钻具及钻孔取心方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115822489A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310125881.9(22)申请日2023.02.15(71)申请人核工业北京地质研究院地址100029北京市朝阳区安外小关东里10号院(72)发明人刘晓阳李博李子颖(74)专利代理机构北京市创世宏景专利商标代理有限责任公司11493专利代理师姜楠楠(51)Int.Cl.E21B25/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称钻具及钻孔取心方法(57)摘要本申请实施例涉及土层或岩石的钻进技术领域，具体涉及一种钻具及钻孔取心方法。钻具包括外管、内管、驱动接头、单动机构及隔水件。内管与外管之间形成环形通道。驱动接头用于与钻杆连接以由钻杆带动外管转动，驱动接头内形成中心通道和侧向流道，进入中心通道的冲洗液能够经由侧向流道进入环形通道。单动机构连接于驱动接头和内管之间，以使外管能够相对于内管转动。单动机构包括空心轴，空心轴连通中心通道与内管。隔水件配置成在进行退心操作时，可操作地设置于中心通道内，隔离侧向流道，使进入中心通道的冲洗液能够全部经由隔水件进入内管中，从而产生水力压力，将内管中的岩样从底部推出。本申请实施例的钻具能够提高退心操作效率。CN115822489ACN115822489A权利要求书1/2页1.一种钻具，包括：外管，所述外管的底部连接有钻头；内管，设置于所述外管的径向内侧，所述内管与所述外管之间形成环形通道；驱动接头，连接于所述外管的顶端，用于与钻杆连接以由所述钻杆带动所述外管转动，所述驱动接头内部形成中心通道和连通所述中心通道与所述环形通道的多个侧向流道，进入所述中心通道的冲洗液能够经由所述多个侧向流道进入所述环形通道；单动机构，连接于所述驱动接头和所述内管之间，以使所述外管能够相对于所述内管转动，所述单动机构包括空心轴，所述空心轴连通所述中心通道与所述内管；以及隔水件，配置成在对所述内管进行退心操作时，可操作地设置于所述中心通道内，以断开所述中心通道与所述多个侧向流道之间的通路，且保持所述中心通道与所述空心轴之间连通，以使进入所述中心通道的冲洗液能够全部经由所述隔水件进入所述内管中产生水力压力将所述内管中的岩样从底部推出。2.根据权利要求1所述的钻具，其中，所述隔水件包括主体管段和与所述主体管段底端相接的底部管段，其中所述主体管段的外径大于所述空心轴的内径且小于所述中心通道的内径，所述底部管段的外径小于所述空心轴的内径以嵌入所述空心轴。3.根据权利要求2所述的钻具，其中，所述隔水件还包括与所述主体管段顶端相接的顶部管段，所述顶部管段的外径小于所述中心通道的内径，所述顶部管段的圆周上设有至少一个抓取孔，以便于将所述隔水件从所述中心通道中移除。4.根据权利要求1所述的钻具，还包括：封堵件，可操作地设置于所述中心通道内，以阻止来自所述中心通道的冲洗液经由所述空心轴进入所述内管，且允许所述内管中的冲洗液向上流入所述中心通道，其中，对所述内管进行退心操作时，先将所述封堵件从所述中心通道中移除后，再将所述隔水件可操作地设置于所述中心通道内。5.根据权利要求4所述的钻具，其中，所述空心轴的顶端嵌入所述驱动接头的中心通道内，所述封堵件的外径大于所述空心轴的内径且小于所述中心通道的内径，当将所述封堵件设置于所述中心通道内时，所述封堵件将所述空心轴的顶端开口堵住。6.根据权利要求5所述的钻具，其中，所述封堵件为球体，所述空心轴的顶端端面形成内锥面。7.根据权利要求1所述的钻具，还包括：退心接头，配置成在对所述内管进行退心操作时，与所述驱动接头可拆卸地连接，所述退心接头还用于与液力泵连接，以向所述中心通道提供冲洗液。8.根据权利要求1所述的钻具，其中，所述单动机构还包括：内管接头，连接在所述内管和所述空心轴之间，所述内管接头内部形成连通所述空心轴和所述内管的连接通道，所述连接通道与所述空心轴和所述内管同心。9.一种钻孔取心方法，利用权利要求1‑8中任一项所述的钻具进行钻孔取心，所述方法包括钻孔取心操作和退心操作，其中，所述退心操作包括：将所述钻具提至地面，卸下所述钻头，将封堵件从所述中心通道中取出；将所述隔水件放入所述中心通道，以断开所述中心通道与所述多个侧向流道之间的通2CN115822489A权利要求书2/2页路，且保持所述中心通道与所述空心轴之间连通；向所述中心通道提供冲洗液，使所述冲洗液经由所述隔水件进入所述内管中产生水力压力将所述内管中的岩样从所述内管的底部推出。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述钻孔取心操作包括：将所述钻具与钻杆连接以将所述钻具下放至孔底，通过所述钻杆的钻杆通道向所述中心通道提供冲洗液，使所述冲洗液经由所述多个侧向流道进入所述环形