一种新型双管双动钻具的制作方法

1.本实用新型涉及砂石层岩芯取样设备技术领域，具体为一种新型双管双动钻具。


背景技术：

2.在工程勘察钻探、岩芯钻探或其他有取芯要求的钻探施工中经常遇到松散的沙石层，这种沙石层用一般常规的取芯工艺如单管钻进工艺、双管单动工艺、绳索取芯工艺等等都很难采取，岩芯采取率很难达到技术要求。上述工艺难以取芯的主要原因是：
①
钻具的回转和冲洗液的正循环（冲洗液由岩心管内经过钻头进入孔壁与岩芯管之间的环状间隙）致使松散的沙石很难进入岩芯管或岩芯内管；
②
即使沙石层的沙石进入岩芯管，但在升上钻具提取岩芯时，由于岩芯管内水柱压力的向下作用，致使岩芯脱落，导致取芯率严重下降甚至根本没有岩芯，取芯作业较为困难，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型双管双动钻具，解决了背景技术中所提出的问题。
4.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种新型双管双动钻具，包括分水异径接头，所述分水异径接头下端套装有岩芯管外管以及岩芯管内管，所述岩芯管内管的下端伸出到岩芯管外管下方，所述岩芯管外管下端套装有外管钻头，所述岩芯管内管的下端套装有内管钻头，所述分水异径接头为阶梯型柱状结构，所述分水异径接头上部中心位置开设有梯形槽，所述梯形槽内环面开设有内螺纹，所述分水异径接头下部中心位置开设有内孔，所述梯形槽与分水异径接头的台阶面之间开设有通水孔，所述分水异径接头的上部侧壁与内孔之间设置有回水粗径孔以及回水细径孔，所述回水粗径孔的内径大于回水细径孔的内径，所述回水粗径孔内滑动设置有小球，所述小球的直径大于回水细径孔的直径且小于回水粗径孔的直径，所述回水粗径管的开口位置边缘内侧焊接有限位柱。
5.优选的，所述分水异径接头的阶梯面下部环面上分别开设有外管螺纹以及内管螺纹，所述外管螺纹与岩芯管外管上部相连接，所述内管螺纹与岩芯管内管上部相连接。
6.优选的，所述内管钻头伸出到外管钻头下方5
‑
8cm。
7.优选的，所述内管钻头以及外管钻头为八角合金钻头或复合片钻头。
8.优选的，所述岩芯管外管以及岩芯管内管的长度为1.5
‑
1.8m。
9.优选的，所述通水孔设置为三个且相邻的通水孔之间的夹角为90
°
。
10.有益效果
11.本实用新型提供了一种新型双管双动钻具。具备以下有益效果：该新型双管双动钻具，在降下钻具时，因为钻具内外相通，不会产生压力差，从而很大程度地保持了钻孔内的压力平衡，可以有效的维护孔壁、保持孔壁稳定，在正常钻进时，该装置的优点有三：一、内外双管的设计使泵入的冲洗液通过钻杆进入通水孔再进入内外管的环状间隙，避免了局
部单管反循环工艺中高压冲洗液流直接冲刷或喷射孔壁而造成孔壁失稳破坏；二、内管钻头超前的设计使得冲洗液流不直接冲刷孔底，从而保证了松散沙石能够进入岩芯内管而不被高压冲洗液流冲走；三、回水细径孔、粗径孔与小球的组合设计和完成功能，使得内管里的冲洗液或水流可以推开小球汇入冲洗液回流的大循环，有利于沙石进入岩芯内管，在升上钻具时，也就是提取岩芯时，小球封闭细径回水孔的优点是孔内的液柱压力不会作用在岩芯内管里的岩芯上，同时在岩芯管下端即内管钻头的下端产生负压区，使内管对已经进入内管里的岩芯产生吸附力，不会使其脱落，从而极大程度地保证了取芯的成功率，保证取芯率，这也避免和克服了单管工艺每个回次结束时，需要“投球”封闭液柱压力的繁琐工序和一般操作工难以掌握的缺点。
附图说明
12.图1为本实用新型所述一种新型双管双动钻具的主视剖面结构示意图。
13.图2为本实用新型所述一种新型双管双动钻具的分水异径接头的剖面结构示意图。
14.图3为本实用新型所述一种新型双管双动钻具的分水异径接头的俯视结构示意图。
15.图中：1
‑
分水异径接头；2
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岩芯管外管；3
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岩芯管内管；4
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外管钻头；5
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内管钻头；6
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内螺纹；7
‑
内孔；8
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通水孔；9
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回水粗径孔；10
