本實用新型涉及地質(zhì)勘探設(shè)備，特別涉及一種用于地質(zhì)勘探的巖芯提取鉆具。

背景技術(shù)：

巖芯是根據(jù)地質(zhì)工作或工程的需要，使用環(huán)狀鉆頭及其他取芯工具，從孔內(nèi)取出的圓柱狀巖石樣品。巖芯是研究和了解地下地質(zhì)和礦產(chǎn)情況的重要實物材料。例如在油、氣田勘探和開發(fā)中，按勘察得到的地層層位和設(shè)計深度，向井內(nèi)下入取芯工具,鉆取出巖芯，從而了解地下油層及所含流體特征。

現(xiàn)有取芯工具通常為鉆井取心，在鉆頭和鉆桿中心有空腔，空腔下端設(shè)有環(huán)狀抱緊裝置，鉆頭進給時，巖芯伸入空腔中，達到需要的深度后，抱緊裝置將巖芯夾緊，同時鉆桿提起，通過拉力截取巖芯，并將巖芯提出地面。

在巖芯截取過程中，設(shè)備需對巖芯施加很大的拉力才可將巖芯截斷，如果巖芯表層松軟，與抱緊裝置接觸的巖芯表層容易受到破壞，如遇到硬質(zhì)巖石，斷面無法控制，斷口容易沿巖層分割面斷開，造成斷口不齊，影響對地層的分析，甚至造成設(shè)備損壞，縮短使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型提供一種用于地質(zhì)勘探的巖芯提取鉆具，截取巖芯時，拉力小，巖芯斷口可控，保護巖芯的完整性，同時防止設(shè)備損壞，延長了使用壽命。

本實用新型提供的用于地質(zhì)勘探的巖芯提取鉆具，包括：鉆桿、鉆頭和環(huán)切裝置，所述鉆桿包括同軸轉(zhuǎn)動連接的外筒和內(nèi)筒，所述鉆頭連接在所述外筒的下端；所述內(nèi)筒的內(nèi)部形成容納巖芯的腔體，所述腔體下方開口，所述腔體的開口端為上大下小的錐形腔，所述錐形腔的大端直徑大于所述腔體上端的直徑，所述錐形腔內(nèi)同軸設(shè)置有抱緊環(huán)，所述抱緊環(huán)的外周壁也為錐面，與所述錐形腔的腔壁適配，所述抱緊環(huán)的內(nèi)周壁設(shè)有多個環(huán)狀凸棱；所述環(huán)切裝置設(shè)置在所述鉆頭的上端面與所述內(nèi)筒的下端面之間，所述環(huán)切裝置包括環(huán)切刀和用于設(shè)置所述環(huán)切刀的安裝座，所述環(huán)切刀和所述安裝座均為環(huán)狀，所述安裝座與所述外筒固定連接，所述安裝座的內(nèi)壁為上大下小的錐面，所述環(huán)切刀的外周壁也為錐面，與所述安裝座的內(nèi)壁適配，所述環(huán)切刀包括橡膠摩擦部和設(shè)置在所述橡膠摩擦部下端的切割部，所述橡膠摩擦部的內(nèi)徑大于所述切割部的內(nèi)徑，所述切割部的內(nèi)徑大于所述抱緊環(huán)的內(nèi)徑。

進一步地，所述橡膠摩擦部的內(nèi)周壁也設(shè)置有環(huán)狀凸棱。

進一步地，所述安裝座的上端面與所述內(nèi)筒的下端面設(shè)置有滾珠。

進一步地，還包括轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭的上端與所述外筒螺紋連接，下端通過軸承與所述內(nèi)筒的上端轉(zhuǎn)動連接。

進一步地，所述轉(zhuǎn)接頭包括：第一轉(zhuǎn)接頭和第二轉(zhuǎn)接頭，第一轉(zhuǎn)接頭的下端設(shè)有內(nèi)螺紋，第二轉(zhuǎn)接頭的上端設(shè)有外螺紋，所述第二轉(zhuǎn)接頭螺紋連接在所述第一轉(zhuǎn)接頭的下方，所述第二轉(zhuǎn)接頭與所述內(nèi)筒之間通過軸承轉(zhuǎn)動連接。

進一步地，所述內(nèi)筒和所述外筒之間形成泥漿通道，所述轉(zhuǎn)接頭的上端設(shè)有第一泥漿孔，用于與泥漿管連通，所述轉(zhuǎn)接頭的周壁設(shè)有第二泥漿孔，所述第一泥漿孔和所述第二泥漿孔連通，所述第二泥漿孔與所述泥漿通道連通。

進一步地，所述安裝座上設(shè)有漏泥通道。

進一步地，所述內(nèi)筒和所述轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)部均沿軸線設(shè)置有減壓通道，且所述轉(zhuǎn)接頭的減壓通道內(nèi)設(shè)有允許從下到上方向?qū)ǖ膯蜗蜷y。

