分配合，通过弹卡室4下部的螺纹与外管16连接并固定座环15。悬挂环14的外径比座环15内径大4mm，可保证内管稳稳地悬挂于座环之上。
[0028]螺母17、心杆18、下悬挂接头13组成内管总成调节机构，心杆18的上部和下部均车有外螺纹，下悬挂接头13下部有内螺纹与心杆18配合，通过拧入下悬挂接头13的深度来调节卡簧座34与钻头35内台阶的距离，距离合适后用螺母17锁紧。
[0029]垫圈19、螺母20、止推轴承21、轴承座22、止推轴承23、弹簧25、螺母27组成内管总成单动机构及内管保护机构，组装单动机构及内管保护机构时先将轴承座22装入心杆18，然后将止推轴承21从心杆18上部套入，将止推轴承23从心杆18下部套入，然后用垫圈19、螺母20锁紧止推轴承21，用弹簧25、螺母27锁紧止推轴承23。
[0030]加重铅块24、弹簧套26、重锤垫28、树脂球29、球阀30组成内管加重机构及内管保护机构，加重铅块24内径大于螺母27外径可直接套入，弹簧套26通过上部丝扣与轴承座22配合，加重铅块24下部限位于重锤垫28，重锤垫28依靠弹簧套26与球阀30的丝扣压紧并固定。
[0031]参考图2所示的绳索取心钻具打捞器的结构形式，该结构形式提供了一种适用于工程勘察的绳索取心打捞器。该打捞器由单动连接机构、加重机构、打捞与安全脱卡机构组成。
[0032]单动连接机构包括拉杆37、套环38、压盖39、止推轴承41、平垫圈42、六角螺母43，先将拉杆37带螺纹一端穿过压盖39，然后将止推轴承41、平垫圈42套入拉杆37，最后用螺母43锁紧，套环38—端穿过钢丝绳，另一端穿过拉杆37上的通孔，完成了钢丝绳与绳索取心钻具的连接。
[0033]加重机构包括重锤套40、加重铅柱44、重锤座45，加重铅柱44的外径设计为刚好能放入重锤套40，重锤套40两端的丝扣分别与压盖39和重锤座45配合以固定加重铅柱44。
[0034]打捞与安全脱卡机构包括黄铜剪切销46、捞钩架47、螺栓及六角螺母48、连接杆49、圆柱销50、铆钉51、弹簧52、打捞钩53、弹性圆柱销54，装配时先用铆钉51将弹簧52固定在打捞钩53尾部的矩形槽口中，用圆柱销50将连接杆49固定于打捞钩53尾部的圆孔之中，然后通过捞钩架47边上的槽口装入，上移直至露出连接杆49的圆孔，如图4所示，用螺栓及六角螺母48将连接杆49固定在重锤座45下部的滑移槽中，最后将整体沿着捞钩架47的槽口下移打入黄铜剪切销46及弹性圆柱销54将整体固定在捞钩架47上即完成装配。
[0035]本实用新型的具体使用方法:
[0036]浅孔钻探施工之前将内管及外管组装好，向钻杆中投入内管，加重铅块能保证内管在浅孔中也能悬挂于座环之上，可保证钻具在工作过程中不向下串动。此时弹卡位于弹卡室之中，由于弹卡室内径较钻杆内径大，弹卡在扭簧的作用下张开，上方的钻杆可保证钻具在工作过程中不向上串动。内管到位后开启地表水栗，由于悬挂环和座环堵死了内外管的环状间隙，冲洗液可以通过上悬挂接头与下悬挂接头的冲洗液通道冷却和润滑钻头。由于卡簧座与钻头内台阶堵死了内外管的环状间隙，迫使冲洗液流入超前侧喷钻头的侧喷孔，从而避免了岩(土)样受到冲洗液的冲蚀。扶正环的存在能保证内外管的同轴度，树脂球的设计减小了球阀开启所需要的力，这都可以减少岩(土)样进入岩心管的阻力，从而降低了岩(土)样受扰动的程度，可以满足浅孔勘探的需要。
[0037]岩心管长度设计为钻杆长度一半或刚好等于钻杆长度，这样每次接钻杆时都可以打捞内管提取岩(土)样，这样可以避免因为打捞岩(土)样而进行的拧卸钻杆工作。正常钻进时单动机构能保证岩心管不随外管转动，减少了内管对岩(土)样的碰撞。要打捞岩心时应先停栗，将钻杆向上提一小段距离以卡断岩(土)样，内管保护机构将卡断岩(土)样的力传递到钻头内台阶上，可避免内管受力过大。
