一种快速拆装的单动双管取心钻具

1.本发明涉及取心钻具技术领域，特别是涉及一种快速拆装的单动双管取心钻具。


背景技术：

2.为掌握地下地质情况，通常通过钻探取心的方式直接获得真实可靠的地下岩层资料，采用的取心钻具主要包括单动双管取心钻具和绳索取心钻具，而绳索取心钻具事实上也是一种特殊类型的单动双管取心钻具。
3.地质岩心钻探取心目前以绳索取心钻具为主，绳索取心钻具一般应用于小口径钻探施工中，并且，应用深度不会太深，目前世界上最深的以绳索取心工艺实施的钻孔为5422.7米，国内为4007.01米。而在科学钻探、石油钻井、复杂地层钻探等大口径、深孔与特深孔取心时，基本采用单动双管钻具，获取的岩心直径更大，地质资料更丰富，达到兼顾钻探效率和岩心采取质量的目的。
4.单动双管取心钻具基本组成包括外管总成和内管总成，经过多年的研发、实践、优化改进，单动双管取心钻具取得了长足的进展，在多个重大工程、重点项目中发挥了重要作用。但结合发表的专利、论文和生产实践发现，单动双管取心钻具操作流程仍不够便捷，需要的辅助时间较长。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种快速拆装的单动双管取心钻具，以解决上述现有技术存在的问题，简化操作流程，降低辅助时间，提高钻具的使用效率，进而提升钻探效率、降低施工成本。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种快速拆装的单动双管取心钻具，包括外管总成和内管总成；所述外管总成包括依次螺纹连接的取心钻头、下扩孔器、外管、上扩孔器和钻杆接头，所述钻杆接头上部侧方设有便于岩屑进入的开口；所述内管总成包括依次连接的断心机构、岩心管快速插接机构、单向阀机构、单动机构和岩屑收集机构，所述岩屑收集机构包括上部侧方开口的所述钻杆接头；所述断心机构包括拦卡簧和弹性插接卡簧座。
7.可选的，所述岩心管快速插接机构包括至少两个通过双向弹性插接接头串行连接的组合式插接半合岩心管；所述组合式插接半合岩心管外壁上对称开设有两个环形结构的卡槽；所述组合式插接半合岩心管组一端卡接于所述断心机构的弹性插接卡簧座内，另一端卡接于弹性插接安装头内，所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端固定卡接有所述单向阀机构；所述双向弹性插接接头两端对称设置有多个卡爪，所述弹性插接卡簧座与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪，所述弹性插接安装头与所述组合式插接半合岩心管组连接的一端设置有多个所述卡爪；所述卡爪内侧设有与所述卡槽固定卡接的凸起，所述卡爪外侧末端设有限位部；所述弹性插接卡簧座上套设有第一弹簧，所述双向弹性插接接头上套设有第二弹簧，所述弹性插接安装头上套
设有第三弹簧；所述第一弹簧一端与所述弹性插接卡簧座上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环抵接；所述第二弹簧两端分别与套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环抵接；所述第三弹簧一端与所述弹性插接安装头上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于所述弹性插接安装头上的限位环抵接；套设于所述弹性插接卡簧座上的限位环一端与所述弹性插接卡簧座的卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述双向弹性插接接头上的两个限位环一端分别与所述双向弹性插接接头上的两个卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于所述弹性插接安装头上的限位环一端与所述弹性插接安装头上的卡爪外侧末端的限位部抵接。
