[发明专利]一种应用于钻探过程中的原位采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钻探过程中对于所钻地层进行原位采样的装置。

背景技术

在地质钻探过程中，在对地层岩性进行分析研究的同时，还经常需要对地层所释放出来的原位流体进行采样，例如：水质分析，水中矿物含量分析、气体含量分析等都需要原位样品进行分析。这类技术工作对深入的了解地层内所蕴藏的各种矿物质和气体资源，矿井的安全开采与生产，地质灾害的分析和预测以及工程施工时的地基处理方案制定等都有着重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种应用在钻探过程中的可靠性好、使用方便、结构简单、成本低的原位采样装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应用于钻探过程中的原位采样装置，其特征在于它包括钻杆接头、封隔器、活塞、活塞弹簧、活塞腔、橡胶环、挡销、销接体、螺母、采样弹簧、采样杆、活塞帽、采样瓶外腔、采样瓶、封闭杆；钻杆接头内设有进水通孔，钻杆接头的左端部与钻杆通过螺纹连接，钻杆接头的右部与封隔器的左端部通过螺纹连接；封隔器内设有花管，花管上设有花管水口，花管外壁上设有橡胶胶囊，花管水口与活塞腔水口相通，水压增大时可以使橡胶胶囊膨胀，进行水力密封；活塞腔的左端部与钻杆接头的右端部螺纹连接，活塞腔上设有活塞腔水口；活塞腔的右端部与销接体的左端部通过螺纹连接，销接体上设有挡销，挡销被橡胶环包裹，并且可以掉入活塞后部的卡槽内将活塞卡住；活塞在活塞腔和销接体内移动，活塞的右端部与活塞腔之间设有活塞弹簧；封隔器的右端部与采样瓶外腔通过螺纹连接，采样瓶与采样瓶外腔靠两边活塞帽连接；采样瓶上设有采样杆，采样杆用于将采样杆与采样瓶之间空间密封，采样杆上设有封闭杆，封闭杆用于将采样瓶口密封，采样杆的左端部与螺母螺纹连接，采样杆的右端部位于采样瓶内；采样弹簧套在采样杆上，采样弹簧位于螺母与采样瓶之间。

本发明的有益效果是：1、采用上述的原位采样装置可靠性好、使用方便、结构简单、成本低，以纯机械的方式完成采样，操作简单，大大简化了传统采样装置的复杂操作；2、使用方法简单，直接通过钻杆即可进行水力密封，确保所采样品为地层释放的原位样品。

附图说明

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明。

图1是封隔器加压密封钻孔阶段(采样瓶排空)

图2封隔器泄压排水阶段(采样完成)

图中，1-钻杆接头、2-封隔器、3-活塞、4-活塞弹簧、5-活塞腔、6-橡胶环、7-挡销、8-销接体、9-螺母、10-采样弹簧、11-采样杆、12-活塞帽、13-采样瓶外腔、14-采样瓶、15-活塞帽、16-封闭杆、17-活塞腔水口、18-卡槽、19-橡胶胶囊、20-花管水口。

具体实施方式

在图1、图2所示的实施例中，加压时，水压压动活塞3的锥头，进而压缩活塞弹簧4，使活塞3右移，水会顺着活塞腔5的进水孔流到封隔器2内，同时活塞弹簧4反弹使得活塞3的锥头挤压进水孔，使已经流入封隔器2的水密封，橡胶胶囊19膨胀起来。继续加压，橡胶胶囊19继续膨胀，当橡胶胶囊19膨胀到紧贴钻孔壁时，就完成了对钻孔的水力密封，即可停止加压。与此同时，在水压作用下采样弹簧10被压缩，推动采样杆11将采样瓶14排空。

当地层释放有一定流体之后，需要完成解封，从而将采样装置从钻孔中取出。解封过程如图2所示，继续加压，使得活塞3的卡槽18后移到挡销7的位置，橡胶环6对挡销7有一个预压力，在这个预压力作用下挡销7会掉入卡槽18卡住活塞3，使得活塞弹簧4不能回弹，活塞3的锥头不能将进水孔密封。此时进水通道保持常开，橡胶胶囊19自动泄压收缩，封隔器2解封。同时，被压缩的采样弹簧10在负压作用下回弹，采样瓶14采样流体完成，并由封闭杆16密封住采样瓶14的瓶口，完成采样。