[0038]当回次进尺的长度等于岩心管长度时就需要打捞内管，此时用钢丝绳将打捞器下放至钻杆之中，打捞器的加重机构能保证打捞器顺利到达打捞器的捞矛头位置，打捞钩开始接触到捞矛头时，捞矛头的锥形设计迫使打捞钩下部先张开一定角度，此时打捞钩尾部向内收缩，压缩弹簧，同时连接杆推着螺栓与螺母沿重锤座的滑移槽上移。打捞器在重力作用继续下移，当打捞钩到达捞矛头的细径位置时，打捞钩尾部的弹簧复位迫使打捞钩下部向内收缩完成打捞，同时连接杆拉着螺栓与螺母沿重锤座的滑移槽下移回复原位。
[0039]当打捞内管遇卡时可加大提升力剪断黄铜剪切销，此时重锤座相对捞钩架上移，当重锤座滑移槽下端接触到螺栓时便会对连接杆施加一个向上的力，此力通过连接杆传递到打捞钩尾部，迫使弹簧向内收缩，打捞钩下部张开完成安全脱卡。
【主权项】
1.一种适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，包括外管总成、内管总成和打捞器，其特征在于:所述打捞器中采用连接杆式安全脱卡机构，包含打捞钩(53)、弹性圆柱销(54),捞钩架(47 )、铆钉(51)、弹簧(52 )、连接杆(49 )、圆柱销(50 )、螺栓及螺母(48 )、重锤座(45)和黄铜剪切销(46)，打捞钩(53)通过弹性圆柱销(54)固定于捞钩架(47)上，弹簧(52)通过铆钉(51)限位于打捞钩(53)尾部的槽口，连接杆(49) 一端通过圆柱销(50)与打捞钩(53)尾部的圆孔连接，另一端用螺栓(48)连接并位于重锤座(45)下部的滑移槽中，螺栓(48)能在滑移槽中上下移动，重锤座(45)与捞钩架(47)通过黄铜剪切销(46)连接并固定；连接杆(49)左右各一个对称分布;所述的内管总成中设置有加重铅块(24);打捞器中设置有加重铅柱(44)。2.根据权利要求1所述的适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，其特征在于:所述打捞器中的连接杆(49)为两端粗，中间细的形状。3.根据权利要求1所述的适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，其特征在于:所述内管总成的岩心管(31)长度设计为钻杆(2)长度一半或者等于钻杆(2)长度;岩心管(31)上的密封球是树脂球(29)。4.根据权利要求1所述的适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，其特征在于:所述内管总成的悬挂机构采用了可更换的悬挂环(14)，下悬挂接头(13)的螺纹下部有一段小径与悬挂环(14)的内径吻合，上悬挂接头(12)通过螺纹连接下悬挂接头(13)并固定悬挂环(14)。5.根据权利要求1所述的适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，其特征在于:所述内管总成中的扭簧(6)穿过弹性圆柱销，另外两端分别插入两个弹卡(5)上的小孔。6.根据权利要求1所述的适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，其特征在于:所述的连接杆(49)左右对称分布的夹角为60-90°。
【专利摘要】一种适合于浅孔复杂地层钻进的绳索取心钻具，它包括外管总成、内管总成、打捞器，打捞器中采用了连接杆式安全脱卡机构以保证浅孔脱卡成功；内管总成及打捞器中均设置有加重机构；外管总成中钻头为超前侧喷钻头并将外管与孔壁之间的间隙加大至2.5mm-3mm；内管总成中拆除了现有绳索取心钻具中的到位报信机构及岩心堵塞机构，岩心管长度设计为钻杆长度一半或等于钻杆长度，将岩心管上的钢球改为树脂球，将内外管之间的间隙加大至3.5mm-4mm，采用可更换的悬挂环。该绳索取心钻具可以解决在浅孔复杂地层中钻探出现的取心率低、钻孔过程中无法护壁而导致孔壁坍塌，土样窜层及隔水、护心不力的问题，并可以提高取心质量与效率。
【IPC分类】E21B25/00, E21B31/00
【公开号】CN205135493
【申请号】CN201520961683
【发明人】张绍和, 周云, 孙平贺, 曹函, 赵哲睿
【申请人】中南大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月29日