8.可选的，所述拦卡簧包括内部设有防滑槽的弹性环状开口钢圈，所述弹性环状开口钢圈内部开槽处上端均匀铆接有多个拦簧片，所述拦簧片下部与所述弹性环状开口钢圈内部开槽处固定铆接，所述拦簧片上部为平滑的向内弯折结构；所述拦卡簧可拆卸地设置于所述弹性插接卡簧座内。
9.可选的，所述单向阀机构包括钢球座、单动接头和钢球；所述单动接头的开口端固定螺纹连接于所述弹性插接安装头远离所述组合式插接半合岩心管组的一端，所述钢球座固定螺纹连接于所述单动接头开口端内，所述钢球活动设置于所述钢球座位于所述单动接头内的一端，所述钢球座内开设有流通通道；所述单动接头位于所述弹性插接安装头外部的一端侧壁上开设有两个与所述流通通道连通的通孔，所述钢球能够阻挡所述流通通道与所述通孔的流通；所述钢球座远离所述钢球的一端固定连接有单动连接套，所述单动连接套内螺纹连接有所述单动机构。
10.可选的，所述单动机构包括与所述钢球座固定连接的单动连接套，所述单动连接套固定密封卡接有单动接头，所述单动接头内活动穿设有心轴，所述心轴两端分别安装有下推力轴承和上推力轴承；所述下推力轴承位于所述单动连接套内，所述下推力轴承一端与所述单动接头底部抵接，另一端通过第四弹簧与所述心轴末端连接；所述上推力轴承一端与所述单动接头顶部抵接，另一端通过迷宫密封结构与所述心轴顶部的限位块抵接；所述迷宫密封结构的轴承保护滑套能够沿所述心轴的轴向往复移动。
11.可选的，所述单动接头外壁上环设有第一凸缘；所述迷宫密封结构包括一端开口，另一端与所述限位块抵接的悬挂垫片；所述轴承保护滑套一端滑动设置于所述第一凸缘上，另一端能够插设于所述悬挂垫片的开口端内；所述单动接头外壁上环设有第二凸缘，所述第二凸缘一端与所述单动连接套的开口端抵接。
12.可选的，所述轴承保护滑套内壁上固定设置有环形结构的内台阶，所述内台阶与所述单动接头外壁之间通过o型圈密封接触连接；所述上推力轴承靠近所述单动接头的一端能够与所述内台阶上部抵接，所述上推力轴承另一端通过套设于所述心轴上的垫片与所述悬挂垫片开口端的内底壁固定连接；所述轴承保护滑套另一端插设于所述悬挂垫片的开口端内的部分位于所述悬挂垫片内壁与所述垫片外壁之间；所述单动接头上套设有第五弹簧，所述第五弹簧一端与所述第一凸缘抵接，另一端与所述内台阶抵接；所述悬挂垫片两侧卡接于所述外管内壁上的限位台阶上，所述限位台阶位于所述外管和上扩孔器连接位置处；所述心轴远离所述单动连接套的一端通过圆柱销连接有滑动手柄。
13.可选的，所述岩屑收集机构包括上扩孔器、钻杆接头和内部中空且两端开口的隔水套，所述隔水套位于所述心轴上方，所述隔水套一端外壁与所述上扩孔器内壁通过o型圈
密封接触连接，所述隔水套另一端外壁通过o型圈与所述钻杆接头内壁密封接触连接；所述岩屑收集机构用于在取心钻进过程中完成岩屑收集与储存。
14.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明内管总成采用整体式设计。回次钻进结束进行地表出心时，只需拧卸外管上一处连接螺纹，即可实现内管总成的全部提出，减少了螺纹拆装辅助时间的使用，实现了每回次钻进都可直观、便捷地检查单动机构的性能，能够有效预防因单动失效而导致的岩心磨损、丢心等问题。岩心管与弹性插接卡簧座之间全新设计了快速插接机构，优化设计了插接式半合岩心管。岩心管上下两端全新设计了插接机构，使岩心管与弹性插接卡簧座之间的拆装、岩心管的更换等操作更便捷，有效减少了地表出心辅助时间；相比于螺纹连接，插接机构即使受到岩屑、冲洗液等污染，也更易于清理，避免了连接螺纹（尤其是母螺纹）中无法彻底清理岩屑等杂质，而造成螺纹拆装时的损伤、损毁；插接机构具有自动锁死功能，使用可靠性高。