[发明专利]一种地质矿产勘查PDC取芯钻及其装配设备和方法

权利要求书

1.一种地质矿产勘查PDC取芯钻，所述取芯钻包括刀翼部分（1）和钻杆（2），所述刀翼部分（1）包括头部（101）和保径部（102），所述保径部（102）包括若干沿取芯钻径向设置的保径柱（1021）；所述头部（101）均匀设有U型凹槽（1011），头部（101）上均匀设有排齿（1012），其特征在于：其中一部分排齿（1012）位于U型凹槽（1011）的边缘处；所述取芯钻的钻杆（2）上设有锥形部（201），所述锥形部（201）的外径由远离刀翼部分（1）的一端向靠近刀翼部分（1）的一端逐渐缩小，锥形部（201）内活动嵌有一排滚珠（2011），所述滚珠（2011）沿钻杆（2）轴向依次设置，滚珠（2011）的直径由远离刀翼部分（1）的一端向靠近刀翼部分（1）的一端逐渐缩小，所述锥形部（201）外套有环套（2012）；所述环套（2012）的截面为楔形，环套（2012）的内径由远离刀翼部分（1）的一端向靠近刀翼部分（1）的一端逐渐变大，实现与锥形部（201）的适配；所述环套（2012）的靠近刀翼部分（1）的端面上设有凹口（2013），所述凹口（2013）内安装有弹簧（2014），所述弹簧（2014）的轴向与钻杆（2）的轴向平行。

2.根据权利要求1所述的一种地质矿产勘查PDC取芯钻，其特征在于：所述滚珠（2011）贯穿钻杆（2）的内侧面与外侧面，且不同直径的滚珠（2011）在钻杆（2）的内侧面或者外侧面处露出的球冠高度相同。

3.根据权利要求1所述的一种地质矿产勘查PDC取芯钻，其特征在于：所述环套（2012）靠近刀翼部分（1）的端面上设有限位块（2015），所述刀翼部分（1）对应位置处设有用于限位块（2015）插入的插槽（1022）。

4. 根据权利要求1 - 3中任一所述的一种地质矿产勘查PDC取芯钻，其特征在于：所述保径柱（1021）由碳化钨材料制成，所述保径柱（1021）的外围电镀套有金刚石环（1023）。

5.一种地质矿产勘查PDC取芯钻的装配设备，其特征在于：包括设置在权利要求1所述的环套（2012）上的两个卡托架（3）和一个剪架（4）；所述取芯钻上的环套（2012）的侧面开设有缝隙（5），所述剪架（4）包括两个相互铰接的L型剪板（401），所述的两个L型剪板（401）的下端分别对应铰接有一个拉块（402）；所述拉块（402）分别对应卡在缝隙（5）的两个相对侧面上，用于将环套（2012）从缝隙（5）处张开；所述的两个卡托架（3）分别卡在环套（2012）的大端面的相对两侧部，卡托架（3）包括压在环套（2012）大端面上的顶块（301）；所述顶块（301）上设有滑道（302）；所述滑道（302）内滑动设有滑块（303）；所述滑块（303）上安装有推杆（304）；所述推杆（304）的另一端活动穿过顶块（301）后在顶端连接有牵拉绳（6），所述牵拉绳（6）的另一端与对应侧的L型剪板（401）连接，所述滑块（303）的内端固连有紧缩块（305），所述紧缩块（305）压在环套（2012）对应内侧面上。

6.根据权利要求5所述的一种地质矿产勘查PDC取芯钻的装配设备，其特征在于：所述的两个滑块（303）之间的最小距离小于两个顶块（301）之间的最小距离，所述的两个紧缩块（305）之间的最小距离小于两个滑块（303）之间的最小距离。

7.一种适用于权利要求5或6所述一种地质矿产勘查PDC取芯钻的装配设备，其特征在于：所述紧缩块（305）的沿轴向截面形状为楔形，紧缩块（305）的压紧钻杆（2）的侧面为内凹的弧面。

8.权利要求1中所述的地质矿产勘查PDC取芯钻的装配方法，其步骤为：

S1、套装：以环套（2012）的小端为套入端，将环套（2012）套装在钻杆（2）的刀翼部分（1）连接端上；

S2、扩口：将紧缩块（305）的小端包围在钻杆（2）的外侧，然后对顶块（301）施加轴向推力，随着紧缩块（305）进一步被推进和套装在钻杆（2）外围，紧缩块（305）利用其小端至大端过程中的尺寸变化逐步挤压钻杆（2），使紧缩块（305）之间的距离被钻杆（2）扩开；

S3、牵拉绳索：紧缩块（305）带动滑块（303）沿径向朝外侧移动，带动对应推杆（304）向外侧移动，推杆（304）向外移动过程中张紧牵拉绳（6），通过牵拉绳（6）牵拉L型剪板（401）转动；

S4、扩缝：L型剪板（401）受拉转动之后，利用杠杆原理带动拉块（402）将环套（2012）以缝隙（5）为突破口扩开，便于环套（2012）套在钻杆（2）上。