權(quán)利要求書: 1.一種鉆具,包括:
外管,所述外管的底部連接有鉆頭;
內(nèi)管,設(shè)置于所述外管的徑向內(nèi)側(cè),所述內(nèi)管與所述外管之間形成環(huán)形通道;
驅(qū)動(dòng)接頭,連接于所述外管的頂端,用于與鉆桿連接以由所述鉆桿帶動(dòng)所述外管轉(zhuǎn)動(dòng),所述驅(qū)動(dòng)接頭內(nèi)部形成中心通道和連通所述中心通道與所述環(huán)形通道的多個(gè)側(cè)向流道,進(jìn)入所述中心通道的沖洗液能夠經(jīng)由所述多個(gè)側(cè)向流道進(jìn)入所述環(huán)形通道;
單動(dòng)機(jī)構(gòu),連接于所述驅(qū)動(dòng)接頭和所述內(nèi)管之間,以使所述外管能夠相對(duì)于所述內(nèi)管轉(zhuǎn)動(dòng),所述單動(dòng)機(jī)構(gòu)包括空心軸,所述空心軸連通所述中心通道與所述內(nèi)管;以及隔水件,配置成在對(duì)所述內(nèi)管進(jìn)行退心操作時(shí),可操作地設(shè)置于所述中心通道內(nèi),以斷開所述中心通道與所述多個(gè)側(cè)向流道之間的通路,且保持所述中心通道與所述空心軸之間連通,以使進(jìn)入所述中心通道的沖洗液能夠全部經(jīng)由所述隔水件進(jìn)入所述內(nèi)管中產(chǎn)生水力壓力將所述內(nèi)管中的巖樣從底部推出;
當(dāng)將所述隔水件放入所述中心通道時(shí),所述隔水件的管壁將所述側(cè)向流道的入口封堵,迫使進(jìn)入所述中心通道的沖洗液沿著所述空心軸進(jìn)入所述內(nèi)管;所述鉆具還包括:退心接頭,配置成在對(duì)所述內(nèi)管進(jìn)行退心操作時(shí),與所述驅(qū)動(dòng)接頭可拆卸地連接,所述退心接頭還用于與液力泵連接,以向所述中心通道提供沖洗液;
所述鉆具還包括:封堵件,可操作地設(shè)置于所述中心通道內(nèi),以阻止來自所述中心通道的沖洗液經(jīng)由所述空心軸進(jìn)入所述內(nèi)管,且允許所述內(nèi)管中的沖洗液向上流入所述中心通道,其中,對(duì)所述內(nèi)管進(jìn)行退心操作時(shí),先將所述封堵件從所述中心通道中移除后,再將所述隔水件可操作地設(shè)置于所述中心通道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具,其中,所述隔水件包括主體管段和與所述主體管段底端相接的底部管段,其中所述主體管段的外徑大于所述空心軸的內(nèi)徑且小于所述中心通道的內(nèi)徑,所述底部管段的外徑小于所述空心軸的內(nèi)徑以嵌入所述空心軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆具,其中,所述隔水件還包括與所述主體管段頂端相接的頂部管段,所述頂部管段的外徑小于所述中心通道的內(nèi)徑,所述頂部管段的圓周上設(shè)有至少一個(gè)抓取孔,以便于將所述隔水件從所述中心通道中移除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具,其中,所述空心軸的頂端嵌入所述驅(qū)動(dòng)接頭的中心通道內(nèi),所述封堵件的外徑大于所述空心軸的內(nèi)徑且小于所述中心通道的內(nèi)徑,當(dāng)將所述封堵件設(shè)置于所述中心通道內(nèi)時(shí),所述封堵件將所述空心軸的頂端開口堵住。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆具,其中,所述封堵件為球體,所述空心軸的頂端端面形成內(nèi)錐面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆具,其中,所述單動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括:
內(nèi)管接頭,連接在所述內(nèi)管和所述空心軸之間,所述內(nèi)管接頭內(nèi)部形成連通所述空心軸和所述內(nèi)管的連接通道,所述連接通道與所述空心軸和所述內(nèi)管同心。
7.一種鉆孔取心方法,利用權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的鉆具進(jìn)行鉆孔取心,所述方法包括鉆孔取心操作和退心操作,其中,所述退心操作包括:將所述鉆具提至地面,卸下所述鉆頭,將封堵件從所述中心通道中取出;
