[发明专利]一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具

说明书

本发明提供了一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具，包括取芯装置和辅助装置；辅助装置包括钻杆以及设置在钻杆内的定位环；取芯装置包括杆体、穿过机构、密封圈和悬挂环；杆体套设在钻杆内；杆体内具有气体流通通道，杆体中部的侧壁上开有气孔，与气体流通通道连通；穿过机构设置于杆体内部，用于控制所述气孔与气体流通通道的开闭；密封圈套设在杆体上，用于保证杆体与钻杆的密封性；悬挂环连接在杆体端部，取芯装置推进过程中，悬挂环与定位环相抵触。本发明实现以压缩空气作为输送介质和冲刷介质，保护了岩心和岩心管，防止潜孔锤废气吹散岩心，防止粉渣堆积在锤头与岩心管之间；以压缩空气为冲刷介质，节约了水资源，保护了环境。

技术领域

本发明涉及地质勘探的绳索取芯技术领域，具体涉及一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具。

背景技术

目前广泛采用的绳索取芯多采用金刚石钻头磨削+冲洗液输送取芯装置+冲洗液冲刷的方式，在水平钻探时钻井液容易流失，导致卡钻、烧钻、密封快速磨损等问题，同时钻井液容易冲散并污染岩心，影响取芯率和岩性判断。而且在缺水高寒地区，钻井液配置困难，成本高。

市场上有少量的气动潜孔锤冲击绳索取芯，多为竖直取芯，钻进距离短，且其无法保证岩心的完整性。

综上所述，急需一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具，以解决岩体取芯问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种以压缩空气为输送介质、冲刷介质的取芯钻具，包括取芯装置和辅助装置；

所述辅助装置包括钻杆以及设置在钻杆内的定位环；

所述取芯装置包括杆体、穿过机构、密封圈和悬挂环；杆体套设在钻杆内；杆体内具有气体流通通道，杆体中部的侧壁上开有气孔，与所述气体流通通道连通；穿过机构设置于杆体内部，用于控制所述气孔与气体流通通道的开闭；密封圈套设在杆体上，用于保证杆体与钻杆的密封性；悬挂环连接在杆体端部，取芯装置推进过程中，悬挂环与定位环相抵触。

进一步地，所述杆体上套设有导向机构，用于保证取芯装置的推进轨迹。

进一步地，所述导向机构包括沿杆体圆周方向均匀分布的多个导向轮组件，杆体的轴面上开有多个与导向轮组件相匹配的安装孔，导向轮组件滑动连接于安装孔内。

进一步地，所述导向轮组件包括导向轮、安装座和弹簧；导向轮安装在安装座上，安装座滑动嵌入杆体的安装孔中，弹簧两端分别于安装座和安装孔抵触。

进一步地，所述杆体内设有油壶，用于取芯装置推进过程中滴油润滑。

进一步地，所述杆体上设有弹卡组件，所述弹卡组件包括沿杆体圆周方向均匀分布的多个弹卡，弹卡组件打开时呈伞状，钻杆内设有与弹卡相匹配的弹卡室。

进一步地，所述钻杆内设有扶正环，以保证钻杆的同轴度。

进一步地，所述弹卡室、定位环和扶正环沿着取芯装置推进方向依次设置在钻杆内。

进一步地，所述密封圈为唇形密封。

进一步地，所述穿过机构包括球形阀芯和弹簧；弹簧一端固定在杆体内，另一端与球形阀芯连接，通过压缩弹簧控制穿过机构的打开和关闭。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，钻杆与取芯装置之间设计了唇形密封，取芯装置前后形成气压差，为取芯装置提供了驱动力，实现以压缩空气作为输送介质和冲刷介质，保护了岩心和岩心管，防止潜孔锤废气吹散岩心，防止粉渣堆积在锤头与岩心管之间，导致取芯装置无法拔出。相对于冲洗液作为冲刷介质，节约了水资源，保护了环境。