针对单动机构上部易损的推力轴承，全新设计了滑动式迷宫密封机构，实现了上部推力轴承的快速检查与保护。设计的迷宫式密封可有效防止冲洗液进入，滑动式密封便于推力轴承的快速检查及轴承润滑脂的加注，操作便捷。钻具上部设计了岩屑收集机构，实现大颗粒岩屑有效收集与快速、有效清理。岩屑收集机构能够有效收集钻进过程中产生的无法上返的大颗粒岩屑，避免岩屑回落孔底后发生重复研磨，每回次取心时可快速清理收集的大颗粒岩屑，岩屑不会污损拆卸的外管连接螺纹，减少了清理螺纹的时间，有效避免螺纹损伤。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明快速拆装的单动双管取心钻具结构示意图；图2为本发明岩心管快速插接机构分解过程示意图；图3为本发明断心机构断心过程示意图；图4为本发明单向阀机构工作过程示意图；图5为本发明单动机构快速检查操作过程示意图；图6为本发明钻杆接头结构示意图；图7为本发明钻杆接头局部侧视示意图；图8为本发明钻杆接头俯视示意图；图9为本发明钻具操作流程与动作分解时的第一步动作分解示意图；图10为本发明钻具操作流程与动作分解时的第二步动作分解示意图；图11为本发明钻具操作流程与动作分解时的第三步动作分解时的地表出心动作分解示意图；图12为本发明钻具操作流程与动作分解时的第三步动作分解时的清理岩屑动作分解示意图；其中，100为快速拆装的单动双管取心钻具、1为取心钻头、2为弹性插接卡簧座、3
为拦卡簧、4为限位环、5为组合式插接半合岩心管、6为下扩孔器、7为外管、8为双向弹性插接接头、9为弹性插接安装头、10为钢球座、11为单动连接套、12为单动接头、13为心轴、14为轴承保护滑套、15为垫片、16为悬挂垫片、17为滑动手柄、18为上扩孔器、19为隔水套、20为钻杆接头、21为第一弹簧、22为第二弹簧、23为第三弹簧、24为第四弹簧、25为第五弹簧、26为钢球、27为推力轴承、28为圆柱销、29为o型圈、30为岩心、31为岩屑。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明的目的是提供一种快速拆装的单动双管取心钻具，以解决上述现有技术存在的问题，简化操作流程，降低辅助时间，提高钻具的使用效率，进而提升钻探效率、降低施工成本。
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
20.参考附图1所示，本发明提供一种快速拆装的单动双管取心钻具100，包括外管7总成和内管总成；外管7总成包括依次螺纹连接的取心钻头1、下扩孔器6、外管7、上扩孔器18和钻杆接头20，钻杆接头20上部侧方设有便于岩屑进入的开口；内管总成包括依次连接的断心机构、岩心管快速插接机构、单向阀机构、单动机构和岩屑收集机构，岩屑收集机构包括上部侧方开口的钻杆接头20，钻杆接头20结构如图6、图7和图8所示。通过外管7和上扩孔器18的螺纹连接与尺寸配合，实现内管总成的轴向限位与内管总成上部的径向限位，内管总成下部的径向限位由取心钻头1和弹性插接卡簧座2配合实现。外管7总成通过下扩孔器6和上扩孔器18，实现钻进过程中稳定整套钻具的目的，上下扩孔器6组合使用，可有效避免因钻头磨损而出现的钻孔内径减小，保证钻孔质量。
