专利名称：鹅卵石取芯钻具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种鹅卵石取芯钻具，特别是一种用于在崩裂地质地层条件下的取芯钻具，属于钻探及成孔领域。
背景技术：
地质勘探主要任务是获取真实的岩心样品，以便评价所勘探的矿产资源储量。很多情况下有用矿产都出现在破碎、软弱、裂隙性岩石中，在此地层条件下，现有取芯钻具勘探钻进，容易使岩芯管中的岩芯脱落，很难满足实际的地质勘探要求。同时在建筑桩基、地源热泵空调成孔、获取地下水打水井等方面，我们都可能遭遇崩裂破碎山体、谷地河床、建筑回填等地质层。现有取芯钻具及打井机具，很难将这种地质状态的碎石、鹅卵石、建筑回填物取出而形成所需的工作深孔。
发明内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种鹅卵石取芯钻具(鹅卵石材质、不稳定具有代表性)。该装置在钻进时，鹅卵石可以顺畅通过钻头、本实用新型钻具，进入长芯管；而每次向上提长芯管时，通过本实用新型钻具的装置动作，挡板自动张开将鹅卵石阻挡于长芯管内，将鹅卵石定位取出。实现本实用新型的技术方案是一种鹅卵石取芯钻具，取芯钻具内套螺纹与取芯钻头螺纹相连接；档板轴穿入档板轴孔后，安装于内套档板楔槽内；外花键内套与内花键外套纵向滑动连接；开环衬圈安装于内套与外套无花键部位；内套环槽安装0形密封圈，0 形密封圈外侧与内花键外套下部孔位密合；外套螺纹与长芯管螺纹连接。所述鹅卵石取芯钻具可以自成一个整体部件，依靠内套螺纹及外套螺纹串接装配于现有取芯钻头与现有长芯管中间。所述内套螺纹按现有规格取芯钻头螺纹标准加工，可以与现有取芯钻头配合。外套螺纹按现有规格长芯管螺纹标准加工，可以与现有长芯管配合，减少重复投资。所述档板为弹性材料制作，为直角杠杆结构，支点孔穿入档板轴，分别安装于内套各档板楔槽中，档板轴两端均固定于档板楔槽横向槽口内。所述档板可以绕轴运动与内套档板楔槽纵向槽口平行贴合，使鹅卵石顺畅通过进入长芯管内。所述档板还可以绕轴在设计角度内旋转，制动鹅卵石顺长芯管下滑，阻挡鹅卵石脱离长芯管。档板在设计角度内转动而不能脱离内套。所述外花键内套与内花键外套纵向滑动连接，通过花键及螺纹结构作用，传递钻杆旋转扭力至钻头，实施对鹅卵石地质切割。钻进时两花键上下端面顶住，传递钻机垂直压力至钻头。同时内花键外套花键下端面压于档板直角面上端，使直角档板垂直面与内套档板楔槽平行贴合，由弹性结构自行调整间隙误差，使鹅卵石进入长芯管内。所述开环衬圈安装于内套与外套无花键部位，装配方式与外套通过固定孔固定连接，与内套滑动连接，固定两花键啮入后轴向不能完全分离。提升长芯管时，与外套固定连接的开环衬圈与内套产生滑动，在设计间隙内，开环衬圈上端面推动直角结构档板水平端下平面，档板绕轴转动，档板垂直端向中心运动，档板下端鹅卵石受档板弹性推挤，提升产生的空间增大，钻头下部形成空间，结合上部鹅卵石的下行重力，档板继续运行，至设计允许角度停止，从而阻挡鹅卵石的继续下行，将其稳定在长芯管内，直至提升上地面。所述内套环槽内安装0形密封圈，0形密封圈外侧与内花键外套下部孔位密合。其一可以防止泥沙进入取芯钻具内部影响机构动作，其二是增加内外套之间摩擦阻力，钻机下行时保持档板垂直端面与内套上档板楔槽贴合。本实用新型的优点是设计合理、结构简单，取芯稳定可靠，生产成本低；可以制作成与现有各种规格的取芯钻头、长芯管配合的独立钻具，减少重复投资；同时可以开发成为大直径取芯钻具，填补崩裂形地质大直径取芯钻具的空白。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的钻进状态剖示图。图2为本实用新型的提升状态剖示图图3为本实用新型的零件形状图图中，1.内套螺纹，2.外花键内套，3.内套环槽，4.开环衬圈，5.固定孔，6.档板轴，7.档板，8.档板楔槽，9.内花键外套，10.外套螺纹。
具体实施方式
如
图1所示钻进状态鹅卵石取芯钻具，钻具内套螺纹1的下部可以接现有取芯钻头，钻具外套螺纹10的上部可以接现有长芯管。档板轴6插入档板7轴孔内，再装入外花键内套2的档板楔槽8内固定。开环衬圈4安装于外花键内套2与内花键外套9之间无花键部位，内套环槽3装入0形密封圈，0形密封圈外侧与内花键外套9下部孔位密合，通过固定孔5将开环衬圈4固定于内花键外套9上，与外花键内套2滑动配合。 在使用鹅卵石取芯钻具钻进时，外花键内套2顶部抵住内花键外套9花键底部，传递由钻机提供的钻进压力。内花键外套9与外花键内套2之间的花键啮合，传递由钻机提供的旋转扭力。内花键外套9花键顶部抵住档板7 —端直角边，压迫档板7绕档板轴6转动至另一直角边贴合于档板楔槽8，0形密封圈张力作用，定位内花键外套9与外花键内套 2的相对位置，鹅卵石取芯钻具整体等同于一段圆管，使鹅卵石顺利进入长芯管内，状态如
