[发明专利]一种水动力取芯钻具

权利要求书

1.一种水动力取芯钻具，包括钻头（101）、钻筒（102）、连接管（114）、取样筒（103）和钻柄（104），其特征在于，还包括：

流量控制阀，包括阀座（105）、阀芯组件（106）和弹簧（107），阀座（105）与钻柄（104）连接，所述阀座（105）设有滑孔（110），滑孔（110）连通有供水装置，所述阀芯组件（106）与所述滑孔（110）内壁密封滑动连接，阀芯组件（106）设有孔隙（108），阀座（105）侧壁设有第一通孔（109），第一通孔（109）一端与连接管（114）管孔连通，第一通孔（109）另一端与滑孔（110）连通，阀芯组件（106）侧壁能阻塞第一通孔（109），滑孔（110）远离阀芯组件（106）一端设有弹簧座（111），所述弹簧（107）一端与弹簧座（111）相抵，弹簧（107）另一端与所述阀芯组件（106）相抵，弹簧座（111）设有第二通孔（112），第二通孔（112）一端与滑孔（110）连通，所述第二通孔（112）另一端与所述连接管（114）与钻筒（102）之间的间隙（113）连通，所述阀芯组件（106）用于阻断第二通孔（112）与滑孔（110）的连通；

球阀，设于所述连接管（114）管孔内靠近钻头（101）一端，所述球阀与所述取样筒（103）连通，球阀通过连接管（114）管孔内的水压驱动；

所述球阀包括球阀阀座（201）、球阀阀芯（202）和第一滑套（203），所述球阀阀座（201）设于所述连接管（114）内且与所述钻头（101）连接，球阀阀座（201）设有第三通孔（204），第三通孔（204）一端与钻头（101）的取样孔（205）连通，第三通孔（204）的另一端与取样筒（103）的内腔连通，球阀阀芯（202）设于所述第三通孔（204）内，所述球阀阀芯（202）连接有球阀转轴（206），所述球阀转轴（206）连接有齿轮（207），所述第一滑套（203）与连接管（114）管孔内壁密封滑动连接，第一滑套（203）内壁与球阀阀座（201）外壁密封滑动连接，第一滑套（203）侧壁设有沿其轴向的齿条（208），所述齿条（208）与所述齿轮（207）齿接；

初始时球阀为打开状态，通过驱动整个钻具钻动，钻头（101）进行钻进，矿样从钻头（101）的取样孔（205）通过球阀进入取样筒（103）；打开供水装置，供水装置提供低压水流，在弹簧（107）弹性力的作用下阀芯组件（106）侧壁阻塞了阀座（105）侧壁的第一通孔（109），低压水流通过滑孔（110）、阀芯组件（106）的孔隙（108）以及弹簧座（111）的第二通孔（112）后，进入连接管（114）与钻筒（102）之间的间隙（113）内，从而对钻筒（102）进行冷却；当矿样全部进入取样筒（103）内时，供水装置转换提供高压水流，高压水流进入滑孔（110）内，此时高压水流通过阀芯组件（106）的孔隙（108）时，阀芯组件（106）的孔隙（108）两端的压差增大，在压差的作用下，整个阀芯组件（106）沿滑孔（110）的轴向滑动，此时弹簧（107）被挤压，直至阀芯组件（106）阻断第二通孔（112）与滑孔（110）的连通，与此同时，阀芯组件（106）滑动至第一通孔（109）与滑孔（110）连通时，高压水流通过第一通孔（109）进入连接管（114）管孔，高压水流驱动球阀关闭，从而将取样筒（103）进行封闭，从而完成样本取样工作；

利用高压水流驱动球阀关闭时，连接管（114）管孔内的高压水流驱动第一滑套（203）沿连接管（114）管孔的轴向滑动，第一滑套（203）上的齿条（208）驱动齿轮（207）转动，进而驱动球阀转轴（206）和球阀阀芯（202）转动，增加高压水流的水压，能够向球阀阀芯（202）施加较大的动力，使得球阀的阀芯具有较高的扭力，进一步增强球阀对矿样的截断力。