[发明专利]一种压入式绳索取心钻具及其取心工艺方法

权利要求书

1.一种压入式绳索取心钻具，包括外总成（1）和内总成（2），取心作业时，内总成（2）置于外总成（1）中，在内总成（2）和外总成（1）之间形成环空结构（3）；其特征是，所述外总成（1）中设有座环（1-1）及密封外管（1-2），在密封外管（1-2）下部设有泄压槽（1-3）；所述内总成设有固定部件（Ⅰ）和套装在固定部件（Ⅰ）外面的活塞式运动部件（Ⅱ），所述固定部件（Ⅰ）包括捞矛头组件（2-1）、悬挂环（2-2）、连接轴（2-3）和芯轴，所述捞矛头组件（2-1）通过连接轴（2-3）与芯轴连接，在连接轴（2-3）上套装悬挂环（2-2），内总成（2）通过悬挂环（2-2）搭载于外总成（1）的座环（1-1）上，所述活塞式运动部件（Ⅱ）在取心作业前通过销轴（Ⅲ）固定在连接轴（2-3）上，在活塞式运动部件（Ⅱ）中设有与外总成（1）中密封外管（1-2）紧密贴合的凸缘活塞（2-13），在活塞式运动部件（Ⅱ）下端设有内钻头（2-20），取心作业时，通过钻台面（7）上布置的水泵将高压泥浆注入内总成（2）和外总成（1）之间形成的环空结构（3）中，通过泥浆压力推动活塞式运动部件（Ⅱ）剪断销轴（Ⅲ）后向下运动，使内钻头（2-20）冲入软弱地层中并在内管组件中获取岩心。

2.根据权利要求1所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，所述活塞式运动部件（Ⅱ）包括活塞组件、内管组件和内钻头（2-20）；所述活塞组件包括凸缘活塞（2-13）、活塞座（2-14）、滑环套（2-12）、半滑环（2-11）和剪销套（2-7），所述剪销套（2-7）、半滑环（2-11）、滑环套（2-12）和活塞座（2-14）由上至下依次连接，在滑环套（2-12）、活塞座（2-14）内壁上设有密封件（2-21），在剪销套（2-7）上设置销轴孔（2-7-1），所述销轴（Ⅲ）安装在销轴孔（2-7-1）中并贯穿连接轴（2-3），所述凸缘活塞（2-13）嵌装在活塞座（2-14）和滑环套（2-12）之间；在活塞组件下面安装内管组件和内钻头（2-20）。

3.根据权利要求2所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，所述芯轴包括上芯轴（2-4）和下芯轴（2-5）两部分，在上芯轴（2-4）与下芯轴（2-5）连接部位设有卡槽，在下芯轴（2-5）的下端设置衬管活塞（2-6）。

4.根据权利要求3所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，所述活塞组件还设有防退机构，所述防退机构包括防退键（2-10）和扭簧（2-9），所述防退键（2-10）左右对称布置两组，以铰接方式与剪销套（2-7）装配，并在剪销套（2-7）与防退键（2-10）铰接轴之间安装扭簧（2-9），在取心作业完成后，通过防退键（2-10）与上芯轴（2-4）、下芯轴（2-5）连接部位卡槽的配合对活塞组件进行限位。

5.根据权利要求4所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，所述活塞式运动部件（Ⅱ）还设有快速拆卸机构，所述快速拆卸机构包括相互配合的快拆内套（2-15）与快拆外套（2-16），其中快拆内套（2-15）上端与活塞组件的活塞座（2-14）装配，快拆外套（2-16）下端与内管组件装配。

6.根据权利要求5所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，所述内管组件包括泄压接头（2-17）、内管（2-18）和透明PC衬管（2-19）；所述内管（2-18）上端通过泄压接头（2-17）与快拆外套（2-16）连接，下端与内钻头（2-20）连接，所述透明PC衬套（2-19）嵌装在内管（2-18）和内钻头（2-20）内腔中。

7.根据权利要求7所述的压入式绳索取心钻具，其特征是，在所述泄压接头（2-17）侧壁上设有大泄压孔（2-17-1），在所述快拆外套（2-16）侧壁上设有小泄压孔（2-16-1），通过大泄压孔（2-17-1）、小泄压孔（2-16-1）与安装在下芯轴（2-5）下端的衬管活塞（2-6）配合实现对活塞式运动部件（Ⅱ）接近终点时运动速度的控制。