一种稀土矿勘探用钻探取样装置

摘要

本发明公开了一种稀土矿勘探用钻探取样装置，包括钻井机和连接件，钻井机的输出端固定安装有钻杆，连接件的上侧壁开设有圆孔，且圆孔的内壁固定连接钻杆，连接件的下侧壁固定安装有钻筒，钻筒的内腔套接有取样机构，钻筒的下侧壁固定安装有钻头。本发明通过钻筒以及半合管内管机构的设置，使得取得矿样始终为完整的圆柱体，而不是粉状，保证岩样原状结构不被破坏，并通过无需加水的钻孔取样过程，使得取出的矿样符合稀土矿勘探样品的要求，避免了矿样遭到破坏的问题。

说明书

技术领域

本发明属于钻探取样领域，具体地说，涉及一种稀土矿勘探用钻探取样装置。

背景技术

离子吸附型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化形成黏土矿物，解离出的稀土离子以水合离子或羟基水合离子吸附在黏土矿物上。吸附在黏土矿物上的稀土离子在水中不溶解也不水解，但遵循离子交换规律，可用化学法提取稀土。矿石多在丘陵地带，为松散的沙黏土，颜色有白色、灰色、红色、黄色。密度为2.0～2.5g/cm3。矿山产品为混合氧化稀土，其稀土配分变化很大，有轻稀土型，重稀土型和中重稀土型。矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80％～90％呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上。

云南省离子吸附型稀土矿主要分布在区内洼地中，岩性为残积、坡积、洪积和冲积等堆圾体。在不同的母岩分布区，风化壳剖面有明显差异。在碱性侵入岩分布区，风化壳具有的主要特征是粘土、高岭土化强烈，原岩特征稍有保留，岩石结构疏松、易碎，手搓多为粉末状。其中还夹杂有淡红、灰绿色霞石正长岩和碱长正长岩，向下逐渐向新鲜基岩过渡的弱风化层，研磨性较高。

云南共生稀有金属的风化壳离子吸附型稀土矿在勘探过程中钻探施工难点主要表现在以下几个方面：第一，常规钻探方法钻进，冲洗液对岩心的冲刷，根本无法取到完整岩心，岩心采取率低，且稀土离子矿物基本被冲洗液冲走，岩样没有代表性，故而规范要求不允许用水钻进；第二，机械干钻的方法，5米以深有很多球形风化体，风化程度不一，钻头没有冷却无法正常钻进，且获得的岩心经过高温，结构状态完全变化，不符合取样要求。虽然采取率达100％，但岩样原状结构基本被破坏甚至完全破坏；第三，钻进弱胶结层段时，钻孔孔壁掉块、垮塌，卡钻、埋钻频繁，且岩心采取率远远低于规范要求，采取质量更是无法满足要求；钻进胶结较好层段时，岩心从取心管中取出需要敲击，岩样原状结构也受到严重破坏；第四，在江西、广东、福建等省常用的锹钻、赣南钻虽然也能满足取样要求，但对埋深大于5米的大型矿体和地下水以下的矿层便失去了推广意义，成功率低下，且耗时较长。

由此我们提出了解决上述问题的设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种稀土矿勘探用钻探取样装置。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种稀土矿勘探用钻探取样装置，包括钻井机和连接件，所述钻井机的输出端固定安装有钻杆，所述连接件的上侧壁开设有圆孔，且圆孔的内壁固定连接钻杆，所述连接件的下侧壁固定安装有钻筒，所述钻筒的内腔套接有取样机构，所述钻筒的下侧壁固定安装有钻头。

进一步地，所述取样机构包括半合管外管机构和半合管内管机构。

进一步地，所述钻筒的内腔开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有卡接件，且卡接件与半合管外管机构的外壁紧密贴合。

进一步地，所述圆孔的侧壁开设有弹簧槽，所述弹簧槽的内壁固定安装有弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定安装有梯形块，所述钻杆的下端外侧壁开设有三角形槽，且三角形槽的内壁与梯形块的内端紧密贴合。

