CN212479214U - 一种沙层钻探取样钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了地质钻探技术领域的一种沙层钻探取样钻具，包括取样岩心管，所述取样岩心管为两端开口的半合管，所述取样岩心管通过射吸接头与钻杆连接；吸沙管和吸沙连接管，所述取样岩心管套设在吸沙管外组成一个双层的空心圆柱管体，所述吸沙管的内部管道为吸沙通道，所述吸沙管与取样岩心管之间的环形腔体为沙样容纳腔，能够不需要进行速冻土层，也不需要进行特殊的操作就可以实现对流沙的钻进取样，并且使用常规的喷反钻具就可以了，而且不需要额外操作，只需要按照正常的勘探钻孔流程操作就完成了，取出的沙样完整清晰，操作简单。

Description

一种沙层钻探取样钻具

技术领域

本实用新型涉及地质钻探技术领域，特别是涉及一种沙层钻探取样钻具。

背景技术

在建设建筑时，要先设计建筑的地基和地上建筑的造型，以及实用性，可是设计这些的依据还需要参考地下的地层结构以及地层的稳定性，这些地下的地层结构需要通过钻探取样来做出详细的报告，然后再进行判断。地层取样，一般会使用岩心钻机进行取样，这样取样层次与地下情况一样，没有偏差，但是这种取样勘探的岩心钻机只能在稳定牢固的地质结构中使用，当遇到较为稀松的土质或者流沙形式的地质结构，这种岩心钻机就根本没办法进行勘探钻孔取样了。而岩心钻机取样，是根据地质勘查工作或工程的需要，使用环状岩心钻头及其他取心工具，从孔内取出的圆柱状岩石样品。从固体矿产的矿体或矿层中取出的含矿岩石或矿石，则称矿心。岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料。

岩心rock core，岩石样品形状圆柱状，用于了解地下地层和含矿特征；在矿产勘探和开发过程中，需要按地质设计的地层层位和深度，开展钻进工作，向井内下入取心工具，钻取出的岩石样品，岩心是了解地下地层和含矿特征最直观、最实际的资料，有井壁取心和钻井取心两种方式，通常以后者为主，本申请所使用的情况就是钻井取心，也就是钻井取样，用于了解地质结构，便于后期施工时对地质条件作出判断和计划，来针对性的对不同地质条件进行施工，避免出现危险或者出现不可预料的困难。

岩心钻探中连接在钻头上部用以容纳和保护岩心的一段管材称为岩心管。钻进时，它还起导正钻具的作用。普通的岩心管仅只是一根两端有丝扣的无缝钢管，直径略比钻头直径小一点，小2～4毫米。单根的岩心管长3～4 5米，为防止钻孔弯曲可将几根岩心管连接起来，组成长粗径钻具。在特殊地层，如在松散、破碎地层钻进时常采用特殊的岩心管。比如双层岩心管，而双层岩心管是用在松散、破碎的地层或煤层提取和保护岩芯的钻探工具。双层岩芯管有双动和单动两类。双动岩芯管是内外岩芯管都跟随钻头和钻杆旋转，它用在不严重的松散或破碎的地层。单动双层岩芯管内外管有轴承隔离，钻杆仅接外管带动钻头旋转破碎岩石，而内管不转动，避免对岩芯摩擦、振动等机械破坏，因此它用在比较严重的松散破碎地层，可以很好地保护岩心；

而更加松散的比如流沙类型的地质条件的取样，人们一般使用了喷反钻具，并且还需要使用双层岩心管，钻到需要取样的地层时，先用喷反钻具的泵送入高压水将地下的土层浸湿，然后在钻杆内倒入液氮或较低温的流体，这些冷冻液灌入地层使钻头内的地下物质冰冻形成固体，然后通过钻机将土层样品按照岩心的方式进行抽出敲出进行取样，这样操作繁琐而且难以取样，还容易因为热胀冷缩将钻头和钻杆损坏，而后续进行钻孔时又会发热，也可能将钻杆钻头因为冷热交替导致内部钢结构出现裂纹，导致钻头和钻杆损坏。

