[发明专利]一种绳索取心钻具

说明书

技术领域

本发明涉及钻探工程领域，特别是一种应用于裂隙发育、硬脆碎、软硬互层等复杂地层的绳索取心钻具。

背景技术

绳索取心钻具是一种可不提钻头和钻具从孔底取出岩心的钻探工具，目前已广泛应用于国内外固体矿产岩心钻探施工当中，拥有纯钻时间长、劳动强度低、钻探质量高、孔内事故少、钻探成本低等优点。

常规的绳索取心钻具由外管总成及内管总成组成，合在一起统称为双管，外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、扩孔器及钻头，内管总成包括捞矛头、弹卡钳、内管、卡簧、调节机构、悬挂机构、单动机构、到位报信机构、岩心堵塞报信机构等。进行钻探工作时，内管总成可随外管总成进行下放，也可在绳索钻杆内单独下放。在钻进过程中，可用钢丝绳下入打捞器，将充满岩心的内管打捞上来，从而实现不提钻打捞岩心，有效节省了钻探辅助时间。

但对于常规的绳索取心钻具，当遇到硬脆碎、软硬互层等复杂地层时，钻头的工作环境十分恶劣，在这种复杂的工作条件下，钻头消耗过快，钻具钻进速度慢、提钻间隔较短，此外，由于常规绳索取心钻具缺乏保护岩心的机构，使得破碎的样品易被冲蚀和容易脱落，降低了岩心采取率。易导致钻孔报废。

因此，如何提供一种绳索取心钻具，使其在应用于硬脆碎、软硬互层等复杂地层时，能够保证钻进速度快，提钻间隔长，钻头部分耐用，更换方便，并且能够保护提取上来的岩心不易脱落丢失，从而提高岩心采取率，是本领域所需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种绳索取心钻具，该钻具在应对裂隙发育、硬脆碎、软硬互层等复杂地层时可达到钻头部分耐用，更换方便，岩心采取率高等技术效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种绳索取心钻具，包括外管总成、内管总成；所述外管总成中设有扩孔器，其特征在于，所述外管总成中的扩孔器下端连接外加接头，所述外加接头下端连接有外钻头；所述内管总成的内管下端连接内钻头，所述内钻头相对于外钻头向前凸出。

可选地，所述内管内侧设有第三层岩心管，所述第三层岩心管内侧下部设有卡簧座及卡簧，所述第三层岩心管外侧设有拦簧。

可选地，所述内管下端设有拦簧圈，所述拦簧圈固定连接所述拦簧。

可选地，所述外钻头设有内花键；所述内钻头设有可与所述外钻头相啮合的外花键。

可选地，所述内花键、外花键上均设有倒角结构。

可选地，所述外管总成中的扩孔器下端连接钻头座，所述钻头座内侧固定连接内钻头，所述钻头座外侧固定连接外钻头。

可选地，所述内钻头和外钻头之间的阶梯高度可通过加、减垫片调节。

可选地，所述内管总成中设有滑动轴、滑动套、悬挂环，所述悬挂环挂在滑动轴的下部，所述滑动轴悬挂在滑动套上，所述滑动套下端连接内管的上端。

可选地，所述滑动轴上设有“O”型密封圈。

可选地，所述O”型密封圈上方设有泄水孔。

本发明所提供的绳索取心钻具，具有如下有益效果：

内外两层钻头成阶梯布局，内钻头超前起到掏槽作用，为外钻头创造自由面，从而使外钻头相对工作条件优越些，不容易损坏，提高钻进速度，延长使用寿命，同时也可起到隔水防岩心被冲刷的作用；内钻头可随内管总成打捞至地表更换，实现内钻头不提钻换钻头的技术方案。

岩心管内外实现了取心、护心的一体化结构。岩心管内侧采用卡簧取心机构，以便遇到完整岩心时拉断岩心，岩心管外侧增设拦簧护心机构，打捞岩心时，使隐藏在外侧的拦簧簧爪向下并收拢托住岩心，从而防止破碎的样品因脱落而丢失。

附图说明

图1为本发明所提供绳索取心钻具钻进时的工作原理结构简图；

图2为本发明所提供绳索取心钻具打捞时的工作原理结构简图；

图3为带有导向倒角的外钻头花键自动导正结构图；

图4为图3所示外钻头A面的剖视图；

图5为带有导向倒角的内钻头花键自动导正结构图；

图6为图5所示内钻头A面的剖视图；

图7为内、外钻头花键式交叉消除岩墙结构图；

图8为分体式阶梯钻头结构图。

图中：