[发明专利]一种新型电动定向取芯器

权利要求书

1.一种新型电动定向取芯器，包括机械仓(2)和安装在其上面的电池仓(1)两大部分，其特征在 于电池仓通过螺纹连接和可插接式电极(15)以及密封圈实现对机械仓的密封和供电，机械仓 部分包括机械回转钻进部分、恒压导向钻进部分、压力平衡部分和打标钻孔控制装置；机械 回转钻进部分为微电机和减速器组成的动力装置，通过十字滑块联轴节实现电机与钻头、轴 的连接，工作时电机驱动联轴节和轴带动钻头旋转；恒压导向钻进部分包括在电机上方安装 的弹簧(10)，与电机相连并可随电机上下移动的二导向柱(11)；压力平衡部分，设计了压力平 衡套(13)，以保证孔深增加，钻井液压力增大，仪器内外压力的平衡，该压力平衡套(13)开口 于钻井液中并与内部的平衡液隔离密封，其开口部固定于平衡螺母(14)上，平衡螺母(14)与支 撑螺母(12)采用螺纹连接，并附加密封圈，实现压力平衡；打标钻孔控制装置，通过使用螺 钉(17)加上弹簧(18)作为开关控制器，初始状态时螺钉(17)与导电铜环(16)不连接，当微钻头(7) 与孔底岩芯接触时，微钻头(7)、轴(6)、电机(3)一起上移，使螺钉(17)与导电铜环(16)连接， 整个电路连通，迫使螺钉(17)压缩开关弹簧(18)并缩回，开始打标钻孔，当达到预定孔深时， 螺钉与导电铜环再次脱离，整个电路断开，从而实现钻头接触孔底自动开启电源回转打孔。

2.根据权利要求1所述的取芯器，为了减少定向取芯器工作时的功率消耗，保证机械仓在孔 内的续航工作能力，满足钻削工艺和地层要求，设计研制低功耗钎焊微型的金刚石钻头(7)， 该钻头(7)与轴(6)采用螺纹连接，便于拆卸，轴(6)通过联轴节(5)与电机(3)轴相连，实现回转 钻进，以钻孔打标。

3.根据权利要求1所述的取芯器，其特征在于恒压导向钻进部分通过调整电极座(9)对弹簧(10) 施加预压力，以实现恒压钻进；同时为了保证可靠的导向钻进，设计了与电机相连并可随电 机上下移动的二导向柱(11)，导向柱一端与电机底部采用螺纹连接，另一端插入支撑螺母(12) 的导向槽内，同时增加导流结构，实现导向钻进并平衡反扭矩。

4.根据权利要求1所述的取芯器，其特征在于由于随孔深的增加，孔内压力增大，为了确保 该电动定向取芯器在水下高压密封运转的可靠性，设计了压力平衡装置，由于机械仓内部尺 寸的限制，故在支撑螺母内安装压力平衡套，在安装时把压力平衡套挤出一部分空气，尽可 能的减少因机械仓未能完全充满机械油而带来的影响，通过设计该压力平衡部分解决了定向 取心器在深孔时的结构密封和压力平衡问题。

5.根据权利要求1所述的取芯器，其特征在于为了保证孔内的续航工作能力，设计了打标钻 孔控制装置，标记孔完成后自动关断电源，实现打标钻孔开始与终止的自动控制，确保定向 取芯器在孔内的续航工作能力。