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回水细径孔；11
‑
小球；12
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限位柱；13
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外管螺纹；14
‑
内管螺纹。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.通过本领域人员，将本案中的零部件依次进行连接，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。
18.请参阅图1
‑
3，本实用新型提供一种新型双管双动钻具：
19.实施例：由说明书附图1
‑
3可知，本方案包括分水异径接头1，分水异径接头1下端套装有岩芯管外管2以及岩芯管内管3，岩芯管内管3的下端伸出到岩芯管外管2下方，岩芯管外管2下端套装有外管钻头4，岩芯管内管3的下端套装有内管钻头5，分水异径接头1为阶梯型柱状结构，分水异径接头1上部中心位置开设有梯形槽，梯形槽内环面开设有内螺纹6，分水异径接头1下部中心位置开设有内孔7，梯形槽与分水异径接头1的台阶面之间开设有通水孔8，分水异径接头1的上部侧壁与内孔7之间设置有回水粗径孔9以及回水细径孔10，回水粗径孔9的内径大于回水细径孔10的内径，回水粗径孔9内滑动设置有小球11，小球11的直径大于回水细径孔10的直径且小于回水粗径孔9的直径，回水粗径管的开口位置边缘内侧焊接有限位柱12，在使用时，通过分水异径接头1上的内螺纹6连接公接手，降下钻具时，如钻孔内有水位，则钻具内的水流排泄有两个通道：一个是沿内外管之间的环状间隙通过通水孔8进入与分水异径接头1连接的钻杆内；另一个是在内管里的水流通过内孔7进入
回水细径孔10推开小球11通过回水粗径孔9进入钻孔；正常钻进时，冲洗液循环也有两个回路：一个是通过泥浆泵抽吸的冲洗液通过钻杆进入通水孔8再进入内外管的环状间隙，通过外管钻头4后上返至外管与钻孔的环状间隙流出孔外；另一个是内管中原来存在的冲洗液通过内孔7进入回水细径孔10推开小球11通过回水粗径孔9进入钻孔内，与内外管间隙回流的冲洗液在钻孔内汇合流出孔外，升上钻具时，也就是取芯的操作过程，这时钻具上升，钻杆内的液流相对钻具是向下的运动，液流进入通水孔8再进入内外管的环状间隙，流出钻具；钻孔内的液流也是相对向下运动，液柱压力推动小球11封闭回水细径孔10，液流不进入岩芯管内管3，直接流向孔底方向。
20.在具体实施过程中，作为优选设置，上述分水异径接头1的阶梯面下部环面上分别开设有外管螺纹13以及内管螺纹14，外管螺纹13与岩芯管外管2上部相连接，内管螺纹14与岩芯管内管3上部相连接。
21.在具体实施过程中，作为优选设置，上述内管钻头5伸出到外管钻头4下方5
‑
8cm。
22.在具体实施过程中，作为优选设置，上述内管钻头5以及外管钻头4为八角合金钻头或复合片钻头。
23.在具体实施过程中，作为优选设置，上述芯管外管以及岩芯管内管3的长度为1.5
‑
1.8m。
24.在具体实施过程中，作为优选设置，上述通水孔8设置为三个且相邻的通水孔8之间的夹角为90
°
。
25.综上所述，该新型双管双动钻具，在降下钻具时，因为钻具内外相通，不会产生压力差，从而很大程度地保持了钻孔内的压力平衡，可以有效的维护孔壁、保持孔壁稳定，在正常钻进时，该装置的优点有三：一、内外双管的设计使泵入的冲洗液通过钻杆进入通水孔8再进入内外管的环状间隙，避免了局部单管反循环工艺中高压冲洗液流直接冲刷或喷射孔壁而造成孔壁失稳破坏；二、内管钻头5超前的设计使得冲洗液流不直接冲刷孔底，从而保证了松散沙石能够进入岩芯内管而不被高压冲洗液流冲走；三、回水细径孔10、粗径孔与小球11的组合设计和完成功能，使得内管里的冲洗液或水流可以推开小球11汇入冲洗液回流的大循环，有利于沙石进入岩芯内管，在升上钻具时，也就是提取岩芯时，小球11封闭细径回水孔的优点是孔内的液柱压力不会作用在岩芯内管里的岩芯上，同时在岩芯管下端即内管钻头5的下端产生负压区，使内管对已经进入内管里的岩芯产生吸附力，不会使其脱落，从而极大程度地保证了取芯的成功率，保证取芯率，这也避免和克服了单管工艺每个回次结束时，需要“投球”封闭液柱压力的繁琐工序和一般操作工难以掌握的缺点。
26.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修
改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。