[实用新型]一种用于环境科学钻探的三重管钻进取芯钻具

摘要

一种用于环境科学钻探的三重管钻进取芯钻具。其特征为：它由阶梯式侧喷钻头、抓簧卡芯装置、单动三重管机构、射流分水悬浮机构四部分组成，所述阶梯式侧喷钻头采用阶梯形状及侧面水孔；该钻头内台阶与内管靴底部间隙可通过调节螺母进行调节；所述抓簧卡芯装置的取芯抓簧安装在内管靴台阶和抓簧支管之间；所述单动三重管机构：由外管、钢制内管和塑料岩芯护管及单动装置组成。理论岩芯采取率可达到100%。用于环境科学钻探实用效果良好。

主权项

一种用于环境科学钻探的三重管钻进取芯钻具，其特征是在于，它由阶梯式侧喷钻头、抓簧卡芯装置、单动三重管机构、射流分水悬浮机构四部分组成，所述阶梯式侧喷钻头（14）采用阶梯形状及侧面设计有水孔；阶梯式侧喷钻头（14）内台阶与内管靴（13）底部间隙可通过调节螺母（4）进行调节，以控制通过钻头侧面通水孔（15）的水量；所述抓簧卡芯装置的取芯抓簧安装在阶梯式侧喷钻头（14）和内岩芯管包括钢制内管（11）及塑料岩芯护管（12）之间；抓簧卡芯装置可在提钻时卡取岩芯；所述单动三重管机构：由外管（3）、钢制内管（11）和塑料岩芯护管（12）及单动装置组成，由外管接头（1）通过丝扣连接钻杆或钻铤，外管接头（1）分内部和外部分别连接中心轴（2）和外管（3），其内部连接为：外管接头（1）内部和中心轴（2）丝扣连接，轴承座（5）通过两盘轴向推力球轴承（6）悬挂在中心轴（2）的台阶上，轴承座（5）和分水接头（8）丝扣连接，分水接头（8）钢制内管（11）丝扣连接，钢制内管（11）和内管靴（13）丝扣连接，塑料岩芯护管（12）安装在钢制内管（11）、分水接头（8）和内管靴（13）之间，抓簧（16）安装在内管靴（13）和抓簧支管（17）之间，钢制内管（11）间隙套装在塑料岩芯护管（12）外面保护塑料岩芯护管（12）不受力变形；其外部连接为：外管接头（1）外部和外管（3）丝扣连接，外管（3）和阶梯式侧喷钻头（14）丝扣连接，单动是指钻进取芯时，外管接头（1）、外管（3）和阶梯式侧喷钻头（14）廻转加垂直运动钻取岩芯，而轴承座（5）、分水接头（8）、钢制内管（11）、塑料岩芯护管（12）、抓簧支管（17）、抓簧（16）和内管靴（13）通过两盘轴向推力球轴承（6）隔断廻转动力，只作垂直运动，从而实现外部单动，内部不转动，避免了岩芯被扭转变形破损；所述射流分水悬浮机构：在钻进时，钻井液通过喷嘴（7）向下形成射流进入承喷腔（20），再经过分水孔（18）、钢制内管（11）和外管（3）之间的间隙、阶梯式侧喷钻头（14）侧面通水孔（15）进入孔底冷却钻头并携带钻屑，之后通过钻具与孔壁之间的间隙向上返回地表；由于射流作用，在承喷腔（20）中形成负压，在负压的作用下，塑料岩芯护管（12）中的钻井液经回水阀（10）顶开钢球（9）进入回水孔（19）并向上流动形成悬浮力，对其中的岩芯产生悬浮作用，从而减少岩芯垂直向上进入塑料岩芯护管的阻力。