專利名稱：鵝卵石取芯鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鵝卵石取芯鉆具，特別是一種用于在崩裂地質(zhì)地層條件下的取芯鉆具，屬于鉆探及成孔領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地質(zhì)勘探主要任務(wù)是獲取真實(shí)的巖心樣品，以便評(píng)價(jià)所勘探的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量。很多情況下有用礦產(chǎn)都出現(xiàn)在破碎、軟弱、裂隙性巖石中，在此地層條件下，現(xiàn)有取芯鉆具勘探鉆進(jìn)，容易使巖芯管中的巖芯脫落，很難滿足實(shí)際的地質(zhì)勘探要求。同時(shí)在建筑樁基、地源熱泵空調(diào)成孔、獲取地下水打水井等方面，我們都可能遭遇崩裂破碎山體、谷地河床、建筑回填等地質(zhì)層。現(xiàn)有取芯鉆具及打井機(jī)具，很難將這種地質(zhì)狀態(tài)的碎石、鵝卵石、建筑回填物取出而形成所需的工作深孔。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鵝卵石取芯鉆具(鵝卵石材質(zhì)、 不穩(wěn)定具有代表性)。該裝置在鉆進(jìn)時(shí)，鵝卵石可以順暢通過(guò)鉆頭、本發(fā)明鉆具，進(jìn)入長(zhǎng)芯管；而每次向上提長(zhǎng)芯管時(shí)，通過(guò)本發(fā)明鉆具的裝置動(dòng)作，擋板自動(dòng)張開(kāi)將鵝卵石阻擋于長(zhǎng)芯管內(nèi)，將鵝卵石定位取出。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鵝卵石取芯鉆具，取芯鉆具內(nèi)套螺紋與取芯鉆頭螺紋相連接；檔板軸穿入檔板軸孔后，安裝于內(nèi)套檔板楔槽內(nèi)；外花鍵內(nèi)套與內(nèi)花鍵外套縱向滑動(dòng)連接；開(kāi)環(huán)襯圈安裝于內(nèi)套與外套無(wú)花鍵部位；內(nèi)套環(huán)槽安裝0形密封圈，0形密封圈外側(cè)與內(nèi)花鍵外套下部孔位密合；外套螺紋與長(zhǎng)芯管螺紋連接。所述鵝卵石取芯鉆具可以自成一個(gè)整體部件，依靠?jī)?nèi)套螺紋及外套螺紋串接裝配于現(xiàn)有取芯鉆頭與現(xiàn)有長(zhǎng)芯管中間。所述內(nèi)套螺紋按現(xiàn)有規(guī)格取芯鉆頭螺紋標(biāo)準(zhǔn)加工，可以與現(xiàn)有取芯鉆頭配合。外套螺紋按現(xiàn)有規(guī)格長(zhǎng)芯管螺紋標(biāo)準(zhǔn)加工，可以與現(xiàn)有長(zhǎng)芯管配合，減少重復(fù)投資。所述檔板為彈性材料制作，為直角杠桿結(jié)構(gòu)，支點(diǎn)孔穿入檔板軸，分別安裝于內(nèi)套各檔板楔槽中，檔板軸兩端均固定于檔板楔槽橫向槽口內(nèi)。所述檔板可以繞軸運(yùn)動(dòng)與內(nèi)套檔板楔槽縱向槽口平行貼合，使鵝卵石順暢通過(guò)進(jìn)入長(zhǎng)芯管內(nèi)。所述檔板還可以繞軸在設(shè)計(jì)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)鵝卵石順長(zhǎng)芯管下滑，阻擋鵝卵石脫離長(zhǎng)芯管。檔板在設(shè)計(jì)角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而不能脫離內(nèi)套。