將所述隔水件放入所述中心通道,以斷開所述中心通道與所述多個(gè)側(cè)向流道之間的通路,且保持所述中心通道與所述空心軸之間連通;
向所述中心通道提供沖洗液,使所述沖洗液經(jīng)由所述隔水件進(jìn)入所述內(nèi)管中產(chǎn)生水力壓力將所述內(nèi)管中的巖樣從所述內(nèi)管的底部推出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中,所述鉆孔取心操作包括:
將所述鉆具與鉆桿連接以將所述鉆具下放至孔底,通過所述鉆桿的鉆桿通道向所述中心通道提供沖洗液,使所述沖洗液經(jīng)由所述多個(gè)側(cè)向流道進(jìn)入所述環(huán)形通道、以及經(jīng)由所述空心軸進(jìn)入所述內(nèi)管對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗作業(yè);
沖洗作業(yè)完成后,將封堵件放入所述鉆桿通道,使所述封堵件在重力下和沖洗液水力作用下到達(dá)所述中心通道,以堵住所述空心軸,從而使得所述沖洗液能夠經(jīng)由所述多個(gè)側(cè)向流道進(jìn)入所述環(huán)形通道對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗;以及利用所述鉆桿帶動(dòng)所述鉆具進(jìn)行鉆孔取心。
說明書: 鉆具及鉆孔取心方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及土層或巖石的鉆進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種鉆具及鉆孔取心方法。背景技術(shù)[0002] 單動(dòng)雙管鉆具的主要結(jié)構(gòu)部件有驅(qū)動(dòng)接頭、內(nèi)管、外管以及單動(dòng)機(jī)構(gòu)等,在鉆孔時(shí)外管旋轉(zhuǎn)內(nèi)管不旋轉(zhuǎn),可有效降低鉆具對(duì)巖心(樣)的機(jī)械擾動(dòng),避免長時(shí)間孔底干鉆卡心操作,配套底噴或超前雙管鉆頭可有效降低沖洗液水流對(duì)巖心(樣)的沖刷,大大提高取心質(zhì)量和取心效率,特別適用于復(fù)雜地層取心鉆進(jìn)。[0003] 然而,在從單動(dòng)雙管鉆具中將巖樣取出時(shí),往往需要頻繁拆卸鉆具的單動(dòng)機(jī)構(gòu)和內(nèi)外管,然后再進(jìn)行組裝,操作繁瑣,影響退心效率,輔助操作時(shí)間較長。發(fā)明內(nèi)容[0004] 針對(duì)上述技術(shù)問題,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種能夠在無需拆卸單動(dòng)機(jī)構(gòu)以及內(nèi)外管的情況下退心的鉆具及鉆孔取心方法。[0005] 根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面,提供了一種鉆具,包括:外管,外管的底部連接有鉆頭;內(nèi)管,設(shè)置于外管的徑向內(nèi)側(cè),內(nèi)管與外管之間形成環(huán)形通道;驅(qū)動(dòng)接頭,連接于外管的頂端,用于與鉆桿連接以由鉆桿帶動(dòng)外管轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)接頭內(nèi)部形成中心通道和連通中心通道與環(huán)形通道的多個(gè)側(cè)向流道,進(jìn)入中心通道的沖洗液能夠經(jīng)由多個(gè)側(cè)向流道進(jìn)入環(huán)形通道;單動(dòng)機(jī)構(gòu),連接于驅(qū)動(dòng)接頭和內(nèi)管之間,以使外管能夠相對(duì)于內(nèi)管轉(zhuǎn)動(dòng),單動(dòng)機(jī)構(gòu)包括空心軸,空心軸連通中心通道與內(nèi)管;以及隔水件,配置成在對(duì)內(nèi)管進(jìn)行退心操作時(shí),可操作地設(shè)置于中心通道內(nèi),以斷開中心通道與多個(gè)側(cè)向流道之間的通路,且保持中心通道與空心軸之間連通,以使進(jìn)入中心通道的沖洗液能夠全部經(jīng)由隔水件進(jìn)入內(nèi)管中產(chǎn)生水力壓力將內(nèi)管中的巖樣從底部推出。