21.进一步优选的，如图2所示，岩心管快速插接机构包括至少两个通过双向弹性插接接头8串行连接的组合式插接半合岩心管5；组合式插接半合岩心管5外壁上对称开设有两个环形结构的卡槽；组合式插接半合岩心管5组一端卡接于断心机构的弹性插接卡簧座2内，另一端卡接于弹性插接安装头9内，弹性插接安装头9远离组合式插接半合岩心管5组的一端固定卡接有单向阀机构；双向弹性插接接头8两端对称设置有多个卡爪，弹性插接卡簧座2与组合式插接半合岩心管5组连接的一端设置有多个卡爪，弹性插接安装头9与组合式插接半合岩心管5组连接的一端设置有多个卡爪；卡爪内侧设有与卡槽固定卡接的凸起，卡爪外侧末端设有限位部；弹性插接卡簧座2上套设有第一弹簧21，双向弹性插接接头8上套设有第二弹簧22，弹性插接安装头9上套设有第三弹簧23；第一弹簧21一端与弹性插接卡簧座2上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于弹性插接卡簧座2上的限位环4抵接；第二弹簧22两端分别与套设于双向弹性插接接头8上的两个限位环4抵接；第三弹簧23一端与弹性插接安装头9上的弹簧定位部抵接，另一端与套设于弹性插接安装头9上的限位环4抵接；套设于弹性插接卡簧座2上的限位环4一端与弹性插接卡簧座2的卡爪外侧末端的限位部抵接；套设于双向弹性插接接头8上的两个限位环4一端分别与双向弹性插接接头8上的两个卡爪外
侧末端的限位部抵接；套设于弹性插接安装头9上的限位环一端与弹性插接安装头9上的卡爪外侧末端的限位部抵接。组合式插接半合岩心管5与弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接接头采用了快速插接连接方式，在弹簧弹力的作用下，推动限位环4实现弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接接头的各弹性卡爪的限位，反向推动限位环4，可快速解除限位，完成组合式插接半合岩心管5的快速拆装。
22.具体的，弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接安装头9材料为65mn，经过合理的热处理，加工好外形后，线切割割缝，实现各卡爪的内外张开及回弹。装配时，施加径向压力，使卡爪向内收缩，将弹簧及限位环4按图1顺序安装即可，弹簧预压缩安装。施加推力推动限位环4压缩弹簧，解除上述3个零件各卡爪的限位，将插接式半合岩心管两端插入，释放限位环4，在弹簧弹力的作用，推动限位环4复位，完成各卡爪的限位，简单的操作实现组合式插接半合岩心管5的快速拆装。
23.组合式插接半合岩心管5采用线切割工艺分成两部分，组合式插接半合岩心管5端部未进行线切割，安装时，对两部分组合后的组合式插接半合岩心管5实现良好的导向作用，进而实现快速安装。组合后的组合式插接半合岩心管5两端分别连接弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接安装头9，弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接安装头9的内径实现组合式插接半合岩心管5的径向限位，弹性插接卡簧座2、双向弹性插接接头8和弹性插接安装头9的卡爪与组合式插接半合岩心管5两端卡槽配合，实现零件间的轴向限位。
24.拆卸过程如下：一只手向左滑动弹性插接卡簧座2上的限位环4，解除弹性插接卡簧座2各卡爪限位，另一只手握住弹性插接卡簧座2下部，保持双手相对位置不变，向左滑动弹性插接卡簧座2，卡爪向外张开，逐渐与组合式插接半合岩心管5卡槽脱离；继续向左滑动，直至弹性插接卡簧座2与组合式插接半合岩心管5脱离，同样原理，一只手向右滑动双向弹性插接接头8上左侧限位环4，解除卡爪限位，另一只手向左拔出组合式插接半合岩心管5，将组合式插接半合岩心管5沿轴向线切割平面水平放置，将小块部分向上提起，实现组合式插接半合岩心管5两部分的快速分离；相同原理实现另一组组合式插接半合岩心管5两部分的快速拆卸与分离。