基于此，本实用新型设计了一种沙层钻探取样钻具，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种沙层钻探取样钻具，能够不需要进行速冻土层，也不需要进行特殊的操作就可以实现对流沙的钻进取样，并且使用常规的喷反钻具就可以了，而且不需要额外操作，只需要按照正常的勘探钻孔流程操作就完成了。

本实用新型是这样实现的：一种沙层钻探取样钻具，包括取样岩心管，所述取样岩心管为两端开口的半合管，所述取样岩心管通过射吸接头与钻杆连接；

吸沙管和吸沙连接管，所述取样岩心管套设在吸沙管外组成一个双层的空心圆柱管体，所述吸沙管的内部管道为吸沙通道，所述吸沙管与取样岩心管之间的环形腔体为沙样容纳腔，所述取样岩心管与吸沙管互不接触，所述取样岩心管、吸沙管都能拆卸的安装在吸沙连接管的一侧，所述吸沙管安装在吸沙连接管的中心处，所述取样岩心管插设在吸沙连接管的外壁内，所述吸沙连接管的内部开设了连接腔，所述连接腔通过吸沙通道与沙样容纳腔连通，所述沙样容纳腔的一侧被吸沙连接管的顶部阻挡隔离，所述沙样容纳腔的另一侧与射吸接头连通；

内层钻头，所述内层钻头能分离的连接在吸沙连接管的另一侧，所述内层钻头内开设了沙样入口，所述沙样入口通过吸沙连接管的连接腔与吸沙通道连通，所述取样岩心管、吸沙管、吸沙连接管和内层钻头组成一个空心圆柱筒体；

外层岩心管和外层钻头，所述外层钻头通过外层岩心管能分离的连接在射吸接头的外壁上，所述外层岩心管和外层钻头不接触的套设在取样岩心管、吸沙连接管和内层钻头组成的空心圆柱筒体外形成一个环形间隙，所述环形间隙为出液环道。

进一步地，所述射吸接头为一侧开设了高压冲洗通道的中空管道，所述高压冲洗通道通过钻杆与外部高压泵连接，所述射吸接头的另一侧开设了具有内螺纹的安装槽，所述安装槽的开口通过螺纹紧密套装在取样岩心管顶端。

进一步地，所述射吸接头的侧壁上还均匀的开设了复数个相互隔开的导流扩散孔，每个所述导流扩散孔内能拆卸的安装了一个喷嘴，每个所述喷嘴的入口都与高压冲洗通道连通，每个所述喷嘴的出口和导流扩散孔都正对出液环道。

进一步地，所述安装槽内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道，每个所述抽吸通道都与一个导流扩散孔的底部侧壁连通，所述导流扩散孔不与喷嘴接触，所述导流扩散孔通过抽吸通道与沙样容纳腔连通。

进一步地，所述喷嘴和导流扩散孔朝向取样岩心管的方向倾斜设置，所述高压冲洗通道与射吸接头和钻杆为同一轴线，所述喷嘴的出口轴线与高压冲洗通道的轴线角度A的范围在25°-65°之间，所述喷嘴的数量为2-4个。

进一步地，所述内层钻头的沙样入口和吸沙连接管的连接腔都为上小下大的圆台形穿孔，所述沙样入口的夹角C和连接腔的夹角B角度相同，且所述C和B夹角的范围在10°-30°之间。

进一步地，所述内层钻头的外端比外层钻头的外端伸出长度H，所述H 伸出的距离范围是100-300mm，所述H为150-200mm为佳；所述吸沙管的长度不大于1.5m，所述吸沙管的长度范围在0.8-1.2m。

