专利名称：地气采集钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助于测定材料的化学性质来测试或分析材料，尤其是气体的取样装置。
背景技术：
中国专利99210908.6号公开了一种取气用真空螺旋钻具。该专利技术的优点是利用了现有的钻具结构，并在现有钻具内部加以改造，安装上取气部件，实现了土壤钻进和采气同时进行的操作。土壤中气体取样的精度相对提高。但是，该钻头的直径大于集气螺旋片的外径，钻头对土壤层的静态环境破坏大，土壤中气体容易沿着螺旋钻杆向上溢出，影响土壤中气体浓度的分析。
发明内容
为了克服螺纹钻具在钻进过程中对土壤静态环境的过大破坏，防止土壤中气体溢出，本发明提供了一种地气采集钻具，应能手动操作，并在抽取土壤中气体时，可以反转钻具而不破坏对土壤的密封效果。
本发明解决其技术问题所采用的方案是地气采集钻具是由把手1，钻杆2，封盖螺旋组件3和钻头4组成，钻头4为锥形结构，与封盖螺旋组件3采用卡口螺纹连接，在封盖螺旋组件3和钻头4的外周附有螺纹5，靠近钻头4末端的侧面有一个集气孔6，集气孔6与钻头4纵向中心的毛细管7相通，毛细管7从钻头4中心的伸出端装有密封垫15，集气孔6外侧附有滤网8，在滤网8的外侧附有卡瓦式过滤保护器9，封盖螺旋组件3与钻杆2采用卡口螺纹连接。
钻头4和封盖螺旋组件3外周上的螺纹5其宽度由小逐渐变大。
封盖螺旋组件3为变径等轴圆柱形结构，与钻头4衔接的一端其外径同钻头4末端的外径相同，与钻杆2衔接的一端其外径同钻杆2的外径相同。
钻头4末端，360度圆周上，等角度分布着凹凸卡口10，凹凸卡口10的外围是正连接外螺纹11及连接螺母12，连接螺母12的一端为正螺纹，另一端为反螺纹。
封盖螺旋组件3的中心是一个通孔13，通孔13内穿过一个毛细管14，毛细管14的两端装有密封垫15，在封盖螺旋组件3的两端，360度圆周上，等角度分布着凹凸卡口16，凹凸卡口16的外围是连接外螺纹17，其中一端的连接外螺纹是正螺纹，另一端的连接外螺纹是反螺纹，具有正螺纹的一端有连接螺母，连接螺母的一端为正螺纹，另一端为反螺纹。
钻杆2的中心是一个通孔，通孔穿过一个毛细管，毛细管的一端装有密封垫，毛细管的另一端从钻杆2的侧面穿出。
本发明的有益效果是，在钻进过程中，不提钻具就可以增加钻杆，能够满足不同深度的采样要求，在抽气过程中，可以反转钻具而不破坏密封效果，在钻进过程中，锥形钻头上的附着螺旋叶片在土壤中形成单道螺纹轨迹，从而不用破碎土壤，并利用螺旋密封叶片的宽度对土壤挤压，起到密封作用。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体示意图。
图2是钻头结构正面图。
图3是钻头凹凸卡口接头示意图。
具体实施例方式
图1是本发明的整体示意图把手1协助人们以手动的方式将钻头4钻入土壤中，把手1和钻杆2采用图3所示的凹凸卡口接头的方式连接。这种连接方式可使钻具适应不同深度的采集需要，采集越深，需要的钻杆越多。采用卡口对接螺旋固定反转防脱落技术，使钻具在正转或反转状态下都能保持连接的紧密性。保证了在钻进过程中可不提钻就能增加钻杆，从而可满足不同深度的采样需求。卡口对接螺旋固定反转防脱落技术应用到本发明的各个部件的对接中。钻杆2的中心有一个通孔，通孔中穿过一个毛细管，毛细管的一端装有密封垫，以便在和封盖螺旋组件3的衔接时起到压紧密封作用。毛细管的另一端从钻杆2的侧面穿出。
封盖螺旋组件3中心也有一个通孔13，通孔内穿过一个毛细管14，毛细管14的两端都装有密封垫15。封盖螺旋组件3的一端等轴螺旋，另一端是逐渐变细的锥形螺旋，等轴端和钻杆2对接，锥形端和钻头4对接。对接时毛细管的密封垫互相挤压，起到密封作用。封盖螺旋组件3采用将锥型螺旋和等轴螺旋相结合的特殊螺旋组合，依靠锥型螺旋产生的挤压力对土壤压实作用保证了将上部气体与所取部位气体隔绝，利用等轴螺旋及土壤的弹性形变保证在抽气过程中可以反转钻具(提钻)而不破坏密封效果。通过改变螺纹5的宽度使封盖螺旋组件3形成锥形。