所述外花鍵內(nèi)套與內(nèi)花鍵外套縱向滑動(dòng)連接，通過(guò)花鍵及螺紋結(jié)構(gòu)作用，傳遞鉆桿旋轉(zhuǎn)扭力至鉆頭，實(shí)施對(duì)鵝卵石地質(zhì)切割。鉆進(jìn)時(shí)兩花鍵上下端面頂住，傳遞鉆機(jī)垂直壓力至鉆頭。同時(shí)內(nèi)花鍵外套花鍵下端面壓于檔板直角面上端，使直角檔板垂直面與內(nèi)套檔板楔槽平行貼合，由彈性結(jié)構(gòu)自行調(diào)整間隙誤差，使鵝卵石進(jìn)入長(zhǎng)芯管內(nèi)。所述開(kāi)環(huán)襯圈安裝于內(nèi)套與外套無(wú)花鍵部位，裝配方式與外套通過(guò)固定孔固定連接，與內(nèi)套滑動(dòng)連接，固定兩花鍵嚙入后軸向不能完全分離。提升長(zhǎng)芯管時(shí)，與外套固定連接的開(kāi)環(huán)襯圈與內(nèi)套產(chǎn)生滑動(dòng)，在設(shè)計(jì)間隙內(nèi)，開(kāi)環(huán)襯圈上端面推動(dòng)直角結(jié)構(gòu)檔板水平端下平面，檔板繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，檔板垂直端向中心運(yùn)動(dòng)，檔板下端鵝卵石受檔板彈性推擠，提升產(chǎn)生的空間增大，鉆頭下部形成空間，結(jié)合上部鵝卵石的下行重力，檔板繼續(xù)運(yùn)行，至設(shè)計(jì)允許角度停止，從而阻擋鵝卵石的繼續(xù)下行，將其穩(wěn)定在長(zhǎng)芯管內(nèi)，直至提升上地面。所述內(nèi)套環(huán)槽內(nèi)安裝0形密封圈，0形密封圈外側(cè)與內(nèi)花鍵外套下部孔位密合。其一可以防止泥沙進(jìn)入取芯鉆具內(nèi)部影響機(jī)構(gòu)動(dòng)作，其二是增加內(nèi)外套之間摩擦阻力，鉆機(jī)下行時(shí)保持檔板垂直端面與內(nèi)套上檔板楔槽貼合。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取芯穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)成本低；可以制作成與現(xiàn)有各種規(guī)格的取芯鉆頭、長(zhǎng)芯管配合的獨(dú)立鉆具，減少重復(fù)投資；同時(shí)可以開(kāi)發(fā)成為大直徑取芯鉆具，填補(bǔ)崩裂形地質(zhì)大直徑取芯鉆具的空白。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的鉆進(jìn)狀態(tài)剖示圖。圖2為本發(fā)明的提升狀態(tài)剖示3為本發(fā)明的零件形狀中，1.內(nèi)套螺紋，2.外花鍵內(nèi)套，3.內(nèi)套環(huán)槽，4.開(kāi)環(huán)襯圈，5.固定孔，6.檔板軸，7.檔板，8.檔板楔槽，9.內(nèi)花鍵外套，10.外套螺紋。
具體實(shí)施例方式如圖1所示鉆進(jìn)狀態(tài)鵝卵石取芯鉆具，鉆具內(nèi)套螺紋1的下部可以接現(xiàn)有取芯鉆頭，鉆具外套螺紋10的上部可以接現(xiàn)有長(zhǎng)芯管。檔板軸6插入檔板7軸孔內(nèi)，再裝入外花鍵內(nèi)套2的檔板楔槽8內(nèi)固定。開(kāi)環(huán)襯圈4安裝于外花鍵內(nèi)套2與內(nèi)花鍵外套9之間無(wú)花鍵部位，內(nèi)套環(huán)槽3裝入0形密封圈，0形密封圈外側(cè)與內(nèi)花鍵外套9下部孔位密合，通過(guò)固定孔5將開(kāi)環(huán)襯圈4固定于內(nèi)花鍵外套9上，與外花鍵內(nèi)套2滑動(dòng)配合。 