进一步地，所述取样岩心管的两端都是外螺纹，所述取样岩心管通过安装槽和吸沙连接管的内螺纹锁紧拼装为牢固的整体结构。

进一步地，所述射吸接头、外层岩心管、外层钻头、取样岩心管、吸沙管、吸沙连接管和内层钻头的轴线都为同一直线。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过使用喷反钻具的喷射泵进行冷却液的喷射，然后喷射的液体通过多个喷嘴经过导流扩散孔喷入出液环道，在喷在外层钻头和内层钻头上，给钻孔的钻头进行降温，同时高速喷射的冷却液流体在通过导流扩散孔时会产生负压，负压使沙样留在沙样容纳腔中，进行存留便于取出钻头时进行观察取样，非常方便，没有进行冷冻等操作，冷冻操作时非常麻烦的操作，容易对人和设备造成伤害，并且距离较深的地方，更加难以进行冷冻，非常不便，本装置操作简单实用，在正常钻孔的时候就完成了取样操作，取出沙样容纳管后，只需将作为半合管的沙样容纳管掰开，就可以清楚的看见沙样层次的分布，不需要敲击取样，取出的沙样也不会混合流动混乱，取样更加迅速快捷，不易出错，而且本装置使用了更多数量的喷嘴，就增加了吸力，使得本装置吸力充足，能够吸取细沙，也能吸取较为松软的土层，适用范围更广，而且本装置的的内层钻头要伸出更长，隔离了钻探冲洗液与原状沙层，避免钻探泥浆污染样品，本装置冲洗液临近孔底，不容易造成埋钻等钻探事故。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型整体内部结构示意图；

图2为本实用新型射吸接头结构示意图；

图3为本实用新型射吸接头剖视图；

图4为本实用新型取样岩心管拼装示意图；

图5为本实用新型取样岩心管与吸沙管配合示意图；

图6为本实用新型取样岩心管与吸沙管配合俯视图；

图7为本实用新型内层钻头和外层钻头配合仰视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-射吸接头，11-抽吸通道，12-喷嘴，13-导流扩散孔，14-高压冲洗通道，15-安装槽，2-取样岩心管，21-沙样容纳腔，3-吸沙管，31-吸沙通道，4-外层岩心管，5-外层钻头，51-出液环道，6-内层钻头，61-沙样入口，62-钻头水口， 63-切削刃，7-吸沙连接管，71-连接腔。

具体实施方式

请参阅图1至7所示，本实用新型提供一种技术方案：一种沙层钻探取样钻具，包括取样岩心管2，所述取样岩心管2为两端开口的半合管，所述取样岩心管2通过射吸接头1与钻杆连接；

吸沙管3和吸沙连接管7，所述取样岩心管2套设在吸沙管3外组成一个双层的空心圆柱管体，所述吸沙管3的内部管道为吸沙通道31，所述吸沙管 3与取样岩心管2之间的环形腔体为沙样容纳腔21，所述取样岩心管2与吸沙管3互不接触，所述取样岩心管2、吸沙管3都能拆卸的安装在吸沙连接管 7的一侧，所述吸沙管3安装在吸沙连接管7的中心处，所述取样岩心管2插设在吸沙连接管7的外壁内，所述吸沙连接管7的内部开设了连接腔71，所述连接腔71通过吸沙通道31与沙样容纳腔21连通，所述沙样容纳腔21的一侧被吸沙连接管7的顶部阻挡隔离，所述沙样容纳腔21的另一侧与射吸接头1连通；

内层钻头6，所述内层钻头6能分离的连接在吸沙连接管7的另一侧，所述内层钻头6内开设了沙样入口61，所述沙样入口61通过吸沙连接管7的连接腔71与吸沙通道31连通，所述取样岩心管2、吸沙管3、吸沙连接管7和内层钻头6组成一个空心圆柱筒体；