图1所示。 在使用鹅卵石取芯钻具取芯时，钻机提供的旋转扭力与钻进压力停止，钻机向上提升，由于取芯钻具及长芯管外径小于钻头外径，取芯钻具及长芯管内径大于钻头内径，泥沙碎屑沉积增大对钻头的摩擦阻力，其阻力克服0形密封圈张力，内花键外套9随同长芯管提升，内花键外套9花键底部与外花键内套2顶部分离，固定于内花键外套9上的开环衬圈 4随同提升，至设计间隙位置，开环衬圈4上面推动档板7 —端直角边下面，档板7绕档板轴 6转动，使另一直角边脱离档板楔槽8向心运动，对档板7下部的鹅卵石产生弹性推力，随提升进行钻头下部产生空间，档板7下的鹅卵石在档板7弹性推力、鹅卵石重力作用下退回地层，档板7下部阻力消失，自重力与上部鹅卵石重力，推动档板7继续绕档板轴6转动至设计位置而被外花键内套2的档板楔槽8阻挡停止，档板7运动停止使鹅卵石下行运动停止，进入长芯管及鹅卵石取芯钻具档板7上部的鹅卵石被定位，随长芯管提升而同时提升， 直至提升至地面，状态如图2所示。 随钻进与提升的循环进行，鹅卵石取芯钻具一次次将鹅卵石提升至地面，完成鹅卵石取芯与成孔的工作。
权利要求1.一种鹅卵石取芯钻具，钻具内套螺纹(1)的下部接取芯钻头，钻具外套螺纹(10)的上部接长芯管，档板轴(6)安装在档板(7)孔内，再装入外花键内套( 上的档板楔槽(8) 内固定，衬圈(4)安装于外花键内套(2)与内花键外套(9)花键厚度空间，内套环槽(3)上的密封圈外侧与内花键外套(9)密合，衬圈(4)固定于内花键外套(9)上，其特征是外花键内套( 上有档板楔槽(8)，档板楔槽(8)可以安装档板轴(6)，可以穿过档板(7)，还可以使档板(7)长边贴合于内，使直角杠杆结构的档板(7)可以绕档板轴(6)转动，而不能脱离外花键内套O)。
2.根据权利要求1所述鹅卵石取芯钻具，其特征是直角杠杆结构的档板(7)短边运动于外花键内套O)与内花键外套(9)的花键厚度空间，直角杠杆结构的档板(7)长边穿过外花键内套O)，运动于档板楔槽⑶内与外花键内套⑵圆中心空间。
3.根据权利要求1所述鹅卵石取芯钻具，其特征是衬圈⑷安装于外花键内套(2)与内花键外套(9)花键厚度空间，与内花键外套(9)固定，与外花键内套(2)滑动，一则用于控制花键运动间隙，使内花键外套(9)与外花键内套(2)不脱离，同时用于推动直角杠杆结构的档板(7)绕档板轴(6)转动。
4.根据权利要求1所述鹅卵石取芯钻具，其特征是内花键外套(9)底平面与外花键内套( 顶平面相抵可以传递钻机钻进压力至钻头，内花键外套(9)花键与外花键内套(2) 花键啮合，可以传递钻机旋转扭力至钻头，内花键外套(9)花键上平面与档板(7)短边上平面抵住，控制档板(7)长边贴合档板楔槽⑶槽内，两平面间隙误差由档板(7)弹性调整。
5.根据权利要求1所述鹅卵石取芯钻具，其特征是内套环槽(3)上的密封圈外侧与内花键外套(9)密合，密封圈摩擦力控制钻具重复提取鹅卵石过程，使下行运动中内花键外套(9)底平面与外花键内套(2)顶平面相抵，保证档板(7)长边贴合档板楔槽⑶槽内， 同时可防止泥沙进入装置内影响机构动作。
6.根据权利要求1所述鹅卵石取芯钻具，其特征是钻具内套螺纹(1)的下部接取芯钻头，钻具外套螺纹(10)的上部接长芯管，使取芯钻具可以制作成为独立部件，提供现有技术的拓展应用。
专利摘要本实用新型公开了一种鹅卵石取芯钻具，档板轴穿入档板孔安装于档板楔槽；外花键内套与内花键外套滑动连接；衬圈安装于内套与外套间；内套环槽内装有密封圈，取芯钻具自成一个部件，依靠内、外套螺纹串接于取芯钻头、长芯管中间。钻进时，内花键外套花键顶部抵住档板一端直角边，档板转动使另一边贴合于档板楔槽，钻具等同如一段圆管，鹅卵石可以进入长芯管。取芯时，钻杆提升，钻具及长芯管外径小于钻头外径，泥沙对钻头阻力增大克服密封圈张力，内花键外套随长芯管提升，花键底部与内套顶部分离，开环衬圈随外套提升推动档板直角边下面，档板转动至设计位置停止，进入长芯管的鹅卵石被定位，直至提升至地面。
文档编号E21B25/00GK202194603SQ201120304618
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者禹畅 申请人:禹畅