一种防止岩芯断裂的新型地层岩芯取样钻头

摘要

本发明公开了一种防止岩芯断裂的新型地层岩芯取样钻头，包括钻头冠部和不锈钢钻杆，所述钻头冠部呈锯齿状，所述钻头冠部布满金刚石颗粒，所述钻杆内部安装四个锋利的刮刀，所述钻杆尾部安装有所述刮刀控制器。其特征在于，所述刮刀与所述钻杆长度相等，所述刮刀控制器可以控制所述刮刀的开启与闭合，所述刮刀控制器开启时，所述刮刀与所述钻杆内壁成一定角度斜交，所述刮刀控制器关闭时，所述刮刀与所述钻杆内壁无角度紧贴，四个刮刀在所述钻杆内壁均匀分布，四个刮刀的尖端围成一个圆，圆的直径为25mm。本发明的有益效果是：完成岩芯钻取之后，关闭所述刮刀控制器，使刮刀与钻杆壁无角度紧贴，所述钻杆与钻杆内岩芯之间腾出空隙，拔出钻杆，有效防止钻杆内的岩芯断裂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式地层岩芯取样钻头，特别是涉及一种防止岩芯断裂的便携式地层岩芯取样钻头。

背景技术

便携式地层岩芯取样钻机的应用，对于野外环境下岩样的获取提供了巨大帮助。钻机原有进口钻头是一种带不锈钢柄的重负载进口金刚石钻头，带有具漏水凹槽的金刚石冠。原有国产钻头是一种金刚石薄皮钻头，钻头冠部有两个出水凹口。这两种钻头在钻头冠部设计有出水口，在钻机工作过程中，水从钻头尾部流入，从冠部凹口流出，用于冷却钻头，降低钻头的磨损。

然而在实际野外工作中，常常会遇到这样的情况：便携式钻机在钻进的过程中，由于地层相对松软，岩石颗粒之间胶结不牢固，在钻头内部岩层和钻头之间的摩擦力的作用下，钻头内部岩层在根部与基岩断裂分离，随钻头一同旋转，导致拔出钻头时，岩芯自动脱落，或卡在钻头内部。脱落的岩芯无法进行后面的岩芯定向工作，钻取的岩芯无法利用。卡在钻头内部的岩芯堵塞钻头，岩芯无法使用，并且难以取出，严重影响正常的野外工作。

岩芯断裂的情况有两种：一种是钻机在工作过程中，钻头与岩芯的直接摩擦，导致岩芯断裂；另一种是钻机完成钻孔时，岩芯未断裂，在拔出钻头时，由于岩芯与钻头壁之间的摩擦，导致岩芯断裂。在实际野外工作中，只要岩层达到一定的胶结程度，钻机在钻进过程中，岩芯不会断裂，在拔出钻机时，常常会出现岩芯断裂、卡在钻头里的情况。鉴于上述问题，本发明提出了一种新型钻头，在钻机的工作过程中，可以有效的防止岩芯的脱落，即使岩芯脱落堵塞在钻头里，依然可以轻松的将岩芯取出，不影响后续工作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有钻头的缺陷，提供一种防止岩芯断裂的地层岩芯取样钻头，在满足岩芯柱样品大小要求的同时，降低钻头内岩芯断裂的几率，解决钻进过程中岩芯与基底岩层容易分离的问题，即使岩芯断裂，也可以有效避免岩芯堵塞钻杆的情况发生。

一种防止岩芯断裂的新型地层岩芯取样钻头，包括钻头冠部和不锈钢钻杆，所述钻头冠部呈锯齿状，所述钻头冠部布满金刚石颗粒，所述钻杆内部安装四个刮刀，所述钻杆尾部安装有所述刮刀控制器。

作为优选的技术方案，所述钻头冠部长5mm，边缘呈锯齿状，表面布满金刚石颗粒。所述不锈钢钻杆长200mm，内径26.5mm，外径29mm。

作为对上述技术方案的改进，所述刮刀与所述钻杆长度相等。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述刮刀控制器可以控制所述刮刀的开启与闭合。

作为对上述技术方案的更进一步改进，所述刮刀控制器开启时，所述刮刀与所述钻杆内壁成一定角度斜交，所述刮刀控制器关闭时，所述刮刀与所述钻杆内壁无角度紧贴。

作为对上述技术方案的特别进一步改进，所述四个刮刀在所述钻杆内壁均匀分布。

作为对上述技术方案的尤其进一步改进，所述四个刮刀的尖端围成一个圆，圆的直径为25mm。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：区别于原有带凹口的普通钻头，本发明钻头冠部设计成采用锯齿状金刚钻，可以在钻头钻进岩层之前，有效的紧扣岩层，防止钻头的左右晃动，增强取芯位置的准确性，避免岩芯柱因钻杆晃动引起的断裂。锯齿状金刚钻头同样具有原有钻头凹口设计的功能，为冷却水提供流出口，而且比原有钻头冠部表面小，减少了金刚石的使用，有效降低钻头成本，增加了经济实用型。在钻进运行过程中，刮刀随钻头一共运转，对钻头内岩芯柱进行打磨，满足岩芯柱样品大小要求的同时，在钻机完成工作之后，利用所述刮刀控制器将所述刮刀关闭，使所述刮刀与所述钻杆壁无角度紧贴，钻头与岩芯柱之间有一定的空隙，大大减小了岩芯与钻杆壁之间的直接接触摩擦，有效避免岩芯堵塞钻杆的情况发生，由于两者之间摩擦力的减小，在拔出钻头时，降低钻头直接碰触岩芯的几率，从而减少钻头内岩芯断裂的可能性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定于本发明的范围。其中：

图1为本发明结构示意图的主视图；

图2为本发明结构示意图的侧视图；

附图标记说明：1-钻头冠部；2-金刚石颗粒；3-不锈钢钻杆；4-钻杆内上部刮刀；5-钻杆内中部左侧刮刀；6-钻杆内下部刮刀；7-钻杆内中部右侧刮刀；8-刮刀控制器。

具体实施方式

为了对本发明有更加清楚的认识，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，一种防止岩芯断裂的新型地层岩芯取样钻头，包括钻头冠部1和不锈钢钻杆3，所述钻头冠部呈锯齿状，所述钻头冠部布满金刚石颗粒2，所述钻杆内部安装四个刮刀4，5，6，7，所述钻杆尾部安装有所述刮刀控制器8。

在钻取岩芯时，将所述钻杆3尾部与便携式钻机连接起来，利用所述钻头冠部1的锯齿紧扣取芯部位，开启刮刀控制器8，使得所述刮刀4，5，6，7与所述钻杆3内壁成一定角度斜交，启动钻机，接通冷却水流，均匀钻进地层，钻到一定深度，关闭钻机，关闭冷却水，关闭刮刀控制器8，使得所述刮刀4，5，6，7与所述钻杆3内壁无角度紧贴，所述钻杆3与内部岩芯柱之间腾出一定空隙，小心拔出钻头，完成钻取岩芯工作，

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。