外层岩心管4和外层钻头5，所述外层钻头5通过外层岩心管4能分离的连接在射吸接头1的外壁上，所述外层岩心管4和外层钻头5不接触的套设在取样岩心管2、吸沙连接管7和内层钻头6组成的空心圆柱筒体外形成一个环形间隙，所述环形间隙为出液环道51，能够不需要进行速冻土层，也不需要进行特殊的操作就可以实现对流沙的钻进取样，并且使用常规的喷反钻具就可以了，而且不需要额外操作，只需要按照正常的勘探钻孔流程操作就完成了，取出的沙样完整清晰，操作简单。

其中，射吸接头1为一侧开设了高压冲洗通道14的中空管道，所述高压冲洗通道14通过钻杆与外部高压泵连接，所述射吸接头1的另一侧开设了具有内螺纹的安装槽15，所述安装槽15的开口通过螺纹紧密套装在取样岩心管 2顶端，便于将半合管的取样岩心管2锁紧，使取样岩心管2使用时合并完整；

射吸接头1的侧壁上还均匀的开设了复数个相互隔开的导流扩散孔13，每个所述导流扩散孔13内能拆卸的安装了一个喷嘴12，每个所述喷嘴12的入口都与高压冲洗通道14连通，每个所述喷嘴12的出口和导流扩散孔13都正对出液环道51，增加喷嘴12的数量，并且均匀分布，增加高压喷射时，钻头转动的稳定性，同时增加了取样岩心管2内的负压吸力；

安装槽15内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道11，每个所述抽吸通道 11都与一个导流扩散孔13的底部侧壁连通，所述导流扩散孔13不与喷嘴12 接触，所述导流扩散孔13通过抽吸通道11与沙样容纳腔21连通，增加负压的通道数量，相当于增加了取样岩心管2的整体负压，使得更粘稠和一些松散土壤也可以进行取样了；

喷嘴12和导流扩散孔13朝向取样岩心管2的方向倾斜设置，所述高压冲洗通道14与射吸接头1和钻杆为同一轴线，所述喷嘴12的出口轴线与高压冲洗通道14的轴线角度A的范围在25°-65°之间，所述喷嘴12的数量为 2-4个，便于增大负压的强度，如果超出这个范围，负压可能会小时或者减小到难以吸取流沙了，或者流沙难以落下被吸收进了抽吸通道11了，给取样造成困难；

内层钻头6的沙样入口61和吸沙连接管7的连接腔71都为上小下大的圆台形穿孔，所述沙样入口61的夹角C和连接腔71的夹角B角度相同，且所述C和B夹角的范围在10°-30°之间，这样内层钻头6就能阻挡冷却液，便于沙土样本不被冷却液污染，保持样品原样和完整性起到帮助，提高沙样的准确性，便于更好的观察，而且这个角度，吸力更容易传递给沙土；

内层钻头6的外端比外层钻头5的外端伸出长度H，所述H伸出的距离范围是100-300mm，所述H为150-200mm为佳；所述吸沙管3的长度不大于 1.5m，所述吸沙管3的最佳长度范围在0.8-1.2m，不影响钻孔，又能存留足够的沙样，便于取样；

取样岩心管2的两端都是外螺纹，所述取样岩心管2通过安装槽15和吸沙连接管7的内螺纹锁紧拼装为牢固的整体结构，这样的结构使得取样岩心管2才能在安装完成后，被锁紧为一个整体，确保取样岩心管2能够拼装完整，如此沙样才能保留完整；

