[發明專利]一種坑道鉆探水力反循環雙壁鉆具

無效

• 申請號: 201110052926.1
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102134976A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 張紹和;施莉;劉開興;楊昆;胡程;羅錦華;王佳亮
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21B25/16
• 分類號: E21B25/16;E21B17/10;E21B33/12;E21B21/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種鉆探用的雙壁鉆具，特別是涉及一種坑道鉆探水力反循環雙壁鉆具。

背景技術

近年來，國民經濟高速發展，礦產資源需求越來越高，而進口礦產資源成本居高不下，所以國家已將在國內尋找礦產資源儲量提到了更重要的地位，并開始了老礦山和危機礦山的新一輪找礦工作。在礦產資源勘查中主要采用的是巖心鉆探方法。在礦山的坑道鉆探中，經常會遇到硬、脆、碎、漏、坍等復雜地層，再加上采礦爆破過程的影響，鉆孔一般漏失比較嚴重。當采用常規的繩索取芯鉆具、雙管鉆具或單管鉆具等鉆進方法鉆進這類地層時，往往存在鉆進效率低、巖礦心采取率低、鉆孔質量差、鉆頭壽命低、孔底事故多、鉆探成本高等問題，多年來一直是國內外鉆進領域需要解決的難題。

水力反循環連續取心技術鉆進效率高、取心質量好、鉆探成本低、勞動強度小，適用于復雜地層的鉆進，一直受到廣泛關注。但是，由于坑道鉆孔直徑小，很難實現雙壁水力反循環連續取心。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能滿足坑道內鉆探連續取芯鉆探，以獲取小直徑的巖心的坑道鉆探水力反循環雙壁鉆具。

為了解決上述技術問題，本發明提供的坑道鉆探水力反循環雙壁鉆具，雙壁水龍頭下端連接有多節雙壁鉆桿，兩節所述的雙壁鉆桿之間連接有一個擴孔扶正封堵器，最末一個所述的擴孔扶正封堵器的下端連接有一個分水器，所述的分水器的下端連接有一個鉆頭。

所述的鉆頭為金剛石鉆頭。

所述的雙壁鉆桿的外管之間采用絲扣連接，所述的雙壁鉆桿的內管之間采用插接并用O形橡膠密封圈密封，所述的雙壁鉆桿的內外管之間用點焊連接固定。

所述的雙壁水龍頭的結構是上殼體的頂部設有頂部塞，中部焊接有彎管，所述的上殼體的下部與下殼體之間采用絲扣連接，所述的下殼體與中軸之間裝有推力球軸承、第一墊圈、深溝球軸承和氈圈油封，所述的上殼體與所述的中軸之間裝有第一密封圈、第二墊圈和彈簧，所述的中軸與內管之間用點焊連接固定，所述的內管與所述的上殼體之間裝有第二密封圈、深溝球軸承和第三墊圈。

本發明能滿足坑道內鉆探連續取芯鉆探的需要，可以實現坑道中孔深在200米以內的水平孔和傾斜孔的鉆探，以獲取小直徑的巖心。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為其雙壁水龍頭的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

參見圖1，雙壁水龍頭1下端接雙壁鉆桿2，每兩節雙壁鉆桿2之間接一個擴孔扶正封堵器3，最末一個的擴孔扶正封堵器3下端接一個分水器4，分水器4下端再接一個金剛石鉆頭5。雙壁鉆桿2的外管之間采用絲扣連接，雙壁鉆桿2的內管之間采用插接，用O形橡膠密封圈密封，雙壁鉆桿2的內外管之間用點焊連接固定。

參見圖2，雙壁水龍頭1的結構是上殼體7的頂部設有頂部塞6，中部焊接有彎管10，所述的上殼體7的下部與下殼體17之間采用絲扣連接，下殼體17與中軸19之間裝有推力球軸承14、第一墊圈11511、深溝球軸承16和氈圈油封18，上殼體7與中軸19之間裝有第一密封圈13、第二墊圈12和彈簧11，中軸19與內管20之間用點焊連接固定，內管20與上殼體7之間裝有第二密封圈8、深溝球軸承9和第三墊圈21，雙壁水龍頭1的內管20與雙壁鉆桿2的內管對接，雙壁水龍頭1的中軸19與雙壁鉆桿2的外管對接。

使用時，金剛石鉆頭5、分水器4、擴孔扶正封堵器3、雙壁鉆桿2和雙壁水龍頭1的中軸19、內管20一起轉動，雙壁水龍頭1的其他部件固定不動。沖洗液從彎管10進入內外管之間的間隙到達孔底的分水器4，約20％沖洗液進入外管與孔壁之間的間隙，起到潤滑孔壁、冷卻金剛石鉆頭5的作用，約80％沖洗液進入內管20，攜帶巖心反出孔外，從而實現連續取心。

本發明的特點有：

1、在巖心鉆探過程中，可以實現連續取芯，減少升降鉆具的時間；

2、擴孔扶正封堵器除了擴大孔徑扶正鉆桿，還可以封堵雙壁鉆桿外管與孔壁之間的間隙，減少沖洗液從雙壁鉆桿外管與孔壁之間的環狀間隙的流失；

3、雙壁水龍頭中使用的密封圈材質為硬質合金，具有密封性好、耐磨的優點。