[发明专利]一种隔水式微反循环引导取心装置

说明书

本发明涉及一种隔水式微反循环引导取心装置。本发明包括钻头和卡簧座，卡簧座嵌套在钻头中，卡簧座外侧壁上设置有贯通的水槽，钻头一端设置有钻头胎体和钻头胎体工作层，钻头胎体和钻头胎体工作层上设置有与水槽连通的直喷水口和侧喷水口，钻头胎体和钻头胎体工作层内还设置有的直喷水槽和侧喷水槽。本发明集成绳索取心钻具其他配合结构，使之有效结合，在避免钻井液直接冲蚀岩矿心的同时，能够对破碎地层顺利进入内管进行导向，并在取心时缩短卡取岩心距离，从而提高岩矿心采取率。

技术领域

本发明涉及地质钻探的取心工具，主要针对构造破碎带松散、易冲蚀地层，属地质工程技术领域，是一种隔水式微反循环引导取心装置。

背景技术

在地质岩心绳索取心钻探中，松散破碎地层极易在钻进中被钻井液冲蚀、磨蚀，致使岩矿心采取率降低，并影响到地质找矿成果。采取率不足的复杂地层、钻进中的现象都有几个共同的特点：

一是，大部分均为碎屑状、粉末状、泥质以及构造破碎带，其共同特点是结构松散、胶结强度弱的地层；二是，钻进中岩心在钻头底部就容易被钻井液冲蚀；三是，钻进中的破碎岩心容易在卡簧座底部和钻头内台阶处形成堵塞，堵塞使得机械破碎孔壁岩层、岩心的时间成倍延长，从而加剧岩心碎裂化，钻头重复磨损岩矿心的作用时间延长，使岩矿心更容易被冲蚀；四是，该类地层均需要相对较高黏度和高固相含量的钻井液护壁，钻进中容易引起泵压升高、诱发孔内漏失、假循环、降低钻速等问题。因此，采心率不足通常会引起钻进质量与孔壁稳定问题的不良循环。

针对这一问题，长期以来相关行业人员开发了许多技术方法来尝试解决，其中包括“308钻具”、底喷结构钻头、射流反循环钻具等等，但实际应用效果均不能有效解决，尤其针对绳索取心岩心钻探方法，使得在钻探施工中极少有人采用。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，提供了一种隔水式微反循环引导取心装置，其集成绳索取心钻具其他配合结构，使之有效结合，在避免钻井液直接冲蚀岩矿心的同时，能够对破碎地层顺利进入内管进行导向，并在取心时缩短卡取岩心距离，从而提高岩矿心采取率。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种隔水式微反循环引导取心装置，其特殊之处在于：该装置包括钻头和卡簧座，卡簧座嵌套在钻头中，卡簧座外侧壁上设置有贯通的水槽，钻头一端设置有钻头胎体和钻头胎体工作层，钻头胎体和钻头胎体工作层上设置有与水槽连通的直喷水口和侧喷水口，钻头胎体和钻头胎体工作层内还设置有的直喷水槽和侧喷水槽，以实现钻进中既能满足携带清洁钻头底部岩屑的能力和冷却钻头的要求，同时在避免直接冲蚀松散地层的同时能够实现从直喷水口流出的部分钻井液自外向内反循环的流经直喷水槽和侧喷水槽。

优选的，水槽为多个，均布在卡簧座外侧壁上。

优选的，水槽为6个，水槽为卡簧座与钻头钢体内壁的过水断面提供保障。

优选的，直喷水口和侧喷水口均为多个，均布在钻头胎体和钻头胎体工作层上。

优选的，侧喷水口为6个，直喷水口为4个。

优选的，钻头胎体与卡簧座连接的一端设置有隔水和岩心导向台阶，卡簧座与钻头胎体连接的一端内侧设置楔角，楔角深入至隔水和岩心导向台阶。

优选的，隔水和岩心导向台阶断面呈三角形,顶端呈圆弧状，能够阻隔钻头内壁与卡簧座外壁环空间流的钻井液。

优选的，楔角为外倒角∠30°和内倒角15°的刃角状，底断面为圆弧状，楔角能够伸入到钻头隔水和岩心导向台阶内水口处，在不形成阻碍过水的前提下满足楔入隔水和岩心导向台阶底端的条件

优选的，卡簧座内壁为锥形结构，底端内径最小为φ24.0mm，以实现卡簧在较短距离内收缩的目的。