25.如图3所示，断心机构包括拦卡簧3和弹性插接卡簧座2；拦卡簧3包括内部设有防滑槽的弹性环状开口钢圈，弹性环状开口钢圈内部开槽处上端均匀铆接有多个拦簧片，拦簧片下部与弹性环状开口钢圈内部开槽处固定铆接，拦簧片上部为平滑的向内弯折结构；拦卡簧3可拆卸地设置于弹性插接卡簧座2内。断心机构由弹性插接卡簧座2与拦卡簧3配合取心钻头1完成断心操作。拦卡簧3下部钢圈为65mn弹性材料，开口处理，上部拦簧片为弹性材质，起到阻挡块状岩心脱落的目的。
26.岩心30完整时，拦卡簧3下部弹性环状开口钢圈发挥主要作用，钢圈内部设计有防滑槽，可增大摩擦力，有效抱紧岩心30，此时拦卡簧相对于岩心30静止；上提钻杆、钻具，弹簧受力压缩释放空间，取心钻头1上移，钻头内台阶接触弹性插接卡簧座2底部，带动拦卡簧向内收缩，抱紧并拉断岩心，断心拉力由钻机提供，拉力经钻杆、外管7总成、取心钻头1、弹性插接卡簧座2、拦卡簧传递至岩心30，弹性插接卡簧座2下部倒角锥度与钻头内台阶锥度保持一致，提高弹性插接卡簧座2在断心时的受力性能。提钻时，拦卡簧下部弹性环状开口钢圈一直处于抱紧岩心状态，有效防止岩心30脱落。
27.岩心30松散、破碎时，拦卡簧上部的拦簧片发挥主要作用，松散、破碎地层岩心穿过拉簧片后，拦簧片闭合将松散、破碎岩心托住，防止提钻时岩心脱落。
28.如图4所示，单向阀机构包括钢球座10、单动接头12和钢球26；单动接头12的开口端固定螺纹连接于弹性插接安装头9远离组合式插接半合岩心管5组的一端，钢球座10固定螺纹连接于单动接头12开口端内，钢球26活动设置于钢球座10位于单动接头12内的一端，钢球座10内开设有流通通道；单动接头12位于弹性插接安装头9外部的一端侧壁上开设有两个与流通通道连通的通孔，钢球26能够阻挡流通通道与通孔的流通；钢球座10远离钢球26的一端固定连接有单动连接套11，单动连接套11内螺纹连接有单动机构。单向阀机构作用主要包括以下三个方面，一是下放钻具过程中，钢球26受冲洗液推力向上移动，单向阀打开，冲洗液可通过组合式插接半合岩心管5内部经单向阀和单动连接套11通孔，进入内管总成与外观总成之间的环状间隙，向上运动至钻杆内部，减轻钻具下放的阻力。二是取心钻进过程中，岩心逐渐进入组合式插接半合岩心管5内部，组合式插接半合岩心管5上部积存的冲洗液向上推动钢球26，冲洗液通过单动连接套11通孔向上排出，降低岩心入管阻力。三是上提钻具过程中，单向阀机构处于闭合状态，防止冲洗液进入组合式插接半合岩心管5内部，冲刷、冲散、冲掉钻获的岩心，保证岩心采取质量。
29.如图5所示，单动机构包括与钢球座10固定连接的单动连接套11，单动连接套11固定密封卡接有单动接头12，单动接头12内活动穿设有心轴13，心轴13两端分别安装有推力轴承27，推力轴承27包括下推力轴承和上推力轴承；下推力轴承位于单动连接套11内，下推力轴承一端与单动接头12底部抵接，另一端通过第四弹簧24与心轴13末端连接；上推力轴承一端与单动接头12顶部抵接，另一端通过迷宫密封结构与心轴13顶部的限位块抵接；迷宫密封结构的轴承保护滑套14能够沿心轴13的轴向往复移动。单动接头12外壁上环设有第一凸缘；迷宫密封结构包括一端开口，另一端与限位块抵接的悬挂垫片16；轴承保护滑套14一端滑动设置于第一凸缘上，另一端能够插设于悬挂垫片16的开口端内；单动接头12外壁上环设有第二凸缘，第二凸缘一端与单动连接套11的开口端抵接。