進一步地，所述抱緊環(huán)和所述環(huán)切裝置的切割部的下表面都為上端小下端大的內(nèi)錐面。

本實用新型提供的巖芯提取鉆具的鉆桿、鉆頭和環(huán)切裝置，鉆桿包括內(nèi)筒和外筒，且內(nèi)筒可相對外筒自由轉(zhuǎn)動，所述環(huán)切裝置的橡膠摩擦部的內(nèi)徑大于所述切割部的內(nèi)徑，所述切割部的內(nèi)徑大于所述抱緊環(huán)的內(nèi)徑，且抱緊環(huán)與錐形腔、以及環(huán)切刀與安裝座均為錐面配合。環(huán)切鉆頭進給時，外筒轉(zhuǎn)動，內(nèi)筒不轉(zhuǎn)，在鉆頭的中心形成柱狀巖芯，巖芯向上頂入內(nèi)筒的腔體內(nèi)，達到預(yù)設(shè)的進給量時，鉆具向上提升，由于橡膠摩擦部的內(nèi)徑最小，在摩擦力的作用下，環(huán)切裝置向下移動，在錐面的作用下，環(huán)切裝置向內(nèi)壓縮，摩擦力增大，同時橡膠摩擦部進一步壓縮，切割部與芯棒接觸，切割部隨外筒轉(zhuǎn)動，對巖芯進行環(huán)切，在巖芯的周向形成環(huán)切槽；鉆具進一步向上提起，抱緊環(huán)與巖芯接觸，受到向下的摩擦力，同理，在錐面的作用下向內(nèi)壓縮，進一步增大摩擦力，抱緊巖芯，并用力向上提起；由于在環(huán)切槽部巖芯的結(jié)構(gòu)強度最弱，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，形成相對平整的切口。

本實用新型提供的用于地質(zhì)勘探的巖芯提取鉆具，預(yù)先通過環(huán)切裝置在巖芯的下端形成環(huán)切槽，降低了巖芯在環(huán)切槽處的結(jié)構(gòu)強度，減小了截取巖芯時的拉力，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，斷口可控，保護巖芯的完整性，同時防止設(shè)備損壞，延長了使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1為一實施例提供的巖芯提取鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的局部放大A視圖；

圖3為一實施例提供的巖芯提取鉆具中轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100、鉆桿 200、鉆頭 300、環(huán)切裝置

110、外筒 120、內(nèi)筒 410、抱緊環(huán)

320、安裝座 311、橡膠摩擦部 312、切割部

420、滾珠 510、第一轉(zhuǎn)接頭 520、第二轉(zhuǎn)接頭

530、軸承 540、擋塊 610、泥漿通道

620、第一泥漿孔 630、第二泥漿孔 640、漏泥通道

650、泥漿管 710、減壓通道 720、單向閥

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

參照圖1到圖3，在一實施例中，本實用新型提供的用于地質(zhì)勘探的巖芯提取鉆具，包括：鉆桿100、鉆頭200和環(huán)切裝置300，所述鉆桿100包括同軸轉(zhuǎn)動連接的外筒110和內(nèi)筒120，所述鉆頭200連接在所述外筒110的下端；所述內(nèi)筒120的內(nèi)部形成容納巖芯的腔體，所述腔體下方開口，所述腔體的開口端為上大下小的錐形腔，所述錐形腔的大端直徑大于所述腔體的直徑，所述錐形腔內(nèi)同軸設(shè)置有抱緊環(huán)410，所述抱緊環(huán)410的外周壁也為錐面，與所述錐形腔的腔壁適配，所述抱緊環(huán)410的內(nèi)周壁設(shè)有多個環(huán)狀凸棱；所述環(huán)切裝置300設(shè)置在所述鉆頭200的上端面與所述內(nèi)筒120的下端面之間，所述環(huán)切裝置300包括環(huán)切刀和用于設(shè)置所述環(huán)切刀的安裝座320，所述環(huán)切刀和所述安裝座320均為環(huán)狀，所述安裝座320與所述外筒110固定連接，所述安裝座320的內(nèi)壁為上大下小的錐面，所述環(huán)切刀的外周壁也為錐面，與所述安裝座320的內(nèi)壁適配，所述環(huán)切刀包括橡膠摩擦部311和設(shè)置在所述橡膠摩擦部311下端的切割部312，所述橡膠摩擦部311的內(nèi)徑大于所述切割部312的內(nèi)徑，所述切割部312的內(nèi)徑大于所述抱緊環(huán)410的內(nèi)徑。

本實施例提供的巖芯提取鉆具工作原理如下：環(huán)切鉆頭200進給時，外筒110轉(zhuǎn)動，內(nèi)筒120不轉(zhuǎn)，在鉆頭200的中心形成柱狀巖芯，巖芯向上頂入內(nèi)筒120的腔體內(nèi)，達到預(yù)設(shè)的進給量時，鉆具向上提升，由于橡膠摩擦部311的內(nèi)徑最小，在摩擦力的作用下，環(huán)切裝置300向下移動，在錐面的作用下，環(huán)切裝置300向內(nèi)壓縮，摩擦力增大，同時橡膠摩擦部311進一步壓縮，切割部312與芯棒接觸，切割部312隨外筒110轉(zhuǎn)動，對巖芯進行環(huán)切，在巖芯的周向形成環(huán)切槽；鉆具進一步向上提起，抱緊環(huán)410與巖芯接觸，受到向下的摩擦力，抱緊環(huán)410上的環(huán)狀凸棱可增強摩擦力，同理，在錐面的作用下向內(nèi)壓縮，進一步增大摩擦力，抱緊巖芯，并用力向上提起；由于在環(huán)切槽部巖芯的結(jié)構(gòu)強度最弱，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，形成相對平整的切口。

