一种水动力取芯钻具的制作方法

1.本实用新型涉及矿用机械设备技术领域，具体涉及一种水动力取芯钻具。


背景技术：

2.矿物取样是指按照一定的规格或要求，从矿体和围岩以及矿山中，采集一定数量的样品，通过加工、分析、测试和评价，研究矿物的质量，矿床开采技术条件等，为评价和计算矿床储量，解决矿床地质、开采、地质等方面的问题提供数据依据。在样本取样过程中，一定要注意样品的代表性、全面性和系统性。矿样的完整性对后期样本的分析、试验和鉴定影响重大，因此，在进行矿层取样时，需要保证矿样的完整性。
3.在中国发明专利申请号：cn202210170691.4中公开了一种取芯钻具密封装置，包括：球阀机构，包括阀座、阀芯和滑套；触发机构，包括按压结构、蓄能弹簧和滑块，所述按压结构设于所述取样筒远离钻头一端，按压结构与所述蓄能弹簧连接，蓄能弹簧一端与所述滑块连接，所述滑块设于所述钻筒内，滑块与所述阀芯连接。该一种取芯钻具密封装置，在进行矿层取样时，当矿样完全进入取样筒，利用触发机构的蓄能弹簧的弹力驱动触发机构动作，来截取矿样。
4.上述装置的球阀机构，其滑套与阀座之间没有密封，只能利用蓄能弹簧驱动，因此球阀机构的阀芯能够提供的截断力有限，当矿样的硬度过高时，该球阀机构的阀芯难以将矿样完整截断，从而容易出现由于扭力不足导致阀芯被矿样卡死的问题，可靠性不高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种水动力取芯钻具，滑套与阀座之间密封滑动连接，能够利用高压水流驱动，因此球阀机构的阀芯能够提供的截断力有限，球阀阀芯具有足够的扭力，即使所采矿样的硬度较高时，也能完整的将矿样截取。
6.本实用新型提供了一种水动力取芯钻具，包括钻头、钻筒、连接管、取样筒和钻柄，还包括：
7.流量控制阀，设于所述钻筒内，所述流量控制阀连通有供水装置，流量控制阀与所述连接管的管孔连通，所述流量控制阀用于在供水装置的水压超过预定水压时，控制供水装置与连接管管孔连通；
8.球阀，包括球阀阀座、球阀阀芯和滑套，所述球阀阀座设于所述连接管内且与所述钻头连接，球阀阀座设有第一通孔，第一通孔一端与钻头的取样孔连通，第一通孔的另一端与取样筒的内腔连通，球阀阀芯设于所述第一通孔内，所述滑套与连接管管孔内壁密封滑动连接，滑套内壁与球阀阀座外壁密封滑动连接，滑套与球阀阀芯连接，滑套用于驱动球阀阀芯转动。
9.较佳的，还包括分液阀，所述分液阀设有第二通孔和第三通孔，所述第二通孔一端与所述流量控制阀连通，第二通孔另一端连通于所述连接管与钻筒之间的间隙，所述第三
通孔一端与流量控制阀连通，第三通孔的另一端与连接管管孔连通。
10.较佳的，所述球阀阀芯连接有球阀转轴，所述球阀转轴连接有不完全齿轮，滑套侧壁设有沿其轴向的齿条，所述齿条与所述不完全齿轮齿接。
11.较佳的，所述球阀转轴与所述不完全齿轮可拆卸连接。
12.较佳的，所述球阀阀芯与所述第一通孔内壁之间设有密封垫，所述球阀阀芯与密封垫密封滑动连接。
13.较佳的，所述滑套外壁与连接管管孔内壁之间还设有第一密封格莱圈。
14.较佳的，所述滑套内壁与球阀阀座外壁之间还设有第二密封格莱圈。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种水动力取芯钻具，滑套与阀座之间密封滑动连接，能够利用高压水流驱动，因此球阀机构的阀芯能够提供的截断力有限，球阀阀芯具有足够的扭力，即使所采矿样的硬度较高时，也能完整的将矿样截取。
16.通过设置分液阀，能够将高压水流和低压水流进行分流，从而既能实现对钻筒进行冷却降温，还能实现驱动动球阀阀芯转动截取矿样。利用齿条和不完全齿轮传动，能够提升最大传动力矩，从而提升球阀阀芯的转动力矩，从而进一步防止球阀阀芯被矿样卡死。通过将球阀转轴与不完全齿轮设置为可拆卸连接，能够方便整个球阀的安装与拆卸，从而方便球阀的维护。通过设置密封垫，能够提升整个球阀的密封性，从而防止取样筒内的气体和液体泄漏，从而保证矿样的完整性。通过设置第一密封格莱圈，能够防止高压水流从滑套外壁与连接管管孔内壁之间泄漏，从而防止泄漏的水流造成矿样污染。通过设置第二密封格莱圈，能够防止高压水流从滑套内壁与球阀阀座外壁之间泄漏，从而进一步防止泄漏的水流造成矿样污染。
附图说明
17.图1为本实用新型的主剖结构示意图；
18.图2为本实用新型的左剖结构示意图；
19.图3为本实用新型流量控制阀的结构示意图；
20.图4为本实用新型球阀的内部结构示意图；
21.图5为本实用新型球阀的外部结构示意图。
22.附图标记说明：
23.101.钻头，102.钻筒，103.取样筒，104.钻柄，105.流量控制阀，106.连接管，201.球阀阀座，202.球阀阀芯，203.滑套，204.第一通孔，205.取样孔，206.球阀转轴，207.不完全齿轮，208.齿条，209.间隙，301.分液阀，302.第二通孔，303.第三通孔，4.密封垫，5.第一密封格莱圈，6.第二密封格莱圈。
具体实施方式
24.下面结合附图1-5，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.实施例1：
