[發明專利]一種水動力取芯鉆具

有效

• 申請號: 202210901958.2
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN114961617B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王義紅;薛向宇;胡郁樂;尚麗;姚遠;白進輝;孫敏;曹躍華;武子陽;郭宏磊
• 申請（專利權）人: 陜西太合智能鉆探有限公司
• 主分類號: E21B25/10
• 分類號: E21B25/10;E21B34/08
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

1.一種水動力取芯鉆具，包括鉆頭（101）、鉆筒（102）、連接管（114）、取樣筒（103）和鉆柄（104），其特征在于，還包括：

流量控制閥，包括閥座（105）、閥芯組件（106）和彈簧（107），閥座（105）與鉆柄（104）連接，所述閥座（105）設有滑孔（110），滑孔（110）連通有供水裝置，所述閥芯組件（106）與所述滑孔（110）內壁密封滑動連接，閥芯組件（106）設有孔隙（108），閥座（105）側壁設有第一通孔（109），第一通孔（109）一端與連接管（114）管孔連通，第一通孔（109）另一端與滑孔（110）連通，閥芯組件（106）側壁能阻塞第一通孔（109），滑孔（110）遠離閥芯組件（106）一端設有彈簧座（111），所述彈簧（107）一端與彈簧座（111）相抵，彈簧（107）另一端與所述閥芯組件（106）相抵，彈簧座（111）設有第二通孔（112），第二通孔（112）一端與滑孔（110）連通，所述第二通孔（112）另一端與所述連接管（114）與鉆筒（102）之間的間隙（113）連通，所述閥芯組件（106）用于阻斷第二通孔（112）與滑孔（110）的連通；

球閥，設于所述連接管（114）管孔內靠近鉆頭（101）一端，所述球閥與所述取樣筒（103）連通，球閥通過連接管（114）管孔內的水壓驅動；

所述球閥包括球閥閥座（201）、球閥閥芯（202）和第一滑套（203），所述球閥閥座（201）設于所述連接管（114）內且與所述鉆頭（101）連接，球閥閥座（201）設有第三通孔（204），第三通孔（204）一端與鉆頭（101）的取樣孔（205）連通，第三通孔（204）的另一端與取樣筒（103）的內腔連通，球閥閥芯（202）設于所述第三通孔（204）內，所述球閥閥芯（202）連接有球閥轉軸（206），所述球閥轉軸（206）連接有齒輪（207），所述第一滑套（203）與連接管（114）管孔內壁密封滑動連接，第一滑套（203）內壁與球閥閥座（201）外壁密封滑動連接，第一滑套（203）側壁設有沿其軸向的齒條（208），所述齒條（208）與所述齒輪（207）齒接；

初始時球閥為打開狀態，通過驅動整個鉆具鉆動，鉆頭（101）進行鉆進，礦樣從鉆頭（101）的取樣孔（205）通過球閥進入取樣筒（103）；打開供水裝置，供水裝置提供低壓水流，在彈簧（107）彈性力的作用下閥芯組件（106）側壁阻塞了閥座（105）側壁的第一通孔（109），低壓水流通過滑孔（110）、閥芯組件（106）的孔隙（108）以及彈簧座（111）的第二通孔（112）后，進入連接管（114）與鉆筒（102）之間的間隙（113）內，從而對鉆筒（102）進行冷卻；當礦樣全部進入取樣筒（103）內時，供水裝置轉換提供高壓水流，高壓水流進入滑孔（110）內，此時高壓水流通過閥芯組件（106）的孔隙（108）時，閥芯組件（106）的孔隙（108）兩端的壓差增大，在壓差的作用下，整個閥芯組件（106）沿滑孔（110）的軸向滑動，此時彈簧（107）被擠壓，直至閥芯組件（106）阻斷第二通孔（112）與滑孔（110）的連通，與此同時，閥芯組件（106）滑動至第一通孔（109）與滑孔（110）連通時，高壓水流通過第一通孔（109）進入連接管（114）管孔，高壓水流驅動球閥關閉，從而將取樣筒（103）進行封閉，從而完成樣本取樣工作；

利用高壓水流驅動球閥關閉時，連接管（114）管孔內的高壓水流驅動第一滑套（203）沿連接管（114）管孔的軸向滑動，第一滑套（203）上的齒條（208）驅動齒輪（207）轉動，進而驅動球閥轉軸（206）和球閥閥芯（202）轉動，增加高壓水流的水壓，能夠向球閥閥芯（202）施加較大的動力，使得球閥的閥芯具有較高的扭力，進一步增強球閥對礦樣的截斷力。