本實施例的巖芯提取鉆具截取巖芯時，預(yù)先通過環(huán)切裝置300在巖芯的下端形成環(huán)切槽，降低了巖芯在環(huán)切槽處的結(jié)構(gòu)強度，減小了截取巖芯時的拉力，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，斷口可控，保護巖芯的完整性，同時防止設(shè)備損壞，延長了使用壽命。

進一步地，為了增加橡膠摩擦部311與巖芯之間的摩擦力，所述橡膠摩擦部311的內(nèi)周壁也設(shè)置有環(huán)狀凸棱。由于切斷時，安裝座320轉(zhuǎn)動，內(nèi)筒120不轉(zhuǎn)，為了減小安裝座320與內(nèi)筒120之間的摩擦力，所述安裝座320的上端面與所述內(nèi)筒120的下端面設(shè)置有滾珠420。

具體地，為了使內(nèi)筒120和外筒110之間可自由轉(zhuǎn)動，本實施例的巖芯提取鉆具，包括轉(zhuǎn)接頭，所述轉(zhuǎn)接頭的上端與所述外筒110螺紋連接，下端通過軸承530與所述內(nèi)筒120的上端轉(zhuǎn)動連接，在軸承530的作用下，內(nèi)筒120可自由轉(zhuǎn)動。

其中，由于內(nèi)筒120卡在軸承530上，為了便于裝配，所述轉(zhuǎn)接頭包括：第一轉(zhuǎn)接頭510和第二轉(zhuǎn)接頭520，第一轉(zhuǎn)接頭510的下端設(shè)有內(nèi)螺紋，第二轉(zhuǎn)接頭520的上端設(shè)有外螺紋，所述第二轉(zhuǎn)接頭520螺紋連接在所述第一轉(zhuǎn)接頭510的下方，在所述第二轉(zhuǎn)接頭520上端和下端分別設(shè)有一個軸承530。安裝時，先將內(nèi)筒120的上端穿過軸承530，并在軸承530上端設(shè)置擋塊540，擋塊540通過螺紋連接固定設(shè)置在內(nèi)筒120上，當(dāng)然還可以為銷接、卡接等其他方式，從而使內(nèi)筒120懸掛在外筒110內(nèi)。

進一步地，鉆具通常設(shè)置有泥漿通道610，且泥漿的壓力大，沖擊力強，為了防止泥漿直接作用于對巖芯，破壞巖芯，所述內(nèi)筒120和所述外筒110之間形成泥漿通道610，所述轉(zhuǎn)接頭的上端設(shè)有第一泥漿孔620，用于與泥漿管650連通，所述轉(zhuǎn)接頭的周壁設(shè)有第二泥漿孔630，所述第一泥漿孔620和所述第二泥漿孔630連通，所述第二泥漿孔630與所述泥漿通道610連通，從而使泥漿與巖芯分離，保護巖芯不受到損傷。

具體的，所述安裝座320上設(shè)有漏泥通道640，漏泥通道640連通泥漿通道610和鉆頭200內(nèi)。

本實施例的巖芯提取鉆具還設(shè)置有減壓裝置，具體為，所述內(nèi)筒120和所述轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)部均沿軸線設(shè)置有減壓通道710，且所述轉(zhuǎn)接頭的減壓通道710內(nèi)設(shè)有允許從下到上方向?qū)ǖ膯蜗蜷y720。當(dāng)巖芯向上頂入腔體時，腔體相對密封，腔內(nèi)氣壓升高，不利于巖芯進入，增加了阻力，因此，在所述內(nèi)筒120和所述轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)部均沿軸線設(shè)置有減壓通道710，腔內(nèi)氣壓升高時，氣體沿減壓通道710排出，降低氣壓，使巖芯順利進入，同時，為了防止泥漿進入減壓通道710，在轉(zhuǎn)接頭的減壓通道710內(nèi)設(shè)有允許從下到上方向?qū)ǖ膯蜗蜷y720。

更進一步地，在鉆具進給時，為了防止環(huán)切裝置300和抱緊環(huán)410的下端卡死鉆具，所述抱緊環(huán)410和所述環(huán)切裝置300的切割部312的下表面都為上端小下端大的內(nèi)錐面，通過錐面對巖芯進行導(dǎo)向，同時向外撐開抱緊環(huán)410和環(huán)切裝置300，使巖芯順利進入腔體。

在本申請的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本實用新型的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本實用新型的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

在本說明書的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。