轴承保护滑套14内壁上固定设置有环形结构的内台阶，内台阶与单动接头12外壁之间通过o型圈密封接触连接；上推力轴承靠近单动接头12的一端能够与内台阶上部抵接，上推力轴承另一端通过套设于心轴13上的垫片15与悬挂垫片16开口端的内底壁固定连接；轴承保护滑套14另一端插设于悬挂垫片16的开口端内的部分位于悬挂垫片16内壁与垫片15外壁之间；单动接头12上套设有第五弹簧25，第五弹簧25一端与第一凸缘抵接，另一端与内台阶抵接；悬挂垫片16两侧卡接于外管7内壁上的限位台阶上，限位台阶位于外管7和上扩孔器18连接位置处；心轴13远离单动连接套11的一端通过圆柱销28连接有滑动手柄17。轴承保护滑套14与单动接头12、垫片15、悬挂垫片16、上部推力轴承之间采用小间隙配合。轴承保护滑套14可在单动接头12上滑动，在弹簧弹力作用下，实现对上部推力轴承的迷宫式密封。下部推力轴承由单动连接套11进行全封闭保护。
30.单动的实现主要依赖于推力轴承，其主要作用是在取心钻进过程中，实现与单动接头12相连接的单动连接套11、钢球座10、弹性插接安装头9、插接式半合岩心管、双向弹性插接接头8、限位环4、弹性插接卡簧座2、拦卡簧等零件，相对于岩心保持相对静止，进而减轻拦卡簧、插接式半合岩心管对入管岩心的磨损，提高岩心采取质量，而悬挂垫片16、垫片、心轴13、弹簧、螺母、弹簧垫圈、平垫圈随外管7总成一同回转。单动机构的辅助作用是在执
行断心操作时，弹簧受力压缩，释放空间，实现弹性插接卡簧座2与取心钻头1之间断心拉力的有效传递。
31.易堵心地层钻进时，岩心极易与组合式插接半合岩心管5之间发生卡死，继续钻进会使组合式插接半合岩心管5受力上移，此压力最终传导至单动机构上部推力轴承；同时，冲洗液中含有的固相颗粒进入轴承后，也会降低轴承的使用寿命，所以上部推力轴承是最容易破损的，是检查的核心，而下部推力轴承受力较小，保护的较好，通常使用寿命较高，无需过多检查。
32.为实现单动机构上部推力轴承的有效保护与快速检查，本次对单动机构增设了轴承保护滑套14，在弹簧弹力作用下限定其与上部推力轴承之间的相对位置，轴承保护滑套14与单动接头12、垫片、悬挂垫片16、上部推力轴承之间采用小间隙配合，不影响单动机构的单动性能，实现了上部推力轴承的迷宫式密封。主要作用包括以下方面，一是防止冲洗液进入上部推力轴承，加剧轴承的磨损；二是便于上部推力轴承的快速检查；三是便于轴承润滑脂的加注与更换，同时有效防止润滑脂外泄。轴承保护滑套14外侧设计有环状凹槽，手握环状凹槽，向下滑动轴承保护滑套14，弹簧进一步压缩，上部推力轴承可以快速地裸漏出来，便于轴承的直观检查与轴承润滑脂的添加，操作完毕后，轴承保护滑套14在弹簧弹力的作用下自动复位，保持迷宫式密封状态。
33.岩屑收集机构包括上扩孔器18、钻杆接头20和内部中空且两端开口的隔水套19，隔水套19位于心轴13上方，隔水套19一端外壁与上扩孔器18内壁通过o型圈29密封接触连接，隔水套19另一端外壁通过o型圈29与钻杆接头20内壁密封接触连接；隔水套19与上扩孔器18和钻杆接头20之间采用o型圈29密封，隔水套19内通道为冲洗液流动通道，零件间形成的内部空间用于收集、存储岩屑31。取心钻进时，冲洗液经钻杆内部、钻杆接头20、隔水套19内通道、悬挂垫片16，流入组合式插接半合岩心管5与外管7之间的环状间隙，经钻头底部，上返至外管7与孔壁之间的环状间隙，最终流至地面。钻杆接头20上部设计有4个开口，便于大颗粒岩屑在钻具回转作用下顺利进入岩屑收集机构。隔水套19两端通过o型圈29实现密封，保证冲洗液经隔水套19内部通孔顺利流动至钻头底部，同时，隔水套19起到承托岩屑31的作用。清理岩屑31时，利用现场螺丝刀等工具，插入隔水套19下部裸漏出的通孔内，将隔水套19向下抽出，岩屑31清理便捷，并且岩屑31不会污染上扩孔器18裸露的外螺纹，节省了螺纹清理所需的辅助时间。
