[实用新型]水平定向无粘结性土取样钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于地下水平或松散地层勘察无粘结性土的取样器具，特别涉及一种非开挖的水平定向无粘结性土取样钻具。 

背景技术

目前国内对于松软浅土层钻进取样多为垂直钻进的方式，也有极少数的水平钻进取样。然而在垂直钻进取样的过程中，无法分析水平方向上土样的分布情况。目前国内也有水平取样的钻机，但是土样只限于粘结性土，对于无粘结性土样尚无有效的取样钻具。 

实用新型内容

鉴于目前无粘结性土样取样的技术现状，本实用新型目的在于提供一种作业方便的水平定向无粘结性土取样钻具，以克服现有钻具不能针对无粘结性土进行水平定向取样的缺陷，给无粘结性土壤环境的水平方向取样以及分析提供条件。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

一种水平定向无粘性土取样钻具，包括在外力作用下转动掘进的外层管(21)，以及作为土样封装管的内层管(22)，还包括固定土样的卡簧(23)，所 述卡簧(23)一端与内层管(22)前端相连，另一自由端设置有若干片状齿，所述片状齿随卡簧(23)和内层管(22)相对外层管(21)向前移动封装土样时，在外层管(21)的内台阶斜面作用下向轴心处收缩并固定所采集土样。 

所述片状齿为三角形齿。 

所述钻具还包括封隔器(2)，所述封隔器(2)具有包括圆柱状本体以及向外突出的橡胶卡座，当封隔器沿内层管腔移动到设定位置，所述橡胶卡座与接头(1)卡持，并带动接头(1)移动，封隔器(2)进入活塞缸(4)，封住内层管腔入口，轴(5)受压向前运动，进而施压于弹簧(7)，驱使内层管(22)整体沿轴向移动。 

所述内层管(22)的管腔壁上设置有出液口，钻井液通过该出液口在内层管(22)和外层管(21)之间流动。 

所述外层管(21)与钻头(25)之间通过短接(24)连接。 

所述钻具还包括单列圆锥滚子轴承。 

本实用新型的技术效果在于：本实用新型包括封隔器和卡簧，内层管为土样封装管，在外层管转动时，在圆锥滚子轴承的作用下，内层管可以保持相对静止，取样过程中可以避免土样受到扰动。 

准备取样时，在钻杆端部装入封隔器，通过钻井液加压封隔器，使封隔器进入内层管腔；钻井液因封隔器封堵内层管进液口，外部压力完全施加在封隔器上，内层管因受压产生水平向的轴向移动。取样完成时，卡簧的三角形齿在钻头内台阶斜面的作用下向里收缩，关闭取样孔，以便固定封存土样。 

所述的内层管用封隔器进行封隔加压，使内层管向前移动，内层管通过岩心管接头(20)、螺母(19)与内管接头(16)连接。在内管接头的管壁上开有进液口，保证钻井液从内管部分向外管部分流动。外层管(21)与钻头(25)之间通过短接(24)连接。 

本实用新型的水平定向无粘结性土取样钻具，能够实现水平定向无粘结性土的钻进取样。通过调节内管接头(16)的轴向位置，控制卡簧(23)相对于钻头(25)的距离，从而提高所取土样的原位性，减少对土样的扰动。 

附图说明：

图1为本实用新型水平定向无粘结性土取样器的剖面图； 

图2为卡簧的放大示意图； 

图3为封隔器的放大示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步说明。 

如图1所示为本实用新型的水平定向无粘结性土取样钻具的结构示意图。 

外层管部分包括可在外力驱动下转动的外层管21，所述的外层管21包括能够水平定向掘进的钻头25、及短接24，钻头25、短接24和外层管21之间依次首尾螺纹连接。 

内层管部分包括用于封装所取无粘结性土样内层管22，还包括封隔器2，具有三角形齿的卡簧23，以及岩心管接头20、调节螺母19、垫圈18、内管接 头16等。内管接头16中设置有单向阀17，保证钻井液只能单向流动，避免影响所取土样。 

本实用新型钻具作业时外管单动，内管静止，可以有效减少钻进过程中对于所取土样的扰动。 

图2所示为卡簧的结构示意图。卡簧23为刚性材料制备，固定于内层管22上。当内层管22受到压力向前移动到一定位置，卡簧23顶端设置的三角形齿沿钻头25的内台阶斜面向轴心处收缩，以保护固定所取土样。