[发明专利]一种跟管取芯钻具及钻探施工工艺

说明书

本发明涉及一种工程设备，具体公开了一种跟管取芯钻具及钻探施工工艺。其中的跟管取芯钻具至少包括取芯跟管、钻孔组件、随动组件和取芯内管，所述的取芯跟管包括取芯钻头和套管；所述的取芯跟管内沿轴向设有取芯通道；所述的钻孔组件包括钻杆和深孔钻头，所述深孔钻头的刃径可调；所述的随动组件包括设置在取芯通道内的内随动件、及设置在钻孔组件上的外随动件；钻孔工作状态下，内随动件和外随动件配合，推动取芯跟管伴随钻孔组件轴向前进；所述取芯内管的外径小于套管内径。以上所述的跟管取芯钻具可以降低取芯跟管的拆装频率，进而提高施工效率。

技术领域

本发明涉及一种工程设备，具体涉及一种跟管取芯钻具及钻探施工工艺。

背景技术

在隧道掘进、地下矿开采、地质勘探等工程施工过程中，都要通过钻探方式了解地下地层结构、岩石特性等信息，为后续施工提供保障。为了更好的获知地质信息，通常采用钻孔取芯方式获取特定深度的地质样本。

常用岩芯钻取技术包括全程取芯和分段取芯，但由于全程取芯的效率较低，在钻探深度较大时，通常会采用分段取芯方式。分段取芯方式通常为钻进和取芯交替进行模式，也即先采用钻头钻取预定深度的勘探孔，然后取出钻头，更换取芯钻头从勘探孔伸入取芯，之后继续重复钻进和取芯操作。

众所周知，在进行较大深度的钻探过程中，采用的是分段钻杆逐节增加的方式，其中钻杆的连接和拆卸会耗费较多的时间。因此在分段取芯过程中，钻杆及取芯套管的频繁连接与拆卸在很大程度上影响了施工效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种跟管取芯钻具及钻探施工工艺，降低取芯跟管的拆装频率，进而提高施工效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种跟管取芯钻具，至少包括：

取芯跟管，包括取芯钻头和套管；所述的取芯跟管内沿轴向设有取芯通道；

钻孔组件，包括钻杆和深孔钻头，所述深孔钻头的刃径可调；最大刃径状态下，所述深孔钻头的刃径大于取芯跟管的外径；最小刃径状态下，所述深孔钻头的刃径小于取芯通道直径；

随动组件，包括设置在取芯通道内的内随动件、及设置在钻孔组件上的外随动件；钻孔工作状态下，内随动件和外随动件配合，推动取芯跟管伴随钻孔组件轴向前进；

取芯内管，所述取芯内管的外径小于套管内径。

在钻孔过程中，深孔钻头的刃径大于取芯跟管的外径，因此深孔钻头钻取的孔径大于取芯跟管的外径，在内随动件和外随动件的配合下，取芯跟管伴随钻孔组件轴向前进。在钻进至预定深度后，深孔钻头的刃径缩小，并可从取芯跟管内退出，此时取芯跟管留置在孔内，只需插入取芯内管即可进行取芯操作。

与现有分段取芯方式相比，取芯跟管采用伴随渗透钻头钻进方式，并在深孔钻头退出时留置在孔内，可以节省取芯跟管的频繁拆装步骤，大大提高加工效率。另外取芯跟管的留置也可以对孔起到维持作用，防止深孔钻头取出后孔部分或全部塌陷，为取芯和再次钻进提供保障。

作为优选，所述的深孔钻头为甩块式、滑块式或卡环式。

作为优选，所述的深孔钻头为水锤式。

作为优选，所述的深孔钻头与钻杆分体设置并可拆连接。

作为优选，所述的取芯钻头与套管分体设置并可拆连接。

作为优选，钻孔工作状态下，所述的钻孔组件与取芯通道之间设有排渣空间。

作为优选，所述的取芯内管内设有储存腔，所述储存腔的一端开口；所述的储存腔内设有岩芯卡簧，所述的岩芯卡簧靠近储存腔的开口端设置。

作为优选，所述的内随动件为设置在取芯管道内壁的承接部，所述的外随动件为设置在钻孔组件外侧的抵接部，钻孔工作状态下，所述的抵接部与承接部接触。