[发明专利]提高松散易冲刷地层岩心采取率的单管钻具

摘要

本发明公开了一种提高松散易冲刷地层岩心采取率的单管钻具，是由稳压分流装置、岩心管、分水装置和分级钻头组成，分水装置位于岩心管中，稳压分流装置安装在岩心管上端，分级钻头安装在岩心管下端，该单管钻具适用于黏性大、塑性强、遇水膨胀的高岭土等松散易冲刷地层的岩心钻探取心工作，通过各个装置的组合，可以在保证孔底顺畅排粉的条件下，避免冲洗液垂直冲刷岩心，同时降低岩心管内岩心周围的冲洗液流速，降低冲洗液对岩心的冲刷作用，从而提高钻取岩心的完整度，提高岩心采取率。

主权项

一种提高松散易冲刷地层岩心采取率的单管钻具，其特征在于：是由稳压分流装置(A)、岩心管(B)、分水装置(C)和分级钻头(D)组成，该钻具可用于松散易冲刷地层的地质钻探，可有效提高岩心取心率；稳压分流装置(A)是由壳体(1)、调节垫片(2)、弹簧(3)和阀芯(5)组成，壳体(1)外侧具有冲洗液出口(4)，壳体(1)内侧具有冲洗液入口(6)，冲洗液入口(4)和冲洗液出口(4)相连通，冲洗液入口(4)和冲洗液出口(4)为3～4组；阀芯(5)位于冲洗液入口(4)和冲洗液出口(4)之间，阀芯(5)顶部设置弹簧(3)，弹簧(3)的顶部设置调节垫片(2)，弹簧(3)抵顶阀芯(5)，使阀芯(5)封堵在冲洗液入口(4)和冲洗液出口(4)之间；稳压分流装置(A)上端与钻杆连接，稳压分流装置(A)下部与岩心管(B)连接；当钻具内冲洗液的压力大于弹簧(3)对阀芯(5)的压力时，阀芯(5)上行，部分冲洗液经冲洗液入口(6)和冲洗液出口(4)流出至钻具外部，阀芯(5)的开启压力由弹簧(3)和调节垫片(2)配合控制；岩心管(B)上端接稳压分流装置(A)，岩心管(B)下端接分级钻头(D)，岩心管(B)内壁具有内拉槽(15)，内拉槽(15)的棱边做圆角处理；分水装置(C)由锥形帽(7)和固定翼(8)组成，锥形帽(7)位于岩心管(B)中，锥形帽(7)底边与岩心管(B)内壁之间有间隙，作为冲洗液通道，固定翼(8)的宽度和数量与岩心管(B)的内拉槽(15)宽度和数量相同，固定翼(8)位于岩心管(B)的内拉槽(15)中，其作用是保持分水装置(C)和岩心管(B)的相对位置不变，使分水装置(C)始终保持锥形帽(7)向上；在一个新的钻进回次起始，分水装置(C)位于岩心管(B)底部，随着岩心逐渐进入岩心管(B)，岩心推动分水装置(C)上升，分水装置(C)时刻在岩心上部，避免冲洗液对岩心的垂直冲刷；分级钻头(D)由刚体(9)、矩形PDC复合片(10)、三角形PDC复合片(11)、水口(12)、保径面(13)和卡簧(14)组成，刚体(9)中设有卡簧槽，卡簧(14)放置在卡簧槽中，卡簧(14)用于卡取岩心；矩形PDC复合片(2)和三角形PDC复合片(14)均为片式切削齿，三角形PDC复合片(11)在矩形PDC复合片(10)的下侧，三角形PDC复合片(11)破碎内圈岩心，矩形PDC复合片(10)破碎外圈岩心，水口(12)与切削齿配合布置，保径面(13)镶嵌硬质合金或聚晶金刚石实现保径。