进一步地，所述梯形块的外侧壁开设有螺纹孔，所述弹簧槽的外侧壁开设有第二圆孔，且第二圆孔与螺纹孔的圆心处于同一直线。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明通过钻筒以及半合管内管机构的设置，使得取得矿样始终为完整的圆柱体，而不是粉状，保证岩样原状结构不被破坏，并通过无需加水的钻孔取样过程，使得取出的矿样符合稀土矿勘探样品的要求，避免了矿样遭到破坏的问题，通过设置弹簧结构，在保证了钻杆与连接件连接稳定性的同时，也避免了需要更换钻筒时不易分离的问题。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为本发明示意图。

图2为本发明钻筒处剖面图。

图3为本发明a处细节图。

图中：1-钻井机；2-钻杆；3-连接件；4-钻筒；5-取样机构；6-半合管外管机构；7-半合管内管机构；8-滑槽；9-卡接件；10-圆孔；11-弹簧槽；12-弹簧；13-梯形块；14-三角形槽；15-螺纹孔；16-第二圆孔；17-钻头。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例的一种稀土矿勘探用钻探取样装置，包括钻井机1和连接件3，钻井机1的输出端固定安装有钻杆2，连接件3的上侧壁开设有圆孔10，且圆孔10的内壁固定连接钻杆2，方式为圆孔10的上端于钻杆2的贴合处采用焊接固定，连接件3的下侧壁固定安装有钻筒4，钻筒4的内腔套接有取样机构5，钻筒4的下侧壁固定安装有钻头17，钻头17呈环状，这样即可保证钻头17开凿时矿石会从钻头17穿过进入半合管内管机构7内，这样即可保证取出矿样时无需在钻孔内添加水，保证了稀土矿勘探样品的要求，取样机构5为双级单动半合管，取样机构5包括半合管外管机构6和半合管内管机构7，双级单动半合管已为勘探常用的现有装置，其具体工作原理在此不再赘述，钻筒4的内腔开设有滑槽8，滑槽8的内壁滑动连接有卡接件9，且卡接件9与半合管外管机构6的外壁紧密贴合，通过双层的取样机构5，在保证取出的矿样为圆柱形的同时，避免卡接件9对装着矿样的半合管内管机构7造成挤压，避免损伤矿样的问题出现，同时紧密贴合于半合管外管机构6外壁的卡接件9也起到了固定取样机构5的作用，为了进一步固定连接件3与钻杆2，圆孔10的侧壁开设有弹簧槽11，弹簧槽11的内壁固定安装有弹簧12的一端，弹簧12的另一端固定安装有梯形块13，钻杆2的下端外侧壁开设有三角形槽14，且三角形槽14的内壁与梯形块13的内端紧密贴合，此时钻杆2即无法相对于圆孔10产生运动，梯形块13的外侧壁开设有螺纹孔15，弹簧槽11的外侧壁开设有第二圆孔16，且第二圆孔16与螺纹孔15的圆心处于同一直线，长时间工作于地下的钻筒4需要更换时，只需将连接件3与钻杆2的焊接处通过碳弧气刨分离，并在第二圆孔16内穿入螺钉并使其螺接于螺纹孔15，拉动螺钉即可。

工作原理：本发明为一种稀土矿勘探用钻探取样装置，工作时，钻井机1带动钻杆2上下移动，从而带动钻筒4上下移动，钻头17开凿时矿石会从钻头17穿过进入半合管内管机构7，半合管内管机构7装满后取出，记录1个深度采样，再下钻开凿，依次进行2/3/4…深度采样，直至凿到需要的深度，停止开凿，取出钻筒1，然后取出取样机构5再打开半合管内管机构7，半合管内管机构7内的矿石就是采样，在钻筒4长时间使用并需要更换时，通过碳弧气刨分离连接件3与钻杆2的焊接处，在第二圆孔16内穿入螺钉并使其螺接于螺纹孔15，拉动螺钉即可实现分离效果，进行更换后重新安装即可。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。