专利名称：用于松散破碎地层取芯(样)的双动双管钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于松散破碎等复杂地层取芯(样)的双动双管钻具。
背景技术：
目前使用的双动双管技术是由普通双管接头、内外管、钻头、卡簧座等组成，其钻孔冲洗液是通过普通双管接头、内外管间隙流经钻头至孔底，然后通过外管与孔壁间隙返至地面。
发明内容
为了提高在松散破碎等复杂地层钻进效率，提高岩(矿)芯采取率，采取原状岩样，提高钻探质量，本发明提供一种双动双管钻具。
用于松散破碎地层取芯(样)的双动双管钻具，包括带进、排水孔的双管接头，内、外管和带分水孔的钻头，位于钻头与内管之间的内管调节短节，所述的双管接头带3～4个直径为8～18mm的进水孔，分布角度为90～120°，带3-4个直径为8-18mm的排水孔，分布角度为90-120°，其最佳角度为120°，在内管至钻头的中间位置设置内管调节短节，内管调节短节用于调节内管长度，以适应不同地层的需要；钻头上带分水孔，分水孔位于钻头底部至钻头内壁，分水孔为4-8个直径为4-15mm的直孔或斜孔。
所述的钻头可以是金刚石钻头，也可以是合金钻头。
本发明在正常钻进时，钻孔冲洗液通过水泵，水接头进入钻杆直至双动双管接头的进水孔，然后通过内外管的环状间隙至带分水孔的钻头送至孔底，经孔底进入岩芯内管，经双动双管接头的排水孔至钻杆与孔壁的环状空间再返至地面，这样在双动双管接头以上为正循环钻进，而双动双管接头以下为反循环钻进，由于局部反循环钻进时冲洗液在岩芯内管内是往上走的，具有一定的吸力作用和水力向上推的作用，所以岩(矿)芯能很顺利地进入岩芯内管而且不容易掉出来，甚至还有一定吸入岩(矿)芯的作用，这样提高了采芯率。
本发明通过改变钻具的水路，变正循环为局部反循环，利用岩粉沉积卡取岩芯，在松散破碎等复杂地层中钻进提高了取芯率，其取芯率达到95％以上，而且取出来的岩(矿)芯几乎是原状样；减少了钻头的磨损，提高了钻头寿命，同时也提高了钻进速度。
本发明的双动双管钻具在钻进过程中需要采取岩(矿)芯时，冲洗液将停止送入孔内，岩芯内管中还有一定量的带有岩粉的冲洗液，它们会迅速沉淀至岩芯内管底部和钻头处，由于岩粉沉积，使岩(矿)芯卡得比较牢固，免去了过去投入卡料的程序，而且其卡芯效果会更好，这样有利于提高岩(矿)芯的采取率。
本发明双动双管钻具，其岩芯内管中的冲洗液是向上走的，往下走的冲洗液是经过内外管通道至孔底，这样一是减少了冲洗液直接冲刷岩(矿)芯的作用，二是由于岩芯内管中冲洗液往上走，岩(矿)芯也是往上，冲洗液会产生向上的推力和吸力，既帮助岩(矿)芯顺利进入岩芯内管，又减少对岩(矿)芯冲刷损耗和顺序颠倒混乱，这样既提高了采取率，又保证了岩(矿)芯的质量，甚至在复杂地层可以采取原状样。
图1本发明结构示意图；其中1.双管接头；2.进水孔；3.外管；4.钢珠；5.堵头；6.内管；7.内管调节短节；8.钻头；9.排水孔； 图2双管接头截面示意图； 图3双管接头A-A剖面图； 图4钻头结构示意图； 图5钻头横截面图； 图6调节短节结构示意图。
具体实施例方式 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为φ91mm的双动双管钻具的结构示意图，它是由带进水孔2和排水孔9的双头双管接头、内管6、外管3、带分水孔的钻头8和调节短节7组成。其双动双管接带3个直径为10mm的进水孔，分布角度为120度，带3个直径为10mm的排水孔，分布角度为120度，见附图4。带分水孔的钻头为在钻头底部至钻头内壁钻6个直径为8mm的斜孔，见附图6。
本发明用于某钨矿，该矿山地层复杂，岩层破碎，特别是在矿带，过去采用普通双动双管钻具很难采取岩(矿)芯，经常采取率不足50％，给打矿工作带来非常不准确的信息，采用本发明的双动双管钻具，不管在岩层还是在矿层，其采取率均在95％以上，大多数回次其采取率为100％，而且岩(矿)芯基本上是原状样，这样为地层找矿提供了准确可靠的信息。
通过应用，由于钻孔冲洗液是从钻头壁中间通过，使钻头冷却效果好，同时孔底几乎不残留岩粉，这样减少了钻头的磨损，其钻头寿命一般可提高30％左右，其钻进效率也可以提高30％以上，取得了很好的社会与经济效益。
权利要求
1.用于松散破碎地层取芯(样)的双动双管钻具，包括双管接头，内、外管和钻头，其特征在于位于钻头与内管之间设置有内管调节短节，所述的双管接头带进水孔和排水孔，钻头上带分水孔。
2.根据权利要求1所述的双动双管钻具，其特征在于所述的进水孔为3～4个，直径为8～18mm，分布角度为90～120°；所述的排水孔为3-4个，直径为8-18mm，分布角度为90-120°。
3.根据权利要求1所述的双动双管钻具，其特征在于所述的分水孔位于钻头底部至钻头内壁，分水孔为4-8个直径为4-15mm的直孔或斜孔。
4.根据权利要求1所述的双动双管钻具，其特征在于所述的钻头为金刚石钻头或合金钻头。
全文摘要
用于松散破碎地层取芯(样)的双动双管钻具。该钻具包括带进、排水孔的双管接头，内、外管和带分水孔的钻头，位于钻头与内管之间的内管调节短节。本发明通过改变钻具的水路，变正循环为局部反循环，利用岩粉沉积卡取岩芯，在松散破碎等复杂地层中钻进提高了取芯率，其取芯率达到95％以上，而且取出来的岩(矿)芯几乎是原状样；减少了钻头的磨损，提高了钻头寿命，同时也提高了钻进速度。
文档编号E21B10/00GK101302923SQ200810031599
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者唐仁元, 彭振斌, 轶 唐, 左文贵, 彭文祥, 秦军生, 陈家粮 申请人:中南大学, 核工业柳州工程勘察院