[发明专利]双管绳索取芯钻具及其组装的钻机、及其取芯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双管绳索取芯钻具及其制成的钻机。

背景技术

现在的煤矿采煤前，要对坑道的煤层进行取样分析，取样需要钻机及其取芯钻杆。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现在的取芯钻杆为取芯装置固定在钻杆的钻头上，需要取样时，要将整个钻杆拉出，或是垂直孔绳索取芯。而现在的煤矿需要全程取样，钻孔倾角-90°~+20°，这种钻杆不能满足需要。

本发明的技术方案具体为：

一种双管绳索取芯钻具，包括内管与外管，外管的头端固定钻头，尾端固定打孔钻杆；内管位于其内部，为取芯装置；外管的头部依次固定扶正环、扩孔器、金刚石材料的钻头，尾部依次固定固定座环、簧卡室、扶正器，扶正器固定打孔钻杆；内管为尾端为捞矛头，捞矛头连接在弹卡总成上，弹卡总成固定内管上，其尾部为打捞部；其头部固定卡簧座，卡簧座内固定卡簧挡圈与卡簧；弹卡总成包括回收管，回收管内穿设与内管固定的弹卡架，弹卡架轴向设有条形通孔，条形通孔内设有弹卡钳，回收管在条形通孔的对应位置开设侧孔，使弹卡钳的两翼能从侧孔延伸到回收管外面，弹卡钳后方的条形通孔内设有弹卡座，弹卡座通过一个销轴固定在回收管上；弹卡钳两翼的尾端铰接在销轴上且通过销轴固定在回收管上，弹卡钳两翼的前端分别固定扭簧的扭臂上，弹卡钳的两翼之间设有方销，方销的两端延伸到回收管的方孔内；捞矛头上固定锁紧螺母，锁紧螺母与捞矛头支撑螺纹固定，捞矛头与捞矛头支撑依次垫有垫片、捞矛头阀片、垫有垫片，捞矛头支撑的尾端与回收管的头端通过一个销轴固定。

一种使用上述双管绳索取芯钻具组装的双管绳索取芯钻机，包括机架，机架的前端固定旋转盘，旋转盘上固定打钻平台，打钻平台上固定滑道与支架，滑道上固定动力头，动力头的通孔夹持钻杆，钻杆被支架支撑， 钻杆的前端为上述双管绳索取芯钻具，打钻平台的后端设有定滑轮，其能对通过动力头的通孔的钢丝绳进行导向，确保钢丝绳的前端在钻杆内的方向不受影响，钢丝绳的后端绕在液压绞车上，液压绞车固定在机架上，机架上还固定泵站、控制箱。

一种使用上述双管绳索取芯钻机的取芯方法，钻机的取芯工作主要为四部分：打钻、投放钻具、取芯、打捞钻具；

一、打钻：将双管绳索取芯钻具的外管尾部的扶正器固定在钻杆前端，安装推送接头，再利用钻机本身提供的动力将钻杆打入煤矿内；

二、投放钻具：当需要取样时，开始投放钻具：首先把水接头拧到钻杆的作业端，把内管的头端放入到钻杆内，然后把回收管与弹卡架背向拉伸，方销固定在回收管上不能移动，弹卡钳随着弹卡架向后移动，方销与弹卡钳之间有相对位移，当把方销离开弹卡钳中间位置时，弹卡钳的两翼也被回收管束缚到最小，这时用手捏住弹卡钳，使弹卡钳整体位于回收管内部，然后将导正套放到弹卡钳位置束缚弹卡钳以代替手捏的作用，此时，弹卡钳的两翼保持着束缚到最小的状态，这时全力把内管的尾端迅速推入到钻杆，由于水接头的阻碍，导正套从内管脱落，内管全部进入钻杆内，此时，弹卡钳两翼处于伸开状态，再把推送接头安装到水接头上，水接头的三通一头与泥浆泵连接，另一头的球阀关闭，打开泥浆泵，对钻杆进行送水，在水压的推动下，内管总成被不断推送，直到钻头有水返出，说明钻具已经到位，此时，弹卡架坐到座环上，弹卡钳两翼卡在簧卡室内，弹卡顶到扶正器端面；

三、取芯：取下水接头，安装推送接头，然后继续打钻，从钻头进入的岩石颗粒被内管收获；

四、打捞钻具：取芯完成后，从钻杆上卸下推送接头，同时安装水接头，将钢丝绳的头部与打捞器固定，具体为：由钢丝绳从定滑轮开始穿，再通过动力头的通孔，将穿出的钢丝绳与打捞器绳卡相连，在钢丝绳距离打捞器距离一个内管长度的地方做记号；把打捞器放入水接头内，关闭球阀打开泥浆泵，依靠水压把打捞器推送到内管总成处，当金刚石钻头返水时，表明打捞器与捞矛头完成固定，这时打开水接头球阀，开动液压绞车后拉，当带有记号的钢丝被拽出时，停止绞车工作，靠手的力量拉动钢丝绳，直到打捞器被拽出，这时双手捏打捞钩尾部，使打捞器与捞矛头脱开，用手拉出内管部分，取出岩芯；

重复以上二至四步骤，实现全程取芯。

相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明设计将取芯装置与钻头设计为分体的，利用水力将取芯装置压入，利用牵引绳、打捞装置将取芯装置拉出，可以实现钻孔倾角-90°~+20°的随时取样，而且钻杆不用拉出，非常方便。

附图说明

图1是内管与外管的示意图。

图2为图1中左端的放大示意图。

图3为图1中右端的放大示意图。