双套管取芯钻具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及取土工具技术领域，具体指一种双套管取芯钻具。
【背景技术】
[0002]工程地质、水文地质钻探及矿山钻探取芯等，现行的方法是使用岩芯管取芯，在地面截取土样，用铁皮蜡封装样。土样送至土工试验室后，开封取大、小环刀，用大环刀求土样的天然密度、压缩系数和压缩模量，用小环刀求土样的内摩擦角和粘聚力。但是，以上方法在操作过程中对土样产生了扰动，改变了原位土的物理和力学性状，导致结果测试不够准确。
[0003]岩芯采取率是指钻探取出的完整岩石加破碎岩石总长度与回次进尺比值，是反映钻探质量的指标，岩芯采取率与地层岩性破碎程度、钻探工具、技术和质量控制有关。取芯过程中，采用不同的取芯钻具会有不同的岩芯采取率，这是因为取芯钻具对地层的适应性不同。在破碎地层、碎石土或煤层钻进中多采用双管钻进干钻以提高岩芯采取率，然而，现有技术中的双管钻进对钻探技术要求高且双管钻具笨重、加工成本高、易糊钻、憋泵、钻头易损坏。
[0004]授权公告号为CN202380453U的中国实用新型专利《内置环取土器》(申请号:201120519368.0)披露了一种结构，其包括钻杆接头，该钻杆接头连接废土管，废土管连接半合取样管，半合取样管内设嵌环内槽，嵌环内槽内设嵌环，采用这样的取土器，取土过程中可直接取出环刀土样，避免了对土样的扰动，提高了试样的准确率。但是，由于嵌环内槽与取样管之间间隙极小且不可调，所以对钻探工艺要求较高，钻探过程中泵量钻速稍有不适就容易发生大颗粒岩肩把钻头堵塞现象，甚至造成烧钻、憋泵事故，导致岩芯采取率较低。
[0005]因此，对于目前的取芯钻具，有待于做进一步的改进。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种岩芯采取率高、对原状土扰动小的的双套管取芯钻具。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种双套管取芯钻具，其特征在于包括:
[0008]分水接头，具有自下而上布置的单向通道，该单向通道的上端设置有一球体，该球体与单向通道构成一单向阀，所述分水接头的侧壁上开有供分水接头中的流体流出的出水通道；
[0009]废土管，上端与前述分水接头的下端相连接；
[0010]外管，上端与前述废土管的下端相连接；
[0011]钻头，设置于前述外管的下端，且该钻头的上部连接于前述外管下端的内侧；以及
[0012]内管，设置于前述外管内且下端与钻头的上端相抵，该内管与前述外管之间形成有一间隙。
[0013]当泥浆或泥浆水进入分水接头后，由于单向阀将单向通道的上端口封住，因此泥浆或泥浆水只能从分水接头侧壁上的出水通道流出，而无法进入废土管及内管中，避免了对土样的直接冲刷，减小了对土样的扰动，保证了土样的原状结构。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述外管与内管的间隙内设置有一金属卡环，该金属卡环的内、外侧分别与内管的外壁及外管的内壁相抵。采用这样的结构，既能对内管进行固定，避免其在外管内随意移动，又不会影响外管与内管之间间隙的存在。
[0015]所述的钻头拆卸式连接于外管下端，优选为螺纹连接。
[0016]在上述各方案中，所述废土管的下端与外管的上端焊接为一体或为一体件，作为优选，废土管的下端与外管的上端为一体件。
[0017]优选地，所述的内管为半合管且采用PVC材料制成。半合管取出后直接对半打开取样可以避免对土样的扰动，增加准确率，而采用PVC材料制备不仅可以降低内管的成本，也可以使钻具整体质量较轻，便于操作，有利于增加钻进效率。
[0018]为了便于取出内管，所述内管的上端与废土管的下端相抵或位于废土管下端的下方。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:本实用新型的结构更为简单、合理，且操作方便、成本低，对钻探工艺要求低，提高了钻具的取芯效率及岩芯采取率；内管采用分离式半合管，取样方便，减少了对土样的扰动；而钻头的底部设置为内出刃切削刃，可根据不同地层调整出刃长度以获得不同直径岩芯，这样的结构大大降低了提钻时岩芯脱落事故的发生率，提高了岩芯采取率。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0021]图2为沿图1中A-A方向的剖视图；