射吸接头1、外层岩心管4、外层钻头5、取样岩心管2、吸沙管3、吸沙连接管7和内层钻头6的轴线都为同一直线，使得钻头转动时，不会偏转，保持均匀稳定的转动。

在本实用新型的一个具体实施例中：

本实用新型实施例通过提供一种沙层钻探取样钻具，本实用新型所遇到的技术问题是：1、岩心钻机在取样时只适用于较硬或者较完整的地质条件下，比如岩石坚硬的矿物、具有粘结性质的土层等，而在流沙的地质条件取样时，这种岩心钻机取样是非常困难的，基本没办法进行直接取样，岩心钻机的钻头到地下的需要取样层，当取样腔灌注了细沙的样品，当钻杆带动钻头提起进行取样的时候，流沙会流走，不会像岩石一样可以用卡取装置将岩芯样品滞留在钻具的取样空间内，传统岩心钻机是没办法对细沙进行取样的，即使较为松散的土层，一般的钻机都没办法进行取样，而实际上很多地质条件都是松散的，这样就只能对地质条件进行预估，而不能直接观察样品和对样品厚度层次进行计算；2、目前有一些办法对这些具有流动性的固体地质条件进行取样，目前的办法是当钻机的取样腔在地下时，通过速冻的办法，比如灌输液氮，将钻杆的取样腔内的沙样冻住，使沙样不在流动，然后快速从地下取出样品，这样操作非常麻烦，因为取样不是仅仅取一个，而是要多点勘探，详细了解，而且有的钻孔深度达，所以需要备用大量的冷冻物质用来冷冻地下的样品，而且取出时还有可能会解冻松散掉，并且冷冻时冷冻液是向下流动的，必然会将钻头也冷冻住，而钻机转动时，钻头又会发热，这样冷热交替，很容易发生淬断的情况，钻头和钻杆很容易损坏；3、用喷射式反循环钻具可以适当增加岩心的采取率，也能用于较为松散的土质，但是采取会降低很多，使得采样的准确度降低，而且也没办法对流体固体物进行采样，比如流沙、固体物较多的泥浆层，这种喷射式反循环钻具冷却水从外部进行冲洗降温了，内部的样品就都冲走了，基本无法采样。

本实用新型遵循了喷射式反循环钻具在钻孔时会有一个内吸力的工作原理，喷射式反循环钻具，简称喷反钻具，是岩心钻探中一种可以在孔底形成局部反循环，以提高岩心采取率的钻具。它装于岩心管上端，主要工作元件是喷头和扩散器。钻进时，冲洗液在泵压作用下，沿钻杆流至喷头并以高速射入扩散器。此高速液流导致喷射器指喷嘴12与扩散器周围形成负压。在压力差的作用下，孔底冲洗液被抽吸上升，经弯管或分水接头分导，形成孔底局部反循环。在4～6级的松散、破碎地层及7—8级以上的硬、脆、碎地层中，用喷反钻具钻进能提高岩心采取率。根据结构不同，喷反钻具分为弯管型和分水接头型两种，其中每一种又分为单管和双管两种型式。冲洗液经过喷嘴12时，以高速喷入混合室，使混合室口附近部位形成低压区。孔底的冲洗液经过岩芯管就上升至该区弥补其不平衡，这样便形成了反循环的作用。从分水接头流进的冲洗液，一部分沿钻具与孔壁间排出孔外，一部分起反循环作用。

本装置就是利用了喷射式反循环钻具在冲洗产生的反循环吸力，将细沙样品通过负压吸取进入吸沙管3内，然后因为沙样容纳腔21内的空间较大，吸力变换方向流向四周的抽吸通道11，而且吸力在更大空间的沙样容纳腔21 内缓冲减小，所以沙样会因为吸力不足而掉落至沙样容纳腔21的底部，被吸沙连接管7接住，就能简单进行取样了。

实现了的技术效果为：1、本装置通过高压的喷嘴12射出高压水流束，并且水流束穿过导流扩散孔13进入出液环道51，如此在导流扩散孔13就产生负压，这个负压通过抽吸通道11一直传递到沙样入口61，在负压作用下流体沙样直接通过沙样入口61和连接腔71一直向上，经过吸沙通道31然后压力不足落入到沙样容纳腔21，这样就取样完成了，根本不需要额外的操作，不需要灌水冷冻然后等待，可以用于细沙，流动固体、还有松散土层等地质条件，而且取样准确，边钻探就取样完成了，也不会在取出钻头和钻杆时样品流走，操作非常方便而且更加可靠；