[0006] 根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面,提供了一種鉆孔取心方法,利用本申請(qǐng)第一方面的鉆具進(jìn)行鉆孔取心,方法包括鉆孔取心操作和退心操作,其中,退心操作包括:將鉆具提至地面,卸下鉆頭,將封堵件從中心通道中取出;將隔水件放入中心通道,以斷開中心通道與多個(gè)側(cè)向流道之間的通路,且保持中心通道與空心軸之間連通;向中心通道提供沖洗液,使沖洗液經(jīng)由隔水件進(jìn)入內(nèi)管中將內(nèi)管中的巖樣從內(nèi)管的底部推出。[0007] 本申請(qǐng)實(shí)施例的鉆具能夠在不拆卸單動(dòng)機(jī)構(gòu)和內(nèi)外管的情況下,通過水力直接將巖樣從內(nèi)管推出,提高了退心操作效率,減少了輔助時(shí)間,提高了鉆探作業(yè)的整體效率。附圖說明[0008] 通過下文中參照附圖對(duì)本發(fā)明所作的描述,本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見,并可幫助對(duì)本發(fā)明有全面的理解。[0009] 圖1a和1b分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆具的上部和下部的剖面示意圖;[0010] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆具的局部剖面示意圖;[0011] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆具在退心操作中的局部剖面示意圖;[0012] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隔水件的剖面示意圖;[0013] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆具在鉆孔操作中的局部剖面示意圖。[0014] 需要說明的是,附圖并不一定按比例來繪制,而是僅以不影響讀者理解的示意性方式示出。[0015] 附圖標(biāo)記說明:[0016] 10、外管;11、環(huán)形通道;12、扶正器;13、擴(kuò)孔器;14、鉆頭;[0017] 20、內(nèi)管;21、卡簧座;22、卡簧;[0018] 30、驅(qū)動(dòng)接頭;31、中心通道;32、側(cè)向流道;33、連接螺紋孔;[0019] 40、單動(dòng)機(jī)構(gòu);41、空心軸;411、頂端端面;42、內(nèi)管接頭;421、連接通道;43、軸承座;431、環(huán)形間隙;44、軸承;45、彈簧;46、螺母;[0020] 50、封堵件;[0021] 60、隔水件;61、主體管段;62、底部管段;63、頂部管段;631、抓取孔。具體實(shí)施方式[0022] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0023] 需要說明的是,除非另外定義,本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。[0024] 在本發(fā)明實(shí)施例的描述中“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè),例如兩個(gè),三個(gè)等,除非另有明確具體的限定。[0025] 參見圖1a,圖1b以及圖2,本發(fā)明實(shí)施例的鉆具包括:外管10,內(nèi)管20,驅(qū)動(dòng)接頭30以及單動(dòng)機(jī)構(gòu)40。外管10的底部連接有鉆頭14。內(nèi)管20設(shè)置于外管10的徑向內(nèi)側(cè),內(nèi)管20與外管10之間形成環(huán)形通道11。[0026] 驅(qū)動(dòng)接頭30連接于外管10的頂端,用于與鉆桿連接以由鉆桿帶動(dòng)外管10轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)接頭30內(nèi)部形成中心通道31和連通中心通道31與環(huán)形通道11的多個(gè)側(cè)向流道32,進(jìn)入中心通道31的沖洗液能夠經(jīng)由多個(gè)側(cè)向流道32進(jìn)入環(huán)形通道11。