一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種便攜式地層巖芯取樣鉆頭，特別是涉及一種防止巖芯斷裂的便攜式地層巖芯取樣鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式地層巖芯取樣鉆機的應(yīng)用，對于野外環(huán)境下巖樣的獲取提供了巨大幫助。鉆機原有進口鉆頭是一種帶不銹鋼柄的重負(fù)載進口金剛石鉆頭，帶有具漏水凹槽的金剛石冠。原有國產(chǎn)鉆頭是一種金剛石薄皮鉆頭，鉆頭冠部有兩個出水凹口。這兩種鉆頭在鉆頭冠部設(shè)計有出水口，在鉆機工作過程中，水從鉆頭尾部流入，從冠部凹口流出，用于冷卻鉆頭，降低鉆頭的磨損。
[0003]然而在實際野外工作中，常常會遇到這樣的情況:便攜式鉆機在鉆進的過程中，由于地層相對松軟，巖石顆粒之間膠結(jié)不牢固，在鉆頭內(nèi)部巖層和鉆頭之間的摩擦力的作用下，鉆頭內(nèi)部巖層在根部與基巖斷裂分離，隨鉆頭一同旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致拔出鉆頭時，巖芯自動脫落，或卡在鉆頭內(nèi)部。脫落的巖芯無法進行后面的巖芯定向工作，鉆取的巖芯無法利用?？ㄔ阢@頭內(nèi)部的巖芯堵塞鉆頭，巖芯無法使用，并且難以取出，嚴(yán)重影響正常的野外工作。
[0004]巖芯斷裂的情況有兩種:一種是鉆機在工作過程中，鉆頭與巖芯的直接摩擦，導(dǎo)致巖芯斷裂；另一種是鉆機完成鉆孔時，巖芯未斷裂，在拔出鉆頭時，由于巖芯與鉆頭壁之間的摩擦，導(dǎo)致巖芯斷裂。在實際野外工作中，只要巖層達(dá)到一定的膠結(jié)程度，鉆機在鉆進過程中，巖芯不會斷裂，在拔出鉆機時，常常會出現(xiàn)巖芯斷裂、卡在鉆頭里的情況。鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種新型鉆頭，在鉆機的工作過程中，可以有效的防止巖芯的脫落，即使巖芯脫落堵塞在鉆頭里，依然可以輕松的將巖芯取出，不影響后續(xù)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有鉆頭的缺陷，提供一種防止巖芯斷裂的地層巖芯取樣鉆頭，在滿足巖芯柱樣品大小要求的同時，降低鉆頭內(nèi)巖芯斷裂的幾率，解決鉆進過程中巖芯與基底巖層容易分離的問題，即使巖芯斷裂，也可以有效避免巖芯堵塞鉆桿的情況發(fā)生。
[0006]—種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，包括鉆頭冠部和不銹鋼鉆桿，所述鉆頭冠部呈鋸齒狀，所述鉆頭冠部布滿金剛石顆粒，所述鉆桿內(nèi)部安裝四個刮刀，所述鉆桿尾部安裝有所述刮刀控制器。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉆頭冠部長5mm，邊緣呈鋸齒狀，表面布滿金剛石顆粒。所述不銹鋼鉆桿長200mm，內(nèi)徑26.5mm,外徑29mm。
[0008]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述刮刀與所述鉆桿長度相等。
[0009]作為對上述技術(shù)方案的進一步改進，所述刮刀控制器可以控制所述刮刀的開啟與閉合。
[0010]作為對上述技術(shù)方案的更進一步改進，所述刮刀控制器開啟時，所述刮刀與所述鉆桿內(nèi)壁成一定角度斜交，所述刮刀控制器關(guān)閉時，所述刮刀與所述鉆桿內(nèi)壁無角度緊貼。
[0011]作為對上述技術(shù)方案的特別進一步改進，所述四個刮刀在所述鉆桿內(nèi)壁均勻分布。
[0012]作為對上述技術(shù)方案的尤其進一步改進，所述四個刮刀的尖端圍成一個圓，圓的直徑為25_。
[0013]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于原有帶凹口的普通鉆頭，本發(fā)明鉆頭冠部設(shè)計成采用鋸齒狀金剛鉆，可以在鉆頭鉆進巖層之前，有效的緊扣巖層，防止鉆頭的左右晃動，增強取芯位置的準(zhǔn)確性，避免巖芯柱因鉆桿晃動引起的斷裂。鋸齒狀金剛鉆頭同樣具有原有鉆頭凹口設(shè)計的功能，為冷卻水提供流出口，而且比原有鉆頭冠部表面小，減少了金剛石的使用，有效降低鉆頭成本，增加了經(jīng)濟實用型。在鉆進運行過程中，刮刀隨鉆頭一共運轉(zhuǎn)，對鉆頭內(nèi)巖芯柱進行打磨，滿足巖芯柱樣品大小要求的同時，在鉆機完成工作之后，利用所述刮刀控制器將所述刮刀關(guān)閉，使所述刮刀與所述鉆桿壁無角度緊貼，鉆頭與巖芯柱之間有一定的空隙，大大減小了巖芯與鉆桿壁之間的直接接觸摩擦，有效避免巖芯堵塞鉆桿的情況發(fā)生，由于兩者之間摩擦力的減小，在拔出鉆頭時，降低鉆頭直接碰觸巖芯的幾率，從而減少鉆頭內(nèi)巖芯斷裂的可能性。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定于本發(fā)明的范圍。其中:
