雙套管複合片取芯鑽頭的製作方法
2023-09-15 15:11:30
本實用新型涉及巖土工程領域，具體涉及一種雙套管複合片取芯鑽頭。
背景技術：
工程地質勘察領域常涉及到鑽取巖芯進行物理力學相關試驗，以取得準確的地質數據。由於在鑽進過程中，鑽頭主要依靠磨削巖石實現鑽進，在遇到中硬巖層時，其鑽進效率低，鑽頭壽命低，鑽進成本較高，且取出巖芯往往較為破碎，不能滿足工程要求。
技術實現要素：
本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種雙套管複合片取芯鑽頭，該雙套管複合片取芯鑽頭通過採用雙套管結構，可以提高取芯率以及取芯完整度。
本實用新型目的實現由以下技術方案完成：
一種雙套管複合片取芯鑽頭，其特徵在於：包括外套管、內套管以及超前鑽；所述超前鑽的第一端通過變直徑適配結構連接所述外套管的端部，所述超前鑽的第二端設置有排屑槽以及若干個金剛石複合片；所述變直徑適配結構上開設有若干衝洗孔；所述內套管設置在所述外套管內部。
所述超前鑽為筒形結構；所述超前鑽的直徑小於所述外套管，所述超前鑽和所述外套管之間通過所述變直徑適配結構同軸連接。
所述超前鑽的第二端設置有開口，所述金剛石複合片等角度均勻分布在所述超前鑽第二端的開口邊緣。
所述變直徑適配結構與所述外套管的結合處設置有若干沿周向間隔分布的金剛石複合片。
所述內套管由兩片合頁組成。
本實用新型的優點是，採用雙套管鑽頭，外套管端部設置超前鑽，並在超前鑽端部及變直徑適配結構鑲嵌兩道人造金剛石複合片，可大大提高在中硬巖石等複雜地層的鑽進效率，同時使鑽頭壽命得到較大提升，降低工人勞動強度，提高工作效率；外套管耐磨性強，大大提高了鑽頭的使用壽命；內套管與外套管不聯動，巖芯進入內套管後可以得到很好的保護，故取芯率較高且使芯樣更加接近原狀。
附圖說明
圖1為本實用新型中雙套管複合片取芯鑽頭的剖視圖；
圖2為本實用新型中雙套管複合片取芯鑽頭端部的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型的特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解：
如圖1-2，圖中標記1-7分別為：外套管1、內套管2、超前鑽3、排屑槽4、金剛石複合片5a、金剛石複合片5b、變直徑適配結構6、衝洗孔7。
實施例：如圖1、2所示，本實施例具體涉及一種雙套管複合片取芯鑽頭，其包括外套管1、內套管2以及超前鑽3；超前鑽3的第一端通過變直徑適配結構6連接外套管1的端部，超前鑽3的第二端設置有排屑槽4以及若干個金剛石複合片5a；變直徑適配結構6上開設有若干衝洗孔7；內套管2設置在外套管1內部；在本實施例中，內套管2的直徑為10cm-20cm，外套管1的直徑比外套管1的直徑大12cm-22cm。
如圖1、2所示，超前鑽3用於在鑽進過程中磨削巖石；超前鑽3為筒形結構；超前鑽3的直徑小於外套管1的直徑，超前鑽3和外套管1之間通過變直徑適配結構6同軸連接；超前鑽3的第二端設置有開口，金剛石複合片5a等角度均勻分布在超前鑽3的第二端的開口邊緣；在本實施例中，排屑槽4為開設在超前鑽3開口邊緣的缺口；兩個相鄰的金剛石複合片5a之間設置有一個排屑槽4；排屑槽4用於在鑽進過程中排出巖屑。在本實施例中，外套管1、超前鑽3以及變直徑適配結構6均由金屬材料製成；超前鑽3的直徑比外套管1的直徑小10cm-20cm，超前鑽3上的金剛石複合片5a的數目為4-8，超前鑽3上的排屑槽4的數目與金剛石複合片5a的數目相同。
如圖1、2所示，變直徑適配結構6為環形；變直徑適配結構6與外套管1的結合處設置有若干沿周向間隔分布的金剛石複合片5b；變直徑適配結構6上的金剛石複合片5b的數目為4-8；此外在變直徑適配結構6上還開設有若干衝洗孔7，衝洗孔7的的數目為4-8；衝洗孔7的直徑為外套管1的直徑的十分一之一至二十分之一。
為了確保磨削巖石的效果，在本實施例中，變直徑適配結構6的金剛石複合片5b以及超前鑽3的金剛石複合片5a的直徑均為外套管1的直徑的十分之一至二十分之一。
如圖1、2所示，在本實施例中，內套管2是由兩片弧形的合頁拼接成筒形結構；內套管2的兩片合頁可以夾緊或分離，以便將巖芯整體取出。
在使用本實施例的雙套管複合片取芯鑽頭進行鑽探時；內套管2設置在外套管1內部；外套管1相對內套管2自由旋轉，內套管2不隨外套管1旋轉；在旋轉過程中，外套管1端部的超前鑽3磨削巖石，巖芯從超前鑽3第二端的開口進入外套管1內部，通過內套管2可以將巖芯從外套管1中完整的取出。
本實施例的有益技術效果為：採用雙套管鑽頭，外套管端部設置超前鑽，並在超前鑽端部及變直徑適配結構鑲嵌兩道人造金剛石複合片，可大大提高在中硬巖石等複雜地層的鑽進效率，同時使鑽頭壽命得到較大提升，降低工人勞動強度，提高工作效率；外套管耐磨性強，大大提高了鑽頭的使用壽命；內套管與外套管不聯動，巖芯進入內套管後可以得到很好的保護，故取芯率較高且使芯樣更加接近原狀。