[0027] 單動(dòng)機(jī)構(gòu)40連接于驅(qū)動(dòng)接頭30和內(nèi)管20之間,以使外管10能夠相對(duì)于內(nèi)管20轉(zhuǎn)動(dòng)。單動(dòng)機(jī)構(gòu)40包括空心軸41,空心軸41連通中心通道31與內(nèi)管20。[0028] 參見圖3,本申請(qǐng)實(shí)施例的鉆具還包括隔水件60,其配置成在對(duì)內(nèi)管20進(jìn)行退心操作時(shí),可操作地設(shè)置于中心通道31內(nèi),以斷開中心通道31與多個(gè)側(cè)向流道32之間的通路,且保持中心通道31與空心軸41之間連通,以使進(jìn)入中心通道31的沖洗液能夠全部經(jīng)由隔水件60進(jìn)入內(nèi)管20中產(chǎn)生水力壓力將內(nèi)管20中的巖樣從底部推出。
[0029] 在退心操作中,將鉆具提至地面,卸下鉆頭14,將下文提及的封堵件50從中心通道31中取出,使鉆具內(nèi)部中心流道從上到下完全貫通(即連接螺紋孔33、中心通道31、空心軸
41、連接通道421以及內(nèi)管20為連通狀態(tài));將隔水件60放入中心通道31,以斷開中心通道31與多個(gè)側(cè)向流道32之間的通路,且保持中心通道31與空心軸41之間連通;將驅(qū)動(dòng)接頭30與退心接頭和液力泵連接,向中心通道31提供沖洗液,使沖洗液經(jīng)由隔水件60進(jìn)入內(nèi)管20中將內(nèi)管20中的巖樣從內(nèi)管20的底部推出。
[0030] 由此可見,本申請(qǐng)實(shí)施例提供的鉆具能夠在不拆卸單動(dòng)機(jī)構(gòu)40和內(nèi)外管的情況下,通過水力直接將巖樣從內(nèi)管20推出,提高了退心操作效率,減少了輔助時(shí)間,提高了鉆探作業(yè)的整體效率。[0031] 隔水件60外徑與中心通道31之間可以是間隙配合,配合間隙可以為0.1~0.2mm,以保證隔水件60在中心通道31中放入或取出順暢,并且保證隔離側(cè)向流道32。[0032] 隔水件60可以為中空管件。當(dāng)將隔水件60放入中心通道31時(shí),隔水件60的管壁將側(cè)向流道32的入口封堵,迫使進(jìn)入中心通道31的沖洗液沿著空心軸41進(jìn)入內(nèi)管20。[0033] 參見圖4,在一些實(shí)施例中,隔水件60可以包括主體管段61和與主體管段61底端相接的底部管段62。其中主體管段61的外徑大于空心軸41的內(nèi)徑且小于中心通道31的內(nèi)徑。主體管段61與中心通道31之間可以間隙配合。底部管段62的外徑小于空心軸41的內(nèi)徑,以嵌入空心軸41。底部管段62與空心軸41之間可以間隙配合。主體管段61的管壁將側(cè)向流道
32的入口封堵。
[0034] 在一些實(shí)施例中,隔水件60還可包括與主體管段61頂端相接的頂部管段63,頂部管段63的外徑小于中心通道31的內(nèi)徑,頂部管段63的圓周上設(shè)有至少一個(gè)抓取孔631,以便于將隔水件60從中心通道31中移除。抓取孔631的數(shù)量可以為一個(gè),兩個(gè),三個(gè)等。在圖示的實(shí)施例中,頂部管段63的周壁上設(shè)有四個(gè)抓取孔631??衫描F絲鉤等工具勾住抓取孔631,以方便地將隔水件60從中心通道31內(nèi)拉出。[0035] 鉆桿為中空結(jié)構(gòu),內(nèi)部具有鉆桿通道。鉆桿在帶動(dòng)外管10轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還可通過鉆桿通道向中心通道31提供沖洗液。驅(qū)動(dòng)接頭30的頂部形成用于與鉆桿配合的連接螺紋孔33。連接螺紋孔33與中心通道31相接。連接螺紋孔33通常為錐形或圓柱結(jié)構(gòu)。頂部管段63可以位于連接螺紋孔33內(nèi),從而便于隔水件60的取出和放入操作。