2、每个喷嘴12都能通过高压的流体喷射在穿过导流扩散孔13时产生负压，增加了多个喷嘴12那么整体的产生的吸力就加强了，能够确保即使较为粘稠和重量较大的样品也能吸起来并吸入沙样容纳腔21；

3、利用内层钻头6比外层钻头5更前凸的设计，这样从出液环道51喷出的冷却液不能进入到内层钻头6的内部，冷却液被隔离在了内层钻头6的外部，并且冷却液还能直接喷射到内层钻头6上进行降温，从而隔离了钻探冲洗液与原状沙层，避免钻探泥浆污染样品，能够更加准确的取样。

4、增加了层连接管4和吸沙连接管7，使冲洗液临近孔底，不容易造成埋钻等钻探事故，而且更换易磨损件内层钻头6和外层钻头5时更加方便。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型在制作安装时，将一般的喷射式反循环钻具的接头，需要使用双层钻具接头，然后在接头的内层，从上至下依次配合安装本装置的取样岩心管2、吸沙连接管7和内层钻头6，而吸沙管3套在取样岩心管2内腔一起锁紧安装在吸沙连接管7顶部，所述吸沙连接管7为两端都带有环形台阶的圆柱形管道，所述吸沙连接管7的一端环形台阶通过螺纹套装锁紧在取样岩心管2上，所述吸沙连接管7的另一端环形台阶能拆卸的锁紧了内层钻头6

吸沙管3，所述吸沙管3通过螺纹锁紧在吸沙连接管7的中心处，所述吸沙管3还插设在取样岩心管2内腔，所述取样岩心管2与吸沙管3不接触，所述吸沙管3将取样岩心管2的整个内腔隔离为外环的沙样容纳腔21和内圈的吸沙通道31，所述沙样容纳腔21的一端被吸沙连接管7的环形台阶完全封闭阻挡，所述沙样容纳腔21的另一端与射吸接头1连通；

吸沙管3和取样岩心管2的长度是根据钻探所用的泵压和泵量而定的，不宜过长，以免影响取样效果。通常情况下，吸沙管长度不宜大于1.5m，以 0.8-1.2m为宜；

而接头的外层，从上至下依次安装外层岩心管4和外层钻头5即可，确保外层岩心管4和外层钻头5不接触的套装在取样岩心管2、吸沙连接管7和内层钻头6外部，并且同轴线，就安装完成了，所有的连接都通过螺纹锁紧，而取样岩心管2、吸沙连接管7和吸沙管3之间形成一个顶部开口的环形沙样容纳腔21，并且沙样容纳腔21的顶部与吸沙管3顶部连通，沙样容纳腔21 底部被吸沙连接管7的顶部台阶阻挡封闭，其中取样岩心管2是半合管，如图4所示，观察取出的沙样时，将取样岩心管2平放，然后掰开取样岩心管2 即可，露出样品，需要注意的是，本装置出的沙样时颠倒的，沙样容纳腔21 与吸沙连接管7接触的一侧是接近地面的地质样品，而沙样容纳腔21内靠近射吸接头1一侧的样品，是更深处的地质样品，如果本装置能够与射吸接头1 配合使用效果更佳，本装置的射吸接头1内的喷嘴12数量更多，而且是均匀的沿着射吸接头1的竖向轴线分布的，如此就使整体的吸力更大，而且均匀的分布不影响钻头转动，避免在高压冲洗下发生偏转的情况，每个导流扩散孔13互相不影响，使得流体的环境互相不受影响，需要注意的是沙样入口61 的内角C和连接腔71的开孔内角B角度相同，范围在10°-30°之间，而射吸接头1的喷嘴12和导流扩散孔13的内壁边缘是平行的，且喷嘴12余高压冲洗通道14的轴线的夹角A的范围是25°-65°之间，否则导流扩散孔13就没办法在高速水流的冲刷下产生负压。

