本實(shí)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(shí)物材料。例如在油、氣田勘探和開(kāi)發(fā)中，按勘察得到的地層層位和設(shè)計(jì)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(jìn)給時(shí)，巖芯伸入空腔中，達(dá)到需要的深度后，抱緊裝置將巖芯夾緊，同時(shí)鉆桿提起，通過(guò)拉力截取巖芯，并將巖芯提出地面。

在巖芯截取過(guò)程中，設(shè)備需對(duì)巖芯施加很大的拉力才可將巖芯截?cái)啵绻麕r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(wú)法控制，斷口容易沿巖層分割面斷開(kāi)，造成斷口不齊，影響對(duì)地層的分析，甚至造成設(shè)備損壞，縮短使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)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(shí)，拉力小，巖芯斷口可控，保護(hù)巖芯的完整性，同時(shí)防止設(shè)備損壞，延長(zhǎng)了使用壽命。

本實(shí)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(dòng)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(kāi)口，所述腔體的開(kāi)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(gè)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guò)軸承與所述內(nèi)筒的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)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(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)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(jìn)一步地，所述安裝座上設(shè)有漏泥通道。

進(jìn)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(jìn)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(shí)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(duì)外筒自由轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jìn)給時(shí)，外筒轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dá)到預(yù)設(shè)的進(jìn)給量時(shí)，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(dòng)，在錐面的作用下，環(huán)切裝置向內(nèi)壓縮，摩擦力增大，同時(shí)橡膠摩擦部進(jìn)一步壓縮，切割部與芯棒接觸，切割部隨外筒轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)巖芯進(jìn)行環(huán)切，在巖芯的周向形成環(huán)切槽；鉆具進(jìn)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(jìn)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(qiáng)度最弱，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，形成相對(duì)平整的切口。

本實(shí)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(guò)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(qiáng)度，減小了截取巖芯時(shí)的拉力，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，斷口可控，保護(hù)巖芯的完整性，同時(shí)防止設(shè)備損壞，延長(zhǎng)了使用壽命。

附圖說(shuō)明

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

圖1為一實(shí)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(shí)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(shuō)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(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說(shuō)明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

參照?qǐng)D1到圖3，在一實(shí)施例中，本實(shí)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(dòng)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(kāi)口，所述腔體的開(kāi)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(gè)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(shí)施例提供的巖芯提取鉆具工作原理如下：環(huán)切鉆頭200進(jìn)給時(shí)，外筒110轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dá)到預(yù)設(shè)的進(jìn)給量時(shí)，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(dòng)，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(shí)橡膠摩擦部311進(jìn)一步壓縮，切割部312與芯棒接觸，切割部312隨外筒110轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)巖芯進(jìn)行環(huán)切，在巖芯的周向形成環(huán)切槽；鉆具進(jìn)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(qiáng)摩擦力，同理，在錐面的作用下向內(nèi)壓縮，進(jìn)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(qiáng)度最弱，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，形成相對(duì)平整的切口。

本實(shí)施例的巖芯提取鉆具截取巖芯時(shí)，預(yù)先通過(guò)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(qiáng)度，減小了截取巖芯時(shí)的拉力，巖芯沿環(huán)切槽斷裂，斷口可控，保護(hù)巖芯的完整性，同時(shí)防止設(shè)備損壞，延長(zhǎng)了使用壽命。

進(jìn)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(shí)，安裝座320轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)，本實(shí)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(guò)軸承530與所述內(nèi)筒120的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在軸承530的作用下，內(nèi)筒120可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(gè)軸承530。安裝時(shí)，先將內(nèi)筒120的上端穿過(guò)軸承530，并在軸承530上端設(shè)置擋塊540，擋塊540通過(guò)螺紋連接固定設(shè)置在內(nèi)筒120上，當(dāng)然還可以為銷(xiāo)接、卡接等其他方式，從而使內(nèi)筒120懸掛在外筒110內(nèi)。

進(jìn)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(qiáng)，為了防止泥漿直接作用于對(duì)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(hù)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(shí)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(shí)，腔體相對(duì)密封，腔內(nèi)氣壓升高，不利于巖芯進(jìn)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(shí)，氣體沿減壓通道710排出，降低氣壓，使巖芯順利進(jìn)入，同時(shí)，為了防止泥漿進(jìn)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(jìn)一步地，在鉆具進(jìn)給時(shí)，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(guò)錐面對(duì)巖芯進(jìn)行導(dǎo)向，同時(shí)向外撐開(kāi)抱緊環(huán)410和環(huán)切裝置300，使巖芯順利進(jìn)入腔體。

在本申請(qǐng)的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“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(shí)用新型和簡(jiǎn)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(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“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(duì)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(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)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(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。