钻具及钻孔取心方法技术

本申请实施例涉及土层或岩石的钻进技术领域，具体涉及一种钻具及钻孔取心方法。钻具包括：外管，内管，驱动接头，轴承座，轴承，芯轴，内管接头以及快拆机构。外管的底部连接有钻头。内管设置于外管的径向内侧。驱动接头连接于外管的顶端，用于与钻杆连接以由钻杆带动外管转动。轴承座与驱动接头的下部连接。轴承设置于轴承座内。芯轴经由轴承向下延伸至轴承座的下方。快拆机构与芯轴的下部连接，快拆机构包括卡口槽。内管接头包括用于与内管连接的本体和用于与卡口槽卡接的卡头。卡头与卡口槽沿径向插接，且沿轴向彼此卡合。本申请实施例的钻具通过设置与芯轴连接的快拆机构，提高了退心操作以及钻探作业的整体效率。心操作以及钻探作业的整体效率。心操作以及钻探作业的整体效率。

【技术实现步骤摘要】
钻具及钻孔取心方法


[0001]本专利技术涉及土层或岩石的钻进
，特别涉及一种钻具及钻孔取心方法。

技术介绍

[0002]单动双管钻具的主要结构部件有驱动接头、内管、外管以及单动机构等，在钻孔时外管旋转内管不旋转，避免长时间的孔底干钻卡心操作，可有效降低钻具对岩心（样）的机械扰动，配套底喷或超前双管钻头可有效降低冲洗液水流对岩心（样）的冲刷，大大提高取心质量和取心效率，特别适用于复杂地层取心钻进。
[0003]然而，在从单动双管钻具中将岩样取出时，往往需要拆卸钻具的单动机构和内外管，再次使用时，还需将单动机构和内外管组装在一起，操作较繁琐，操作时间较长。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本申请提供了一种钻具及钻孔取心方法，能够实现钻具内管快速拆装，缩短了退心操作和组装操作的时间。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种钻具，包括：外管，外管的底部连接有钻头；内管，设置于外管的径向内侧；驱动接头，连接于外管的顶端，用于与钻杆连接以由钻杆带动外管转动；轴承座，与驱动接头的下部连接；轴承，设置于轴承座内；芯轴，经由轴承向下延伸至轴承座的下方；快拆机构，与所述芯轴的下部连接，所述快拆机构包括卡口槽；以及内管接头，内管接头包括用于与内管连接的本体和用于与卡口槽卡接的卡头，其中，卡头与卡口槽沿径向插接，且沿轴向彼此卡合。
[0006]根据本申请的第二方面，提供了一种钻孔取心方法，利用本申请第一方面的钻具进行钻孔，方法包括：S1、当需要退心时，将钻具提至地面，解除驱动接头与外管的螺纹连接，通过拉动驱动接头从外管中向外拉动内管，当露出快拆机构时，将内管接头与快拆机构分离，之后从外管中抽出内管接头和与内管接头连接的内管，内管中装有岩样；S2、提供备用内管，备用内管与备用内管接头连接，将备用内管接头与快拆机构组装在一起，将外管与驱动接头组装在一起，将钻具下放至孔底进行取心钻进；S3、将抽出的内管接头和内管移开进行退心作业；S4、退心作业完成后，将内管与内管接头组装好备用。
[0007]本申请实施例的钻具通过在芯轴（芯轴为单动机构的一部分，单动机构还包括轴承和轴承座等）和内管接头之间设置快拆机构，实现内管总成（即内管、内管接头、单动机构以及驱动接头组装后的整体）的上部分（驱动接头和单动机构）与内管总成的下部分（内管接头和内管）快拆，从而提高了退心操作效率以及钻探作业的整体效率。
[0008]在本申请实施例中，一套钻具可以配备多根安装有内管接头的内管，通过快拆机构能够实现内管快速更换，钻具下到孔底取心钻进时，进行退心作业，实现工序平行作业，节省时间，提高整体作业效率。
附图说明
[0009]通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。
[0010]图1a和1b分别示出了根据本专利技术实施例的钻具的上部和下部的剖面示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的钻具的结构示意图，图中省略了外管；图3示出了图2所示钻具的剖面示意图，图中省略了内管；图4示出了图3所示钻具的局部剖面示意图；图5示出了图4所示钻具的分解示意图，图中省略了阀座和球体；图6示出了根据本专利技术实施例的内管接头的结构示意图；图7示出了根据本专利技术实施例的调节接头的结构示意图；图8示出了图7所示调节接头的剖面示意图；图9示出了根据本专利技术实施例的限位套的结构示意图。
[0011]需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
