[发明专利]极地冰下基岩热水取芯钻进方法及装置

摘要

本发明公开了一种极地冰下基岩热水取芯钻进方法及装置，装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、反扭装置、电气舱、岩屑管、螺杆马达及下部双管钻具和钻头；方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成基岩取芯钻进，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；岩石钻进钻头通过回转磨削向下钻进，同时钻进产生的岩屑被热水带离孔底，并沿钻具与孔壁环状间隙上返；本发明很好地解决了极地冰下基岩快速取芯钻探技术难题，通过与热水钻相结合，可快速钻穿冰盖到达冰下基岩界面，并更换基岩热水取芯钻具完成岩心取样钻进。

主权项

一种极地冰下基岩热水取心钻进方法，该方法是：采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成基岩取心钻进，孔底动力装置可为螺杆马达或涡轮马达，热水采用管路输送至孔底钻具，同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电，并实现地表对孔内钻进参数的监测；岩石钻进钻头采用仿生金刚石钻头，通过回转磨削向下钻进，同时钻进产生的岩屑被热水带离孔底，并沿钻具与孔壁环状间隙上返，钻具上方设计由专门的岩屑收集装置，该装置利用流体力学理论进行设计，岩屑收集装置上部钻具直径变小，当携带有岩屑的热水流经岩屑收集装置，热水流速降低，岩屑依靠重力下落至岩屑收集装置内，在钻具上方设计反扭装置，防止上部钻具在钻头钻进时发生转动。