定卡接的凸起，所述卡爪外侧末端设有限位部；所述弹性插接卡簧座上套设有第一弹簧，所述双向弹性插接接头上套设有第二弹簧，所述弹性插接安装头上套
设有第三弹簧；所述第一弹簧一端与所述弹性插接卡簧座上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环抵接；所述第二弹簧两端分别与套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环抵接；所述第三弹簧一端与所述弹性插接安装头上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接安装头上的限位环抵接；套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环一端与所述弹性插接卡簧座的卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环一端分别与所述双向弹性插接接头上的两个卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述弹性插接安装头上的限位环一端与所述弹性插接安装头上的卡爪外侧末端的限位部抵接。
[0008]可选的，所述拦卡簧包括内部设有防滑槽的弹性环状开口钢圈，所述弹性环状开口钢圈内部开槽处上端均匀铆接有多个拦簧片，所述拦簧片下部与所述弹性环状开口钢圈内部开槽处固定铆接，所述拦簧片上部为平滑的向内弯折结构；所述拦卡簧可拆卸地设置于所述弹性插接卡簧座内。
[0009]可选的，所述单向阀机构包括钢球座、单动接头和钢球；所述单动接头的开口端固定螺纹连接于所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端，所述钢球座固定螺纹连接于所述单动接头开口端内，所述钢球活动设置于所述钢球座位于所述单动接头内的一端，所述钢球座内开设有流通通道；所述单动接头位于所述弹性插接安装头外部的一端侧壁上开设有两个与所述流通通道连通的通孔，所述钢球能够阻挡所述流通通道与所述通孔的流通；所述钢球座远离所述钢球的一端固定连接有单动连接套，所述单动连接套内螺纹连接有所述单动机构。
[0010]可选的，所述单动机构包括与所述钢球座固定连接的单动连接套，所述单动连接套固定密封卡接有单动接头，所述单动接头内活动穿设有心轴，所述心轴两端分别安装有下推力轴承和上推力轴承；所述下推力轴承位于所述单动连接套内，所述下推力轴承一端与所述单动接头底部抵接，另一端通过第四弹簧与所述心轴末端连接；所述上推力轴承一端与所述单动接头顶部抵接，另一端通过迷宫密封结构与所述心轴顶部的限位块抵接；所述迷宫密封结构的轴承保护滑套能够沿所述心轴的轴向往复移动。
[0011]可选的，所述单动接头外壁上环设有第一凸缘；所述迷宫密封结构包括一端开口，另一端与所述限位块抵接的悬挂垫片；所述轴承保护滑套一端滑动设置于所述第一凸缘上，另一端能够插设于所述悬挂垫片的开口端内；所述单动接头外壁上环设有第二凸缘，所述第二凸缘一端与所述单动连接套的开口端抵接。
[0012]可选的，所述轴承保护滑套内壁上固定设置有环形结构的内台阶，所述内台阶与所述单动接头外壁之间通过O型圈密封接触连接；所述上推力轴承靠近所述单动接头的一端能够与所述内台阶上部抵接，所述上推力轴承另一端通过套设于所述心轴上的垫片与所述悬挂垫片开口端的内底壁固定连接；所述轴承保护滑套另一端插设于所述悬挂垫片的开口端内的部分位于所述悬挂垫片内壁与所述垫片外壁之间；所述单动接头上套设有第五弹簧，所述第五弹簧一端与所述第一凸缘抵接，另一端与所述内台阶抵接；所述悬挂垫片两侧卡接于所述外管内壁上的限位台阶上，所述限位台阶位于所述外管和上扩孔器连接位置处；所述心轴远离所述单动连接套的一端通过圆柱销连接有滑动手柄。
[0013]可选的，所述岩屑收集机构包括上扩孔器、钻杆接头和内部中空且两端开口的隔水套，所述隔水套位于所述心轴上方，所述隔水套一端外壁与所述上扩孔器内壁通过O型圈
密封接触连接，所述隔水套另一端外壁通过O型圈与所述钻杆接头内壁密封接触连接；所述岩屑收集机构用于在取心钻进过程中完成岩屑收集与储存。
[0014]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术内管总成采用整体式设计。回次钻进结束进行地表出心时，只需拧卸外管上一处连接螺纹，即可实现内管总成的全部提出，减少了螺纹拆装辅助时间的使用，实现了每回次钻进都可直观、便捷地检查单动机构的性能，能够有效预防因单动失效而导致的岩心磨损、丢心等问题。岩心管与弹性插接卡簧座之间全新设计了快速插接机构，优化设计了插接式半合岩心管。岩心管上下两端全新设计了插接机构，使岩心管与弹性插接卡簧座之间的拆装、岩心管的更换等操作更便捷，有效减少了地表出心辅助时间；相比于螺纹连接，插接机构即使受到岩屑、冲洗液等污染，也更易于清理，避免了连接螺纹（尤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速拆装的单动双管取心钻具，其特征在于：包括外管总成和内管总成；所述外管总成包括依次螺纹连接的取心钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和钻杆接头，所述钻杆接头上部侧方设有便于岩屑进入的开口；所述内管总成包括依次连接的断心机构、岩心管快速插接机构、单向阀机构、单动机构和岩屑收集机构，所述岩屑收集机构包括上部侧方开口的所述钻杆接头；所述断心机构包括拦卡簧和弹性插接卡簧座。2.根据权利要求1所述的快速拆装的单动双管取心钻具，其特征在于：所述岩心管快速插接机构包括至少两个通过双向弹性插接接头串行连接的组合式插接半合岩心管；所述组合式插接半合岩心管外壁上对称开设有两个环形结构的卡槽；所述组合式插接半合岩心管组一端卡接于所述断心机构的弹性插接卡簧座内，另一端卡接于弹性插接安装头内，所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端固定卡接有所述单向阀机构；所述双向弹性插接接头两端对称设置有多个卡爪，所述弹性插接卡簧座与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪，所述弹性插接安装头与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪；所述卡爪内侧设有与所述卡槽固定卡接的凸起，所述卡爪外侧末端设有限位部；所述弹性插接卡簧座上套设有第一弹簧，所述双向弹性插接接头上套设有第二弹簧，所述弹性插接安装头上套设有第三弹簧；所述第一弹簧一端与所述弹性插接卡簧座上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环抵接；所述第二弹簧两端分别与套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环抵接；所述第三弹簧一端与所述弹性插接安装头上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接安装头上的限位环抵接；套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环一端与所述弹性插接卡簧座的卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环一端分别与所述双向弹性插接接头上的两个卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述弹性插接安装头上的限位环一端与所述弹性插接安装头上的卡爪外侧末端的限位部抵接。3.根据权利要求2所述的快速拆装的单动双管取心钻具，其特征在于：所述拦卡簧包括内部设有防滑槽的弹性环状开口钢圈，所述弹性环状开口钢圈内部开槽处上端均匀铆接有多个拦簧片，所述拦簧片下部与所述弹性环状开口钢圈内部开槽处固定铆接，所述拦簧片上部为平滑的向内弯折结构；所述拦卡簧可拆卸地设置于所述弹性插接卡簧座内。4.根据权利要求3所述的快速拆装的单动双管取心钻具，其特征在于：所述单向阀机构包括钢球座、单动接头和钢球；所述单动接头的开口端固定螺纹连接于所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫淼，梁健，袁明昕，尹浩，
申请(专利权)人：中国地质科学院勘探技术研究所，
类型：发明
国别省市：