34.本发明以提高钻具操作效率为核心，具有以下显著有点：钻具内管总成采用了一体式抽出的快速拆装结构设计，提高了地表出心、钻具严查等操作流程的效率；组合式插接半合岩心管5的快速插接与锁死结构设计，使地表出心操作更便捷，零件的拆装更高效，使用可靠性高；单动机构的优化设计，实现了单动机构上部易损推力轴承的有效保护，能够快速完成轴承检查与润滑脂的添加；岩屑收集机构采用插入式设计，岩屑清理操作简单、便捷。
35.本发明快速拆装的单动双管取心钻具的操作流程和动作分解如下：钻杆接头20端部依次连接钻杆、钻机动力头，通过钻机动力头施加轴向钻进压力及回转扭矩。回次钻进结束后（回次钻进结束包括插接式半合岩心管满管、堵心导致无法继续钻进、其他因素导致的停钻等情况），将钻杆、钻具从钻孔内上提至地表，完成钻获岩心的地表出心与存放。执行地表出心操作时，只需拧卸外管7与上扩孔器18之间的连接螺纹，即
可完成地表出心、岩屑收集机构内部的岩屑清理、单动机构检查等系列工作。螺纹拆卸数量少，使用的辅助时间少，效率高。以单动双管取心钻具刚提至地表为起始，将钻具操作步骤详述如下：第一步：如图9所示，取心钻具通过提引接头（现场辅助工具）提至地表后，拧卸外管7与上扩孔器18之间的连接螺纹，将钻具拆分成上、下两部分。钻具上半部分包括钻杆接头20、上扩孔器18和隔水套19，钻具其余零件为拆卸的下半部分。上半部分处于悬挂状态（提引接头上部连接提引器、钢丝绳等），隔水套19与钻杆接头20、上扩孔器18之间通过o型圈29实现紧配合状态下的静密封，所以隔水套19不会脱落。
36.第二步：如图10所示，将拆卸的下半部分钻具水平放置，现场采用螺丝刀等工具，插入滑动手柄17端部裸漏出的通孔中，向外拖动滑动手柄17，释放足够的手持空间，将内管总成（除隔水套19）整体抽出，水平放置。
37.第三步：本步骤包括地表出心、清理岩屑和检查单动机构性能等内容，各项操作同时进行。
38.（1）地表出心如图11所示，地表出心动作分解，以拖出的内管总成（除隔水套19）为基础，一只手向左滑动弹性插接卡簧座2上的限位环4，解除弹性插接卡簧座2各卡爪限位，另一只手握住弹性插接卡簧座2下部，保持双手相对位置不变，向左滑动弹性插接卡簧座2，卡爪向外张开，逐渐与组合式插接半合岩心管5卡槽脱离，将除弹性插接卡簧座2的内管总成与地面保持一定角度，轻轻振击，岩心从管内滑出，完成地表出心。
39.若振击作用下岩心无法顺利滑出，表明岩心与组合式插接半合岩心管5内壁发生卡死，此时，一只手向右滑动双向弹性插接接头8上左侧限位环4，解除卡爪限位，另一只手向左拔出组合式插接半合岩心管5，将组合式插接半合岩心管5沿轴向线切割平面水平放置（小块部分朝上），将小块部分向上提起，实现组合式插接半合岩心管5两部分的快速分离，完成地表出心。相同原理实现另一组组合式插接半合岩心管5两部分的快速拆卸与分离，完成地表出心。
40.（2）清理岩屑如图12所示，清理岩屑操作动作分解，现场采用螺丝刀等工具，插入隔水套19裸露出的通孔中，将隔水套19从上扩孔器18中向下拖出，清理收集到的大颗粒岩屑，并检查o型圈29磨损情况，及时更换。
41.（3）单动机构性能检查单动机构检查主要以上部推力轴承的检查为主，手握轴承保护滑套14外侧环状凹槽，向下滑动轴承保护滑套14，弹簧受力压缩，上部推力轴承完整裸露，快速检查推力轴承的磨损情况及单动机构回转性能，添加轴承润滑脂。操作完毕后，轴承保护滑套14在弹簧弹力的作用下复位。
42.第四步：零件复位将各零件按照拆卸顺序反向快速复位，将内管总成（除隔水套19）送入拆卸的外管7内部，上紧外管7与上扩孔器18之间的连接螺纹，完成取心钻具组装后，将取心钻具与钻杆连接，下放至孔底，开始下一回次取心钻进。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。