[发明专利]用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具

说明书

技术领域

本发明涉及钻探、桩基施工领域，具体涉及一种用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具。

背景技术

在旋挖钻进坚硬岩层（抗压强度在100MPa以上的岩石）时，如：花岗岩，牙轮筒钻在钻进时是通过筒钻底部周圈牙轮的转动在岩石上刻划出一个环形的深槽，但由于岩石本身质地过于坚硬，往往很难在转动过程中顺利将芯样折断并取出，且在钻至满钻时容易磨损钻具导致损耗加大。针对这种情况，目前有效的办法是在筒钻内部焊两块成一定角度的梯形钢板，在钻头转动过程中钢板会卡住岩芯并通过钻杆巨大的扭矩将岩石芯样折断。该方法虽可以提高取样的成功率，但钻头、钻杆损耗不但没有降低反而会增大，且折断的芯样容易发生松动掉落或太紧而难以倒出的问题，因此该钻具和方法并未有效推广。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种适用于坚硬岩层且能够避免损坏钻头和钻杆的取芯钻具。

一种用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具，包括

一提拉钻杆；

与所述提拉钻杆动力连接的筒钻；

设置在所述筒钻的钻头上的截齿；

其中，所述筒钻内壁上靠近筒钻顶部设有一偏心夹块。

优选的，所述截齿周向设置在所述筒钻的钻头上。

优选的，所述截齿与所述偏心夹块径向相对设置。

优选的，所述至少一个截齿与所述偏心夹块在垂直于轴向的横截面上对称设置。

优选的，所述偏心夹块具有一倾斜面，所述倾斜面相对所述筒钻内壁的倾斜角度沿钻头至筒钻顶部的方向逐渐变大。

优选的，所述截齿的自由端偏向所述筒钻的轴心倾斜设置。

优选的，所述偏心夹块的倾斜角度大于所述截齿的倾斜角度。

优选的，倾斜面与筒钻内壁之间的夹角角度为40o-60o。

本发明所述用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具，通过设置在内壁上的偏心夹块使岩石芯样卡接在筒钻内，并利用钻机自重进行施压，使岩石芯样的中心轴发生偏折，从而将岩石芯样折断取出，相较现有技术中采用钻杆和筒钻的转动带动岩石芯样折断，容易造成钻杆和筒钻的损坏，缩短钻具的使用寿命的问题。本发明通过增加偏心夹块，并在钻机自身重力的压力下使岩石芯样偏心折断，结构简单，操作方便，且不会产生损坏钻杆和筒钻的问题，保证了钻具的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

 如图1所示，本发明提供一种用于坚硬岩层的旋挖取芯钻具，其包括提拉钻杆10、筒钻20、截齿30以及偏心夹块40，所述筒钻20与所述提拉钻杆10动力连接；所述截齿30设置在所述筒钻20的钻头上；所述偏心夹块40设置在所述筒钻20内壁上，并靠近筒钻20顶部设置。

在旋挖钻进坚硬岩层时，首先采用牙轮筒钻20在岩石上刻划出一个环形的深槽,将至满钻时，更换本发明所述的旋挖取芯钻具，将所述旋挖取芯钻具缓慢放至槽底，通过设置在内壁上的偏心夹块40使岩石芯样卡接在筒钻20内，并利用钻机自重进行施压，使岩石芯样的中心轴发生偏折，从而将岩石芯样折断取出，相较现有技术中采用钻杆和筒钻的转动带动岩石芯样折断，容易造成钻杆和筒钻的损坏，缩短钻具的使用寿命的问题。本发明通过增加偏心夹块40，并在钻机自身重力的压力下使岩石芯样偏心折断，结构简单，操作方便，且不会产生损坏钻杆和筒钻的问题，保证了钻具的使用寿命。

具体的，所述偏心夹块40具有一倾斜面，所述倾斜面相对所述筒钻20内壁的倾斜角度沿钻头至筒钻20顶部的方向逐渐变大。通过设置该倾斜面，使取芯钻具在下压卡套的过程中，筒钻20的内壁直径逐渐减小，从而使岩石芯样卡套在倾斜面和内壁之间，并使岩石芯样的中心轴发生偏折折断。其中，倾斜面与筒钻内壁之间的夹角角度优选40o-60o。