[0012]附图标记说明：10、外管；11、环形通道；12、扶正器；13、扩孔器；14、钻头；20、内管；21、卡簧座；22、卡簧；31、驱动接头；311、连接螺纹孔；312、侧向流道；32、轴承座；321、轴承；322、弹簧；33、芯轴；34、螺母；35、调节接头；351、凹槽；352、径向通孔；353、卡口槽；3531、上槽；3532、下槽；35321、底部开口；35322、弧面；354、台肩；355、弹性件；356、定位件；357、挡圈；359、螺纹孔；36、内管接头；361、本体；3611、内管通道；3612、内管流道；362、卡头；3621、头部；36211、切面；36212、圆柱面；3622、连接部；37、限位套；371、台阶面；372、限位槽；38、阀座；39、球体。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造
性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0015]在本专利技术实施例的描述中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0016]参见图1a和图1b，本专利技术实施例的钻具包括外管10，内管20，驱动接头31，轴承座32，轴承321，芯轴33以及内管接头36。
[0017]外管10的底部连接有钻头14。钻头14可以为金刚石钻头或其他钻头。内管20设置于外管10的径向内侧。内管20与外管10之间形成环形通道11。
[0018]内管20为一体式管状结构。在一些实施例中，内管20长度可以为1.5~6m，内管20与外管10之间的间隙可以为1~10mm。内管20下部可以采用插接方式连接卡簧座21，卡簧座21内安装卡簧22和挡圈。
[0019]驱动接头31连接于外管10的顶端，用于与钻杆连接以由钻杆驱动外管10转动。钻杆为中空结构，内部具有钻杆通道。钻杆在带动外管10转动的同时，还可通过钻杆通道向驱动接头31提供冲洗液。驱动接头31内部形成用于与钻杆配合的连接螺纹孔311和连通连接螺纹孔311与环形通道11的多个侧向流道312，进入连接螺纹孔311的冲洗液能够经由多个侧向流道312进入环形通道11。
[0020]在一些实施例中，外管10顶端可以与驱动接头31采用螺纹连接，外管10下部设有内丝扣，内丝扣上方2~5cm处设置限位台阶，限位台阶处安装扶正器12，扶正器12下部依靠扩孔器13上端面限位，扩孔器13与外管10下部内丝扣连接，扩孔器13下部连接钻头14。
[0021]参见图2和图3，轴承座32与驱动接头31的下部连接。轴承321设置于轴承座32内。芯轴33经由轴承321向下延伸至轴承座32的下方。轴承321可以为推力轴承。轴承321的数量可以为两个，两个轴承321之间设置弹簧322。弹簧322可以为碟形弹簧，弹簧预紧量设置为0.5～3mm。
[0022]在一些实施例中，轴承座32内还可设置密封圈、垫片等。具体地，芯轴33与驱动接头31之间依次为密封圈、垫片和推力轴承，三者安装于芯轴33之上，上下分别靠驱动接头3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻具，包括：外管，所述外管的底部连接有钻头；内管，设置于所述外管的径向内侧；驱动接头，连接于所述外管的顶端，用于与钻杆连接以由所述钻杆带动所述外管转动；轴承座，与所述驱动接头的下部连接；轴承，设置于所述轴承座内；芯轴，经由所述轴承向下延伸至所述轴承座的下方；快拆机构，与所述芯轴的下部连接，所述快拆机构包括卡口槽；以及内管接头，所述内管接头包括用于与所述内管连接的本体和用于与所述卡口槽卡接的卡头，其中，所述卡头与所述卡口槽沿径向插接，且沿轴向彼此卡合。2.根据权利要求1所述的钻具，其中，所述快拆机构包括：调节接头，所述调节接头的上部与所述芯轴的下部连接，所述卡口槽为所述调节接头下部沿径向和轴向贯通形成的倒凸字形卡口槽，所述倒凸字形卡口槽沿轴向贯穿所述调节接头的下端面；所述卡头为倒凸字形卡头，所述倒凸字形卡头沿径向插入所述卡口槽后，与所述卡口槽沿轴向彼此卡合。3.根据权利要求2所述的钻具，其中，所述倒凸字形卡头与所述卡口槽设置成在彼此插接时进一步沿周向彼此卡合。4.根据权利要求2所述的钻具，其中，所述卡口槽沿径向为通槽，当所述倒凸字形卡头沿径向插入所述卡口槽后，所述倒凸字形卡头沿径向露出的部分表面与所述调节接头的周向表面平齐。5.根据权利要求4所述的钻具，其中，所述快拆机构还包括：限位套，沿轴向可移动地套设在所述调节接头上，用于在所述倒凸字形卡头与所述卡口槽插接时，移动至所述倒凸字形卡头的径向外侧，以防止所述倒凸字形卡头与所述卡口槽沿径向存在相对位移。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓阳，李博，李子颖，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：