图2是钻头结构正面图钻头4是一个完全的锥形结构，在锥形体的外围附有螺纹5，螺纹5的宽度是变化的，靠近锥尖的一端螺纹5的宽度最窄，而靠近钻头另一端的螺纹最宽，其最宽的宽度同封盖螺旋组件3的锥形端的螺纹宽度一致。钻头4锥尾一端的侧面有一个集气孔6，集气孔6外侧附有滤网8，在滤网8的外侧附有卡瓦式过滤保护器9。集气孔6同钻头4轴向的一个孔相通，孔中有一个毛细管7，毛细管7的一端装有密封垫。钻头4和封盖螺旋组件3的连接是采用图3所示的凹凸卡口接头技术，钻头4末端，360度圆周上，等角度分布着凹凸卡口10，凹凸卡口10的外围是正连接外螺纹11及连接螺母12，连接螺母12的一端为正螺纹，另一端为反螺纹。封盖螺旋组件3采用和钻头4相同的凹凸卡口接头技术，对接时，两个部件的凹凸卡口互相咬合。不过，对接的两个部件的外螺纹却是一正，一反。在连接两个部件时，只要顺时针旋动连接螺母12，就能把两个部件连接到一起。拆卸时，只要反时针旋动连接螺母12即可。凹凸卡口在360度圆周上的位置对应螺纹5的位置。
权利要求
1，地气采集钻具是由把手(1)，钻杆(2)，封盖螺旋组件(3)和钻头(4)组成，其特征是钻头(4)为锥形结构，与封盖螺旋组件(3)采用卡口螺纹连接，在封盖螺旋组件(3)和钻头(4)的外周附有螺纹(5)，靠近钻头(4)末端的侧面有一个集气孔(6)，集气孔(6)与钻头(4)纵向中心的毛细管(7)相通，毛细管(7)从钻头(4)中心的伸出端装有密封垫(15)，集气孔(6)外侧附有滤网(8)，在滤网(8)的外侧附有卡瓦式过滤保护器(9)，封盖螺旋组件(3)与钻杆(2)采用卡口螺纹连接。
2，根据权利要求1所述的地气采集钻具，其特征是钻头(4)和封盖螺旋组件(3)外周上的螺纹(5)其宽度由小逐渐变大。
3，根据权利要求1或权利要求2所述的地气采集钻具，其特征是封盖螺旋组件(3)为变径等轴圆柱形结构，与钻头(4)衔接的一端其外径同钻头(4)末端的外径相同，与钻杆(2)衔接的一端其外径同钻杆(2)的外径相同。
4，根据权利要求1所述的地气采集钻具，其特征是钻头(4)末端，360度圆周上，等角度分布着凹凸卡口(10)，凹凸卡口(10)的外围是正连接外螺纹(11)及连接螺母(12)，连接螺母(12)的一端为正螺纹，另一端为反螺纹。
5，根据权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的地气采集钻具，其特征是封盖螺旋组件(3)的中心是一个通孔(13)，通孔(13)内穿过一个毛细管(14)，毛细管(14)的两端装有密封垫(15)，在封盖螺旋组件(3)的两端，360度圆周上，等角度分布着凹凸卡口(16)，凹凸卡口(16)的外围是连接外螺纹(17)，其中一端的连接外螺纹是正螺纹，另一端的连接外螺纹是反螺纹，具有正螺纹的一端有连接螺母，连接螺母的一端为正螺纹，另一端为反螺纹。
6，根据权利要求1所述的地气采集钻具，其特征是钻杆(2)的中心是一个通孔，通孔穿过一个毛细管，毛细管的一端装有密封垫，毛细管的另一端从钻杆(2)的侧面穿出。
全文摘要
本发明公开了一种能够手动，并且反转钻具时不破坏土壤密封效果的地气采集钻具。钻头4是一个锥形结构，外围附有螺纹5，螺纹5的宽度从锥尖到锥尾逐渐变宽，在钻头4的锥尾部分的侧面有一个集气小孔6，小孔外有过滤网8和卡瓦式过滤保护器9。钻头4和封盖螺旋组件3采用牙口对接螺旋固定技术，封盖螺旋组件3的外围同样附有螺纹5。
文档编号E21B49/00GK1611743SQ20031010223
公开日2005年5月4日 申请日期2003年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者任春, 李吉鹏, 夏响华, 李武 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院