[0036] 在一些實(shí)施例中,在進(jìn)行退心操作時(shí),當(dāng)將隔水件60放入中心通道31后,可以利用來自液力泵的沖洗液對(duì)內(nèi)管20中的巖樣進(jìn)行液力退心。[0037] 在一些實(shí)施例中,鉆具還可包括:退心接頭(圖中未示出),配置成在對(duì)內(nèi)管20進(jìn)行退心操作時(shí)(此時(shí)鉆具已與鉆桿分離,且鉆具被提至地面),與驅(qū)動(dòng)接頭30可拆卸地連接。退心接頭還用于與液力泵通過管路連接,以向中心通道31提供沖洗液。退心接頭的一端可以與驅(qū)動(dòng)接頭30的連接螺紋孔33螺紋連接,另一端與液力泵通過管路連接。[0038] 容易理解,當(dāng)利用沖洗液進(jìn)入環(huán)形通道11對(duì)孔底的鉆頭14進(jìn)行冷卻時(shí),由于鉆孔有一定深度,需要地面提供的水壓較大。而在利用沖洗液進(jìn)行退心時(shí),由于在地面操作,無需較大的水壓。因此,在一些實(shí)施例中,在利用沖洗液進(jìn)行退心時(shí)沖洗液提供的壓力小于鉆具鉆進(jìn)取心時(shí)沖洗液提供的壓力。[0039] 鉆頭14可以為金剛石鉆頭或其他鉆頭。在一些實(shí)施例中,內(nèi)管20長度可以為1.5~6m,內(nèi)管20與外管10之間的間隙可以為1 10mm。內(nèi)管20下部采用插接方式連接卡簧座21,卡~
簧座21內(nèi)安裝卡簧22和擋圈。在這樣的實(shí)施例中,當(dāng)需要進(jìn)行退心操作時(shí),在將鉆具提至地面卸下鉆頭14后,還需要卸下卡簧座21,以便于巖樣順利地從內(nèi)管20底部被推出。
[0040] 在一些實(shí)施例中,外管10頂端可以與驅(qū)動(dòng)接頭30采用絲扣連接,外管10下部設(shè)有內(nèi)絲扣,內(nèi)絲扣上方2 5cm處設(shè)置限位臺(tái)階,限位臺(tái)階處安裝扶正器12,扶正器12下部依靠~擴(kuò)孔器13上端面限位,擴(kuò)孔器13與外管10下部內(nèi)絲連接,擴(kuò)孔器13下部連接鉆頭14。
[0041] 單動(dòng)機(jī)構(gòu)40可以與外管10之間存在環(huán)形間隙431,從而進(jìn)入側(cè)向流道32內(nèi)的沖洗液經(jīng)過環(huán)形間隙431進(jìn)入環(huán)形通道11。[0042] 在一些實(shí)施例中,單動(dòng)機(jī)構(gòu)40可包括:內(nèi)管接頭42,連接在內(nèi)管20和空心軸41之間。內(nèi)管接頭42內(nèi)部形成連通空心軸41和內(nèi)管20的連接通道421,連接通道421與空心軸41和內(nèi)管20同心。[0043] 空心軸41下部可以通過絲扣與內(nèi)管接頭42連接,內(nèi)管接頭42上方裝鎖緊螺母46和墊片。沿空心軸20向左或向右旋轉(zhuǎn)連接螺紋,可以調(diào)整內(nèi)管20下部卡簧座21底端與鉆頭14內(nèi)臺(tái)階間的間隙,間隙調(diào)整范圍3~5mm,間隙調(diào)整合適后,擰緊鎖緊螺母46鎖緊內(nèi)管接頭42防止松動(dòng)。[0044] 單動(dòng)機(jī)構(gòu)40還可包括:軸承座43和軸承44。軸承座43與驅(qū)動(dòng)接頭30連接。軸承44設(shè)置于軸承座43上,空心軸41經(jīng)由軸承44的徑向內(nèi)側(cè)向下延伸至與內(nèi)管接頭42連接。軸承44可以為推力軸承44。軸承44的數(shù)量可以為兩個(gè),兩個(gè)軸承44之間設(shè)置彈簧45。彈簧45可以為碟形彈簧,彈簧預(yù)緊間隙0.5~3mm。[0045] 在一些實(shí)施例中,單動(dòng)機(jī)構(gòu)40還包括密封圈、墊片等,設(shè)置于軸承座43內(nèi)。具體地,空心軸41與驅(qū)動(dòng)接頭30之間依次為密封圈、墊片和推力軸承44,三者安裝于空心軸41之上,上下分別靠驅(qū)動(dòng)接頭30內(nèi)孔臺(tái)階和空心軸41外側(cè)臺(tái)階進(jìn)行限位??招妮S41外臺(tái)階下部依次裝有碟形彈簧45、墊片和推力軸承44。軸承座43上部與驅(qū)動(dòng)接頭30采用絲扣連接,將推力軸承44、碟形彈簧45和墊片完全密封??招妮S41由軸承座43底部穿過。軸承座43側(cè)面或底部設(shè)有壓注油杯,用于向軸承座43內(nèi)部注入潤滑油脂。[0046] 在一些實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)接頭30可以有三段絲扣,上部錐形或圓柱形內(nèi)絲扣,設(shè)置在連接螺紋孔33內(nèi),用于連接鉆桿公接頭;中部為外絲扣,用于連接外管10上部;下部為外絲扣,外徑小于外管10內(nèi)徑,連接單動(dòng)機(jī)構(gòu)40的軸承座43。