[其他]带有开后贴壁阀门的取样钻具

说明书

本实用新型是一种岩心钻探取样钻具。

岩心钻探技术，国内外已采用空气、水力反循环连续取样方法。现有岩心钻探取样钻具，特别是松散地层中取样的钻具，如抽砂筒，无论是平阀（单瓣阀、双瓣阀）或球阀式，由于阀门开启度限制，均不能取出原状结构的样品（或称岩心，下同）。抽砂筒在工作时，样品在筒内上下翻滚，重矿物沉于孔底，样品严重失真。回转式双管（单动或双动）取样钻具，当样品装满，内管提离孔底时，没有一种能够阻止松散状态的样品从管内掉入孔底的装置。上述取样钻具都不能保证在松散地层、破碎地层取样的数量和质量，特别是在砂层取样更是钻探中一项未解决的课题。

本实用新型的目的是在钻进结束时，一种能够封闭取心管下端，避免样品脱落的钻具，使取出的样品能够较好地保持原状结构，能够较好地防止产生重矿物下沉、串位、留存孔底的现象。从而提高取出样品的质量，在保证样品质量的前提下，能够解决粘土、亚粘土、亚砂土、松散砂层；含丰富地下水的涌水、涌砂层；砾径小于取心管内径的砂砾层中钻进，还能适应破碎或松散地层中取样钻进，适应第四系地层中的砂矿钻探及工程地质勘察。

贴壁阀门是本钻具的技术关键，本实用新型的任务主要是由贴壁式阀门完成：下部装有贴壁式阀门的钻具在井下钻进时，岩样由钻头（管鞋）底孔进入，顶开取样阀的阀门（见图四、图五和图六、图七的阀门），阀门被岩样顶开后绕铰链轴7－2（7A－2）旋转90°紧贴阀体内壁。钻进结束时，岩样装满岩心管（或半合管），当钻具提离孔底时，受簧片7－7（7A－4）垂直于阀体内壁的反作用力促使阀门切断岩样而关闭。

阀门能贴壁是由其形状决定的。图四、图五是复合铰链式取样阀，阀板7－4的一端有铰链7－3，轴7－2将阀板7－4、固定在阀体内壁上的铰链座7－1穿联成一副铰链。阀板7－4两侧通过铰链7－5、7－10和阀板7－11、7－12联成复合式阀门。当阀门被岩样顶起时，阀板7－11、7－12受阀体7－9内壁的约束沿铰链7－5、7－10的轴作回转，当阀板7－4贴靠阀体内壁时，阀板7－11、7－12也在阀板7－4两侧贴靠内壁，三阀板组成了圆内接多边形的一部份。从复合式取样阀开后贴壁的阀门是圆内接多边形的形状扩展，最理想的贴壁阀门是圆弧形（即内壁形状），于是产生弧形铰链式阀门，见图六、图七。阀门能贴壁，岩样进入岩心管无阻力，又能保持原状结构，钻进结束后，阀门在限位块7－8（7A－7）的配合下，能封闭取心管下端，避免了样品脱落。

本实用新型与现有技术中的钻具比较，具有以下特点：

1.现有技术中的双管无取样阀，本实用新型采用开后贴壁式阀门。

2.现有技术中的钻具如抽砂筒等，其阀的开启度小，最大不超过45°，本实用新型复合铰链式和弧型铰链式阀门都能够开后贴壁。

3.现有技术的阀门式钻具在钻进中的运动规律一般是阀板在钻具上升时关闭，下落时张开，本实用新型所提出的二种铰链式阀门钻具，在冲击回转钻进中只作向下运动，钻进时阀门处于开后贴壁状态，提取岩心时阀门处于关闭状态。

附图说明：

图一为冲击钻进用带有开后贴壁阀门的取样钻具的装配图。

图二为回转钻进用带有开后贴壁阀门的取样钻具的单动头部件图。

图三为图一A－A处的剖视图。

图四和图五是图一阀7的一种形式，即复合铰链式取样阀正视图和底视图，其中7－1为铰链座，7－2铰链轴，7－3铰链，7－4阀板，7－5铰链，7－6铆钉，7－7簧片，7－8限位块，7－9阀体，7－10铰链，7－11阀板，7－12阀板。

图六和图七是图一阀7的另一种形式，即弧型铰链式阀门，7A－1为铰链座，7A－2铰链轴，7A－3铰链，7A－4簧片，7A－5铆钉，7A－6弧型阀板，7A－7限位块，7A－8阀体。

实施例1：

一种冲击钻进用开后贴壁阀门的取样钻具，图一为其装配图，它主要由外管总成和内管总成组成。外管总成包括打帽1、缓冲管3、外管16、管鞋8。内管总成包括导正管及钻杆4、内打帽2、钻杆结头17、带单向球阀5的半合管接头6、半合管18、19，内管取样阀7。这套钻具钻进时，外力冲击打帽1，打帽将外力传递给内、外管，连接在外管上的管鞋8受力钻进岩层，岩样推开阀7的阀门进入半合管18、19，钻进结束，阀门关闭，取出内管总成采取岩样。

实施例2：

为了实现一套钻具有二种不同的钻进方式，在图一冲击钻进用带有开后贴壁阀门的取样钻具的基础上，卸去图一中的外打帽1，缓冲管3，内打帽2，换上图二中的单动头总成，在钻进过程中即可获得外管转动，内管不转的效果。单动头总成由单动接头体12，螺母13，二盘推力轴承14，轴套15，单动轴9，同步并帽10，穿销11组成。