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖；
[0017]附圖標(biāo)記說明:1_鉆頭冠部；2_金剛石顆粒；3_不銹鋼鉆桿；4_鉆桿內(nèi)上部刮刀；5_鉆桿內(nèi)中部左側(cè)刮刀；6_鉆桿內(nèi)下部刮刀；7_鉆桿內(nèi)中部右側(cè)刮刀；8_刮刀控制器。
【具體實施方式】
[0018]為了對本發(fā)明有更加清楚的認(rèn)識，現(xiàn)結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0019]如圖1和圖2所示，一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，包括鉆頭冠部1和不銹鋼鉆桿3，所述鉆頭冠部呈鋸齒狀，所述鉆頭冠部布滿金剛石顆粒2，所述鉆桿內(nèi)部安裝四個刮刀4，5，6，7，所述鉆桿尾部安裝有所述刮刀控制器8。
[0020]在鉆取巖芯時，將所述鉆桿3尾部與便攜式鉆機連接起來，利用所述鉆頭冠部1的鋸齒緊扣取芯部位，開啟刮刀控制器8，使得所述刮刀4，5，6，7與所述鉆桿3內(nèi)壁成一定角度斜交，啟動鉆機，接通冷卻水流，均勾鉆進地層，鉆到一定深度，關(guān)閉鉆機，關(guān)閉冷卻水，關(guān)閉刮刀控制器8，使得所述刮刀4，5，6，7與所述鉆桿3內(nèi)壁無角度緊貼，所述鉆桿3與內(nèi)部巖芯柱之間騰出一定空隙，小心拔出鉆頭，完成鉆取巖芯工作，
[0021]本發(fā)明未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，包括鉆頭冠部(1)和不銹鋼鉆桿(3)，所述鉆頭冠部(1)呈鋸齒狀，所述鉆頭冠部(1)布滿金剛石顆粒(2)，所述鉆桿(3)內(nèi)部安裝四個刮刀⑷(5) (6) (7)，所述鉆桿(3)尾部安裝有所述刮刀控制器⑶。2.如權(quán)利要求1所述的一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，其特征在于:所述刮刀⑷(5) (6) (7)與所述鉆桿(3)長度相等。3.如權(quán)利要求1所述的一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，其特征在于:所述刮刀控制器⑶可以控制所述刮刀⑷(5) (6) (7)的開啟與閉合。4.如權(quán)利要求1所述的一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，其特征在于:所述刮刀控制器⑶開啟時，所述刮刀⑷(5) (6) (7)與所述鉆桿(3)內(nèi)壁成一定角度斜交，所述刮刀控制器(8)關(guān)閉時，所述刮刀(4) (5) (6) (7)與所述鉆桿(3)內(nèi)壁無角度緊貼。5.如權(quán)利要求1所述的一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，其特征在于:所述四個刮刀⑷(5) (6) (7)在所述鉆桿(3)內(nèi)壁均勻分布。6.如權(quán)利要求1所述的一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，其特征在于:所述四個刮刀⑷(5) (6) (7)的尖端圍成一個圓，圓的直徑為25mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防止巖芯斷裂的新型地層巖芯取樣鉆頭，包括鉆頭冠部和不銹鋼鉆桿，所述鉆頭冠部呈鋸齒狀，所述鉆頭冠部布滿金剛石顆粒，所述鉆桿內(nèi)部安裝四個鋒利的刮刀，所述鉆桿尾部安裝有所述刮刀控制器。其特征在于，所述刮刀與所述鉆桿長度相等，所述刮刀控制器可以控制所述刮刀的開啟與閉合，所述刮刀控制器開啟時，所述刮刀與所述鉆桿內(nèi)壁成一定角度斜交，所述刮刀控制器關(guān)閉時，所述刮刀與所述鉆桿內(nèi)壁無角度緊貼，四個刮刀在所述鉆桿內(nèi)壁均勻分布，四個刮刀的尖端圍成一個圓，圓的直徑為25mm。本發(fā)明的有益效果是：完成巖芯鉆取之后，關(guān)閉所述刮刀控制器，使刮刀與鉆桿壁無角度緊貼，所述鉆桿與鉆桿內(nèi)巖芯之間騰出空隙，拔出鉆桿，有效防止鉆桿內(nèi)的巖芯斷裂。
【IPC分類】E21B10/02, E21B10/48
【公開號】CN105386726
【申請?zhí)枴緾N201510706623
【發(fā)明人】劉闖, 鐘建華, 曹夢春, 黃雷桐
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月27日