多個(gè)側(cè)向流道32沿中心通道31的圓周均布設(shè)置。側(cè)向流道32位于中部外絲扣與下部外絲扣之間,連通中心通道31與內(nèi)外管的環(huán)形通道11。在一些實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)接頭30的徑向外表面還可設(shè)置保徑合金,防止外徑受到磨損。[0047] 參見圖5,在一些實(shí)施例中,鉆具還包括:封堵件50,可操作地設(shè)置于中心通道31內(nèi),以阻止來自中心通道31的沖洗液經(jīng)由空心軸41進(jìn)入內(nèi)管20,且允許內(nèi)管20中的沖洗液向上流入中心通道31。其中,對(duì)內(nèi)管20進(jìn)行退心操作時(shí),先將封堵件50從中心通道31中移除后再將隔水件60可操作地設(shè)置于中心通道31內(nèi)。[0048] 在這樣的實(shí)施例中,由于設(shè)置封堵件50,能夠在鉆孔操作中,利用封堵件50堵住空心軸41,之后再將驅(qū)動(dòng)接頭30與鉆桿連接,進(jìn)行鉆孔取心。在鉆孔取心的過程中,由于封堵件50封住空心軸41的頂端,使得進(jìn)入中心通道31的沖洗液只能流入側(cè)向流道32中,進(jìn)而流入內(nèi)管20與外管10之間的環(huán)形通道11中。而在取心鉆進(jìn)時(shí),巖樣從內(nèi)管20底部進(jìn)入內(nèi)管20中,內(nèi)管20中處于巖樣上方的容積空間逐漸變小,巖樣上方的液體經(jīng)由封堵件50排向中心通道31,與上部沖洗液匯流一起通過側(cè)向流道32進(jìn)入內(nèi)管20與外管10之間的環(huán)形通道11中,保證鉆取的巖樣順利進(jìn)入內(nèi)管20。[0049] 容易理解,在退心操作中,在將隔水件60放入中心通道31之前,將封堵件50從中心通道31中取出。即,在退心操作中,可以將鉆具提至地面,放平鉆具,卸下鉆頭14,將鉆具用于與鉆頭14連接的一端略向上抬升,之后借助重力即可將封堵件50從中心通道31中取出,或者借助螺絲刀、鐵絲等將封堵件50從中心通道31中撥出。[0050] 在一些實(shí)施例中,空心軸41的頂端嵌入驅(qū)動(dòng)接頭30的中心通道31內(nèi)。封堵件50的外徑大于空心軸41的內(nèi)徑且小于中心通道31的內(nèi)徑,當(dāng)將封堵件50設(shè)置于中心通道31內(nèi)時(shí),封堵件50將空心軸41的頂端開口堵住。如此設(shè)置,使得封堵件50進(jìn)入中心通道31后能夠處于中心通道31內(nèi)部,從而使得封堵件50與連接螺紋孔33的頂端開口較近,便于封堵件50的取出和放入操作。[0051] 具體地,在取出封堵件50時(shí),可以使封堵件50在重力作用下滾出;或者直接利用工具(如螺絲刀、鐵絲等)伸入中心通道31中將封堵件50取出。由于封堵件50與連接螺紋孔33的頂端開口較近,從而在人工利用工具取出時(shí)更加容易與封堵件50對(duì)準(zhǔn)且更容易操作。[0052] 在一些實(shí)施例中,封堵件50為球體。球體可以為金屬球,如鋼球。為了避免球體偏離空心軸41的頂端開口,導(dǎo)致球體不能將空心軸41的頂端開口封堵,可以使空心軸41的頂端端面411形成內(nèi)錐面。由于內(nèi)錐面的存在,使球體在中心通道31內(nèi)下落時(shí),能夠順利地進(jìn)入錐面內(nèi),從而將空心軸41的頂端開口封堵。并且,在取出球體時(shí),由于內(nèi)錐面的存在,將鉆具放平后,球體會(huì)自動(dòng)滾落脫離空心軸41。由于封堵件50與連接螺紋孔33的頂端開口較近,便于人工將球體取出。[0053] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種鉆孔取心方法,利用本申請(qǐng)任一實(shí)施例的鉆具進(jìn)行鉆孔取心。鉆孔取心方法可以包括鉆孔取心操作和退心操作。其中,退心操作包括:將鉆具提至地面,平放鉆具,卸下鉆頭14;將封堵件50從中心通道31中取出后,將隔水件60放入中心通道31,以斷開中心通道31與多個(gè)側(cè)向流道32之間的通路,且保持中心通道31與空心軸41之間連通;向中心通道31提供沖洗液,使沖洗液經(jīng)由隔水件60進(jìn)入內(nèi)管20中將內(nèi)管20中的巖樣從內(nèi)管20的底部推出。