26.如图1、3-5所示，本实用新型提供的一种水动力取芯钻具，包括钻头101、钻筒102、连接管106、取样筒103和钻柄104，还包括：流量控制阀105和球阀，流量控制阀105设于所述钻筒102内，所述流量控制阀105连通有供水装置，流量控制阀105与所述连接管106的管孔连通，所述流量控制阀105用于在供水装置的水压超过预定水压时，控制供水装置与连接管106管孔连通；球阀包括球阀阀座201、球阀阀芯202和滑套203，所述球阀阀座201设于所述连接管106内且与所述钻头101连接，球阀阀座201设有第一通孔204，第一通孔204一端与钻头101的取样孔205连通，第一通孔204的另一端与取样筒103的内腔连通，球阀阀芯202设于所述第一通孔204内，所述滑套203与连接管106管孔内壁密封滑动连接，滑套203内壁与球阀阀座201外壁密封滑动连接，滑套与球阀阀芯202连接，滑套用于驱动球阀阀芯202转动。
27.现简述实施例1的工作原理：
28.连接管106设于所述钻筒102内，所述连接管106与所述钻柄104连接，连接管106与钻筒102之间设有间隙209，所述阀座105设于所述连接管106内。所述钻柄104设有进水口106，所述进水口106一端连通有供水装置，所述进水口106另一端与所述流量控制阀105连通。初始时，球阀为打开状态，通过驱动整个钻具钻动，钻头101进行钻进，矿样从钻头101的取样孔205通过球阀进入取样筒103。当矿样全部进入取样筒103内时，供水装置提供高压水流，高压水流通过进水口106进入流量控制阀105，当供水装置的水压超过预定水压时，控制供水装置与连接管106管孔连通，高压水流进入连接管106管孔，高压水流驱动滑套203沿连接管106管孔的轴向滑动，从而驱动球阀阀芯202转动。增加高压水流的水压，能够向球阀阀芯202施加较大的动力，使得球阀阀芯202具有较高的扭力，从而增强球阀对矿样的截断力。能将第一通孔204内较硬的矿样截断，进而防止球阀被其内部的矿样卡死。
29.本实用新型的一种水动力取芯钻具，滑套与阀座之间密封滑动连接，能够利用高压水流驱动，因此球阀机构的阀芯能够提供的截断力有限，球阀阀芯具有足够的扭力，即使所采矿样的硬度较高时，也能完整的将矿样截取。
30.实施例2：
31.在实施例1的基础上，为了既能实现对钻筒102进行冷却降温，还能实现驱动动球阀阀芯202转动截取矿样。
32.如图1和4所示，其中，还包括分液阀301，所述分液阀301设有第二通孔302和第三通孔303，所述第二通孔302一端与所述流量控制阀105连通，第二通孔302另一端连通于所述连接管106与钻筒102之间的间隙209，所述第三通孔303一端与流量控制阀105连通，第三通孔303的另一端与连接管106管孔连通。
33.当供水装置提供低压水流时，当流量控制阀105导通时，一部分高压水流通过第二通孔302后进入连接管106与钻筒102之间的间隙209内，对钻筒102进行冷却。一部分高压水流通过第三通孔303进入到连接管106管孔内，从而驱动滑套203滑动，从而驱动动球阀阀芯202转动，对矿样进行截取。通过设置分液阀301，能够将高压水流和低压水流进行分流，从而既能实现对钻筒102进行冷却降温，还能实现驱动动球阀阀芯202转动截取矿样。
34.作为一种优选方案，如图1-4所示，其中，所述球阀阀芯202连接有球阀转轴206，所述球阀转轴206连接有不完全齿轮207，滑套203侧壁设有沿其轴向的齿条208，所述齿条208与所述不完全齿轮207齿接。当滑套203滑动时，滑套203驱动齿条208运动，从而驱动不完全
齿轮207运动，从而驱动球阀转轴206转动，从而驱动球阀阀芯202转动对矿样进行截取，利用齿条208和不完全齿轮207传动，能够提升最大传动力矩，从而提升球阀阀芯202的转动力矩，从而进一步防止球阀阀芯202被矿样卡死。
35.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述球阀转轴206与所述不完全齿轮207可拆卸连接。通过将球阀转轴206与不完全齿轮207设置为可拆卸连接，能够方便整个球阀的安装与拆卸，从而方便球阀的维护。
36.作为一种优选方案，如图1和3所示，其中，所述球阀阀芯202与所述第一通孔204内壁之间设有密封垫4，所述球阀阀芯202与密封垫4密封滑动连接。通过设置密封垫4，能够提升整个球阀的密封性，从而防止取样筒103内的气体和液体泄漏，从而保证矿样的完整性。
37.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述滑套203外壁与连接管106管孔内壁之间还设有第一密封格莱圈5。通过设置第一密封格莱圈5，能够防止高压水流从滑套203外壁与连接管106管孔内壁之间泄漏，从而防止泄漏的水流造成矿样污染。
38.作为一种优选方案，如图4所示，其中，所述滑套203内壁与球阀阀座201外壁之间还设有第二密封格莱圈6。通过设置第二密封格莱圈6，能够防止高压水流从滑套203内壁与球阀阀座201外壁之间泄漏，从而进一步防止泄漏的水流造成矿样污染。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。