[发明专利]带有可旋转环的螺纹式钻头及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于水下钻探技术领域，涉及一种带有可旋转环的螺纹式钻头及其使用方法。

背景技术

沉积物取芯钻具分为旋转式（各类钻机）和贯入式（冲击钻和重力活塞式取样器）两大类。贯入式取芯器通常在下端口设置花瓣式防滑落装置，以防止取芯器内部的沉积物滑落和泄漏。花瓣式防滑落装置不能适用于旋转式取芯钻具，在钻具旋转时，花瓣会妨碍沉积物进入取芯器，沉积物与花瓣的旋转磨擦也会损坏花瓣。旋转式沉积物取芯钻具岩芯的防滑落装置需采用旋转形式实现孔径的变化。钻头上的可旋转环能为岩芯防漏器的转动转盘转动提供机械力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带有可旋转环的螺纹式钻头及其使用方法。

带有可旋转环的螺纹式钻头包括可旋转环、空心钻头、卡具和弹簧，空心钻头外部带有外螺纹，空心钻头的上部有一段可以自由旋转的可旋转环，可旋转环外部也带有外螺纹，可旋转环内固定设置有卡具、卡具通过弹簧与可旋转环内壁连接；所述的可旋转环、空心钻头、卡具和弹簧同轴设置。所述的卡具为圆弧状结构。

该螺纹式钻头使用方法包括如下步骤：

1）使用时，将岩芯防漏器拧在取芯衬管的下端，插入到空心钻头上端的卡具中，在弹簧的作用下，卡具握住岩芯防漏器的转动圆盘。

2）钻进时，钻头上的可旋转环在其外螺纹的带动下旋转，卡具带动岩芯防漏器的转动圆盘一起正向转动，使岩芯防漏器内部的刀片处于压缩孔径最大位置。

3）取芯前，先反向转动钻具，钻头上的可旋转环在其外螺纹的带动下旋转，卡具带动岩芯防漏器的转动圆盘一起反向转动，使岩芯防漏器内部的刀片处于压缩孔径最小位置，切断岩芯，并防止取芯过程岩芯的滑落。

本发明与旋转式软岩层钻具取芯衬管配套使用，适用于旋转式取芯钻具，在使用旋转式沉积物取芯钻具取芯时，能够为岩芯防漏器的转动转盘转动提供机械力。在钻具旋转时，刀片会收缩于岩芯防漏器取芯口内，使沉积物顺畅进入取芯器，刀片与沉积物接触少，不易磨损；取芯时，刀片同步转动，使取芯口处于最小位置，切断岩心，保证岩心完整，并防止岩心滑落。

本发明适合于各类软岩层的钻探取芯，如沉积物、土壤、冻土、冰，尤其适合于沉积物的钻探取芯。

附图说明

图1为本发明剖视图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明在工作前卡具和岩芯防漏器的相对位置图；

图4为本发明在工作时卡具卡紧岩芯防漏器的转动圆盘相对位置图；

图中：1.卡具、2.弹簧、3.可旋转环、4.空心钻头、5.岩芯防漏器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1，图2所示，带有可旋转环的空心钻头包括可旋转环3、空心钻头4、卡具1、弹簧2。空心钻头4外部带有外螺纹，空心钻头4的上部有一段可以自由旋转的可旋转环3。可旋转环3内固定设置有卡具1、弹簧2。

所述的空心钻头4外壁带有外螺纹，空心钻头4两端开放，其中一个开放端为取芯口，另一个开放端与可旋转环3的通孔配合。空心钻头4上部有一段可以自由旋转的可旋转环3。

所述的可旋转环3内固定设置有卡具1、弹簧2。可旋转环3下部与空心钻头4连接，可以自由旋转，上部与岩芯防漏器5配合。

所述的卡具1为圆弧状结构，固定在可旋转环3内，而且与可旋转环3中间有弹簧2相隔，用于使用时卡住岩芯防漏器5的转动圆盘。

所述的弹簧2固定设置在可旋转环3与卡具1中间，用于提供卡具1卡紧的力。

如图3，图4所示，本发明装置的使用方法的步骤如下：

1）使用时将岩芯防漏器5拧在取芯衬管的下端，插入到空心钻头上端的卡具1中，在弹簧2的作用下，卡具1握住岩芯防漏器5的转动圆盘。

2）钻进时钻头上的可旋转环3在其外螺纹的带动下旋转，卡具1带动岩心防漏器5的转动圆盘一起正向转动，使岩心防漏器5内部的刀片处于压缩孔径最大位置；

3）取芯前，先反向转动钻具，钻头上的可旋转环3在其外螺纹的带动下旋转，卡具1带动岩芯防漏器5的转动圆盘一起反向转动，使岩芯防漏器5内部的刀片处于压缩孔径最小位置，切断岩心，并防止取芯过程岩芯的滑落。