在使用鵝卵石取芯鉆具鉆進(jìn)時(shí)，外花鍵內(nèi)套2頂部抵住內(nèi)花鍵外套9花鍵底部，傳遞由鉆機(jī)提供的鉆進(jìn)壓力。內(nèi)花鍵外套9與外花鍵內(nèi)套2之間的花鍵嚙合，傳遞由鉆機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)扭力。內(nèi)花鍵外套9花鍵頂部抵住檔板7 —端直角邊，壓迫檔板7繞檔板軸6轉(zhuǎn)動(dòng)至另一直角邊貼合于檔板楔槽8，0形密封圈張力作用，定位內(nèi)花鍵外套9與外花鍵內(nèi)套 2的相對(duì)位置，鵝卵石取芯鉆具整體等同于一段圓管，使鵝卵石順利進(jìn)入長(zhǎng)芯管內(nèi)，狀態(tài)如圖1所示。 在使用鵝卵石取芯鉆具取芯時(shí)，鉆機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)扭力與鉆進(jìn)壓力停止，鉆機(jī)向上提升，由于取芯鉆具及長(zhǎng)芯管外徑小于鉆頭外徑，取芯鉆具及長(zhǎng)芯管內(nèi)徑大于鉆頭內(nèi)徑，泥沙碎屑沉積增大對(duì)鉆頭的摩擦阻力，其阻力克服0形密封圈張力，內(nèi)花鍵外套9隨同長(zhǎng)芯管提升，內(nèi)花鍵外套9花鍵底部與外花鍵內(nèi)套2頂部分離，固定于內(nèi)花鍵外套9上的開(kāi)環(huán)襯圈 4隨同提升，至設(shè)計(jì)間隙位置，開(kāi)環(huán)襯圈4上面推動(dòng)檔板7 —端直角邊下面，檔板7繞檔板軸 6轉(zhuǎn)動(dòng)，使另一直角邊脫離檔板楔槽8向心運(yùn)動(dòng)，對(duì)檔板7下部的鵝卵石產(chǎn)生彈性推力，隨提升進(jìn)行鉆頭下部產(chǎn)生空間，檔板7下的鵝卵石在檔板7彈性推力、鵝卵石重力作用下退回
4地層，檔板7下部阻力消失，自重力與上部鵝卵石重力，推動(dòng)檔板7繼續(xù)繞檔板軸6轉(zhuǎn)動(dòng)至設(shè)計(jì)位置而被外花鍵內(nèi)套2的檔板楔槽8阻擋停止，檔板7運(yùn)動(dòng)停止使鵝卵石下行運(yùn)動(dòng)停止，進(jìn)入長(zhǎng)芯管及鵝卵石取芯鉆具檔板7上部的鵝卵石被定位，隨長(zhǎng)芯管提升而同時(shí)提升， 直至提升至地面，狀態(tài)如圖2所示。 隨鉆進(jìn)與提升的循環(huán)進(jìn)行，鵝卵石取芯鉆具一次次將鵝卵石提升至地面，完成鵝卵石取芯與成孔的工作。
權(quán)利要求
1.一種鵝卵石取芯鉆具，鉆具內(nèi)套螺紋1的下部接取芯鉆頭，鉆具外套螺紋10的上部接長(zhǎng)芯管，檔板軸6安裝在檔板7孔內(nèi)，再裝入外花鍵內(nèi)套2上的檔板楔槽8內(nèi)固定，襯圈4 安裝于外花鍵內(nèi)套2與內(nèi)花鍵外套9花鍵厚度空間，內(nèi)套環(huán)槽3上的密封圈外側(cè)與內(nèi)花鍵外套9密合，襯圈4固定于內(nèi)花鍵外套9上，其特征是外花鍵內(nèi)套2上有檔板楔槽8，檔板楔槽8可以安裝檔板軸6，可以穿過(guò)檔板7，還可以使檔板7長(zhǎng)邊貼合于內(nèi)，使直角杠桿結(jié)構(gòu)的檔板7可以繞檔板軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能脫離外花鍵內(nèi)套2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鵝卵石取芯鉆具，其特征是直角杠桿結(jié)構(gòu)的檔板7短邊運(yùn)動(dòng)于外花鍵內(nèi)套2與內(nèi)花鍵外套9的花鍵厚度空間，直角杠桿結(jié)構(gòu)的檔板7長(zhǎng)邊穿過(guò)外花鍵內(nèi)套2，運(yùn)動(dòng)于檔板楔槽8內(nèi)與外花鍵內(nèi)套2圓中心空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鵝卵石取芯鉆具，其特征是襯圈4安裝于外花鍵內(nèi)套2與內(nèi)花鍵外套9花鍵厚度空間，與內(nèi)花鍵外套9固定，與外花鍵內(nèi)套2滑動(dòng)，一則用于控制花鍵運(yùn)動(dòng)間隙，使內(nèi)花鍵外套9與外花鍵內(nèi)套2不脫離，同時(shí)用于推動(dòng)直角杠桿結(jié)構(gòu)的檔板7繞檔板軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鵝卵石取芯鉆具，其特征是內(nèi)花鍵外套9底平面與外花鍵內(nèi)套2頂平面相抵可以傳遞鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力至鉆頭，內(nèi)花鍵外套9花鍵與外花鍵內(nèi)套2花鍵嚙合，可以傳遞鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)扭力至鉆頭，內(nèi)花鍵外套9花鍵上平面與檔板7短邊上平面抵住，控制檔板7長(zhǎng)邊貼合檔板楔槽8槽內(nèi)，平面間隙誤差由檔板7彈性調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鵝卵石取芯鉆具，其特征是內(nèi)套環(huán)槽3上的密封圈外側(cè)與內(nèi)花鍵外套9密合，密封圈摩擦力控制鉆具重復(fù)提取鵝卵石過(guò)程，使下行運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)花鍵外套9 底平面與外花鍵內(nèi)套2頂平面相抵，保證檔板7長(zhǎng)邊貼合檔板楔槽8槽內(nèi)，同時(shí)可防止泥沙進(jìn)入裝置內(nèi)影響機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鵝卵石取芯鉆具，其特征是鉆具內(nèi)套螺紋1的下部接取芯鉆頭，鉆具外套螺紋10的上部接長(zhǎng)芯管，使取芯鉆具可以制作成為獨(dú)立部件，提供現(xiàn)有技術(shù)的拓展應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鵝卵石取芯鉆具，擋板軸穿入擋板孔安裝于擋板楔槽；外花鍵內(nèi)套與內(nèi)花鍵外套滑動(dòng)連接；襯圈安裝于內(nèi)套與外套間；內(nèi)套環(huán)槽內(nèi)裝有密封圈，取芯鉆具自成一個(gè)部件，依靠?jī)?nèi)、外套螺紋串接于取芯鉆頭、長(zhǎng)芯管中間。鉆進(jìn)時(shí)，內(nèi)花鍵外套花鍵頂部抵住擋板一端直角邊，擋板轉(zhuǎn)動(dòng)使另一邊貼合于擋板楔槽，鉆具等同如一段圓管，鵝卵石可以進(jìn)入長(zhǎng)芯管。取芯時(shí)，鉆桿提升，鉆具及長(zhǎng)芯管外徑小于鉆頭外徑，泥沙對(duì)鉆頭阻力增大克服密封圈張力，內(nèi)花鍵外套隨長(zhǎng)芯管提升，花鍵底部與內(nèi)套頂部分離，開(kāi)環(huán)襯圈隨外套提升推動(dòng)擋板直角邊下面，擋板轉(zhuǎn)動(dòng)至設(shè)計(jì)位置停止，進(jìn)入長(zhǎng)芯管的鵝卵石被定位，直至提升至地面。
文檔編號(hào)E21B25/02GK102322233SQ20111024017
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者禹暢 申請(qǐng)人:禹暢