在將內(nèi)管20中的巖樣從內(nèi)管20的底部推出后,可以將隔水件60從中心通道31中取出。[0054] 在一些實(shí)施例中,可以在放入隔水件60之后,將驅(qū)動(dòng)接頭30與退心接頭和液力泵連接,使沖洗液經(jīng)由退心接頭進(jìn)入中心通道31內(nèi)部。[0055] 在一些實(shí)施例中,鉆孔取心操作包括:鉆具下入鉆孔時(shí),此時(shí)鉆具從上到下中心流道為貫通狀態(tài);當(dāng)鉆具連接鉆桿下放到孔底,由鉆桿通道向中心通道31提供沖洗液,使沖洗液經(jīng)由多個(gè)側(cè)向流道32進(jìn)入環(huán)形通道11、以及經(jīng)由空心軸41進(jìn)入內(nèi)管20對(duì)孔進(jìn)行沖洗作業(yè);沖洗作業(yè)完成后,將封堵件50投入鉆桿通道,封堵件50在重力和沖洗液水力作用下到達(dá)中心通道31,以堵住空心軸41,從而使得沖洗液能夠經(jīng)由多個(gè)側(cè)向流道32進(jìn)入環(huán)形通道11對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗;之后,利用鉆桿帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)進(jìn)行鉆孔取心。[0056] 容易理解,如果在鉆孔取心操作中向中心通道31放入封堵件50,那么在退心操作中,在將隔水件60放入中心通道31之前,需要先將封堵件50從中心通道31中取出。[0057] 在一些實(shí)施例中,將驅(qū)動(dòng)接頭30與鉆桿連接,在將鉆具下放至孔底后,由鉆桿通道向中心通道31提供沖洗液。[0058] 在一些實(shí)施例中,鉆具下到孔底時(shí),在未投入封堵件50之前,鉆桿及鉆具中心流道從上到下完全貫通,可以先大泵量向中心通道31提供沖洗液,以沖孔清除孔內(nèi)沉渣。沖孔操作結(jié)束后,可以從鉆桿通道投入封堵件50。封堵件50落到空心軸41上端中心孔位置形成單向閥,對(duì)內(nèi)管20上部沖洗液進(jìn)行隔離,讓上部沖洗液只能從驅(qū)動(dòng)接頭30的側(cè)向流道32進(jìn)入內(nèi)外管之間的環(huán)形通道11。[0059] 在一些實(shí)施例中,由于鉆孔內(nèi)有沖洗液,沖洗液有浮力,在將封堵件50通過鉆桿通道投入后,可先開泵向鉆桿通道泵入沖洗液,以將封堵件50送至空心軸41頂部。從而一方面可以加快封堵件50到達(dá)空心軸41頂部的速度,另一方面還可以沖洗鉆孔。[0060] 下面結(jié)合具體實(shí)施例說明本申請(qǐng)實(shí)施例的鉆孔取心方法。[0061] (1)鉆進(jìn)取心操作:鉆具下放至孔底后,先大泵量沖孔,之后從鉆桿通道投入封堵件50,開泵將封堵件50送至空心軸41頂部;正常鉆進(jìn)取心一段長度后,停泵,鉆具加壓0.2~1.5t,慢速回轉(zhuǎn)鉆具3~5圈后提長鉆桿鉆具;鉆進(jìn)取心的長度不超過內(nèi)管20容納長度。
[0062] (2)退心操作:鉆具提至地面后,卸掉鉆頭14和卡簧座21,取出封堵件50,從驅(qū)動(dòng)接頭30處或變絲接頭(即連接鉆桿接頭和驅(qū)動(dòng)接頭30的接頭)處向中心通道31中塞入隔水件60至空心軸41上方,將退心接頭與驅(qū)動(dòng)接頭30螺紋連接,利用高壓膠管連接退心接頭與泥漿泵,沖洗液由驅(qū)動(dòng)接頭30通過空心軸41進(jìn)入內(nèi)管20上方,將巖樣從底部推出。退心完成后,取出隔水件60,安裝卡簧座21和鉆頭14,下鉆進(jìn)行下一回次鉆進(jìn)取心操作。
[0063] 對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例,還需要說明的是,在不沖突的情況下,本發(fā)明的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合以得到新的實(shí)施例。[0064] 以上,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
聲明:
“鉆具及鉆孔取心方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)