[发明专利]一种特种空间钻取一体式取芯方法与装置

权利要求书

1.一种特种空间钻取一体式取芯装置，包括钻杆、螺旋叶片、支架、滑轨、塞子、弹簧、软袋、重块和空心部分，其特征在于：

(a)所述钻杆的支架固定于螺旋叶片上端，穿插在滑轨中，用于确定螺旋叶片的水平位置使其可沿滑轨方向滑动；

(b)所述钻杆内的弹簧，连接于钻杆轨道内壁和塞子之间，用于保持螺旋叶片原始的闭合状态；

(c)所述钻杆的滑轨沿钻杆圆截面的径向，钻杆钻进时使螺旋叶片背离截面圆心向外散开，使各螺旋叶片互不接触；

(d)在未开始钻进时，四个螺旋叶片是闭合的，形成封闭的水平横截面，且这个水平横截圆面的半径应大于钻杆的横截圆面半径；

(e)所述软袋设置在钻杆外围，包裹住钻杆，软袋下部设置有重块；所述的重块用于密封，减小软袋与钻井间的缝隙；当结束钻进时，由于闭合的螺旋叶片形成封闭的水平横截面的半径大于钻杆的横截圆面半径，因此，软袋，重块，和闭合的螺旋叶片三者形成封闭空间，封闭空间内含钻屑，在拔出钻杆时即可以取出在钻杆和软袋之间的岩屑，实现取芯。

2.根据权利要求1所述的一种特种空间钻取一体式取芯装置，其特征在于：所述钻取一体式取芯钻杆内的螺旋叶片与水平面成30度角，用于切削岩体，实现钻进；所述钻取一体式取芯钻杆内的空心部分用于注入冷却液，带走螺旋叶片与岩体摩擦产生的热量。

3.根据权利要求1所述的一种特种空间钻取一体式取芯装置，其特征在于：螺旋叶片设置四片且相对钻杆中心呈四周均布。

4.根据权利要求1所述的一种特种空间钻取一体式取芯装置，其特征在于：所述钻取一体式取芯钻杆内的塞子固定于支架的上端，塞子直径大于滑轨宽度，用于确定螺旋叶片的垂直位置。

5.根据权利要求1所述的一种特种空间钻取一体式取芯装置，其特征在于：支架、滑轨和塞子也设置相应的四组且每组对应一个螺旋叶片。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的特种空间钻取一体式取芯装置的一种特种空间钻取一体式取芯方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：准备步骤，装接钻杆于火星车上，打开电源，加入钻进工作所需要的冷却液；

S2：钻进步骤，打开钻机使钻杆旋转，同时钻进，并在钻进过程中补充冷却液；

S3：取芯步骤，钻进达到所需的深度后，将钻杆直接拔出，取出岩屑至软袋中。

7.根据权利要求6所述的一种特种空间钻取一体式取芯方法，其特征在于：钻进达到所需的深度时，钻机使钻杆保持旋转不钻进状态一段时间后再将钻杆拔出，为了螺旋叶片完全闭合。

8.根据权利要求6所述的一种特种空间钻取一体式取芯方法，其特征在于：将螺旋叶片缓慢拔出，螺旋叶片推动岩屑至设置好的软袋中，同时扭转软袋减少软袋中的空气，避免破坏岩层的层理。