[0022]图3为图1的仰视图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0024]如图1所示，本实施例的双套管取芯钻具包括分水接头1、废土管2、外管3、内管4、钻头5、金属卡环6及球体7。分水接头I具有自下而上布置的单向通道10，分水接头I的侧壁上开有供分水接头I中的流体流出的出水通道13，球体7设于分水接头I的单向通道10上端并与单向通道10 —起构成一单向阀，当泥浆或泥浆水进入分水接头I内后，球体7将单向通道10的上端口封住，泥浆或泥浆水只能从分水接头I侧壁上的出水通道13流出，而无法进入废土管2及内管4中，从而避免了对土样的直接冲刷，确保了土样分析的准确率。
[0025]如图1所示，废土管2的上端与分水接头I的下端相连接，外管3的上端与废土管2的下端相连接，在本实施例中，外管3的上端与废土管2的下端为一体件，以便于制造。钻头5设置于外管3的下端，且该钻头5的上部连接于外管3下端的内侧，使得该钻具使用时为外管内出刃，如图3所示，外管底端内侧的钻头5设有切削刃51，可根据不同地层调整出刃长度以获得不同直径岩芯，这样的结构大大降低了提钻时岩芯脱落事故的发生率，提高了岩芯采取率。
[0026]如图1、2所示，内管4设置于外管I内，内管4的下端与钻头5的上端相抵，内管4的上端位于废土管2下端的下方，内管4与外管3之间形成有一间隙100，金属卡环6设置于该间隙100内，该金属卡环6的内、外侧分别与内管4的外壁及外管3的内壁相抵，这样既能对内管4进行固定，避免其在外管3内随意移动，又不会影响外管3与内管4之间间隙100的存在。本实施例中的内管4为半合管且采用PVC材料制成，半合管取出后直接对半打开取样可以避免对土样的扰动，增加准确率，而采用PVC材料制备不仅可以降低内管4的成本，也可以使钻具整体质量较轻，便于操作，有利于增加钻进效率。
[0027]本实施例的钻具在使用时，钻头5转动钻进，土被切割后进入内管4中，钻进过程中泥浆循环，由于泥浆或泥浆水进入分水接头I后，球体7将单向通道10的上端口封住，因此泥浆或泥浆水只能从分水接头I侧壁上的出水通道13流出，而无法进入废土管2及内管4中，取芯完毕后，将钻头5卸下，即可将内管4自外管3中取出，由于外管3是半合管，将其对半打开即可得到土样。
【主权项】
1.一种双套管取芯钻具，其特征在于包括: 分水接头，具有自下而上布置的单向通道，该单向通道的上端设置有一球体，该球体与单向通道构成一单向阀，所述分水接头的侧壁上开有供分水接头中的流体流出的出水通道; 废土管，上端与前述分水接头的下端相连接； 外管，上端与前述废土管的下端相连接； 钻头，设置于前述外管的下端，且该钻头的上部连接于前述外管下端的内侧；以及内管，设置于前述外管内且下端与钻头的上端相抵，该内管与前述外管之间形成有一间隙。
2.根据权利要求1所述的双套管取芯钻具，其特征在于:所述外管与内管的间隙内设置有一金属卡环，该金属卡环的内、外侧分别与内管的外壁及外管的内壁相抵。
3.根据权利要求2所述的双套管取芯钻具，其特征在于:所述的钻头拆卸式连接于外管下端。
4.根据权利要求1或2或3所述的双套管取芯钻具，其特征在于:所述废土管的下端与外管的上端焊接为一体或为一体件。
5.根据权利要求1或2或3所述的双套管取芯钻具，其特征在于:所述的内管为半合管且采用PVC材料制成。
6.根据权利要求1或2或3所述的双套管取芯钻具，其特征在于:所述内管的上端与废土管的下端相抵或位于废土管下端的下方。
【专利摘要】本实用新型涉及一种双套管取芯钻具，包括分水接头、废土管、外管、钻头及内管，分水接头内形成有单向阀，冲洗液只能自下而上单向流动，分水接头的侧壁上开有供分水接头中的流体流出的出水通道；废土管上端与分水接头下端相连接；外管上端与废土管下端相连接；钻头设于外管下端，且钻头的上部连接于外管下端的内侧；内管设置于外管内且下端与钻头的上端相抵，该内管与外管之间形成有一间隙。本实用新型的结构简单、轻便，操作方便，钻具的外管与内管分离，降低了对原状土样的扰动，提高了钻具的取芯效率及岩芯采取率；钻具使用时为外管内出刃切削刃，可根据地层调整出刃长度，有利于提高岩芯采取率。
【IPC分类】E21B10-43, E21B25-00
【公开号】CN204552659
【申请号】CN201520082420
【发明人】欧阳涛坚, 程顺利, 潘永坚, 任建新, 蔡国成
【申请人】浙江省工程勘察院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月5日