本实用新型在使用时，通过泵送将冷却液通过钻具的钻杆内孔将液体送入高压冲洗通道14，然后冷却液在高压冲洗通道14内部阻挡，而上面的泵送不停加压，使得高压冲洗通道14的内部压力更大，然后冷却液在高压下经过喷嘴12喷出，喷嘴12数量有多个，2-4个最佳效果，然后冷却液穿过导流扩散孔13不会停留，因为高压会强推被外层岩心管4内部阻挡才会停留，此时因为外层岩心管4与射吸接头1之间有一个环形的出液环道51，高压水流会不断的向下经过出液环道51的出口，也就是外层钻头5和内层钻头6之间的缝隙流出，而导流扩散孔13产生的负压就会通过抽吸通道11向下传递，如此沙样容纳腔21就会产生吸力，而沙样容纳腔21的外圈底部是密封的，沙样入口61和连接腔71也是通过螺纹密封连接的，所以负压只会从吸沙管3 的细沙通道31传递到最下方的沙样入口61，地下的流沙样品就被负压吸取上来了，并且内层钻头6内部的样品是没有被冷却液进行冲洗的，是土层原有的状态，没有混合冷却液的，保持了原有状态，被内层钻头6钻散的细沙就会顺着这个内部通道一直向上流动，如图1，而箭头所示的方向为负压方向，沙样就会存留在沙样容纳腔21地底部，外层钻头5和内层钻头6继续向下钻孔，更下层的沙土被继续向上吸取，深层的沙样会落在沙样容纳腔21内覆盖在浅层沙样的上方，随着钻头不断深入钻探，那么深层的沙样就会不断的覆盖在浅层上方，这样就将沙样存留了，并没有增加额外操作，就是跟原本的岩心取样一样深入钻探即可，操作简单，效果更好，而且样品不易与冷却液混合变得浑浊和粘稠，取样更加真实，吸沙管3的长度不大于1.5m，所述吸沙管3更优选的长度范围在0.8-1.2m，吸沙管3装满取样完成后，将钻头和钻杆取出，拆除射吸接头1，使取样岩心管2脱离安装槽15的内螺纹，再旋钮吸沙连接管7，取样岩心管2和吸沙管3就被分开了，然后平放取样岩心管2，掰开取样岩心管2，沙样就呈现在沙样容纳腔21内了，一目了然，取样方便，不必冷冻。

半合管在钻探中属于常用设备，如图4所示，就是将一根完整的管，沿着圆管的轴线竖向对称切开，然后在拼成一个整体形成一个可以沿着中线拆分的圆管，并且拼起来进行使用，这样掰开这样的半合管的时候，不需要挪动半合管内部的样品，这样就能保持样品原本的层次不会流动，确保样品的完整和准确性，不需要像完整的岩心管一样，那种岩心管只能用在坚硬的岩石层中，取样时需要将岩石敲击取出，而沙地取出就散落了，根本没办法识别地下沙土的层次分布，所以需要使用半合管。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：包括取样岩心管(2)，所述取样岩心管(2)为两端开口的半合管，所述取样岩心管(2)通过射吸接头(1)与钻杆连接；

吸沙管(3)和吸沙连接管(7)，所述取样岩心管(2)套设在吸沙管(3)外组成一个双层的空心圆柱管体，所述吸沙管(3)的内部管道为吸沙通道(31)，所述吸沙管(3)与取样岩心管(2)之间的环形腔体为沙样容纳腔(21)，所述取样岩心管(2)与吸沙管(3)互不接触，所述取样岩心管(2)、吸沙管(3)都能拆卸的安装在吸沙连接管(7)的一侧，所述吸沙管(3)安装在吸沙连接管(7)的中心处，所述取样岩心管(2)插设在吸沙连接管(7)的外壁内，所述吸沙连接管(7)的内部开设了连接腔(71)，所述连接腔(71)通过吸沙通道(31)与沙样容纳腔(21)连通，所述沙样容纳腔(21)的一侧被吸沙连接管(7)的顶部阻挡隔离，所述沙样容纳腔(21)的另一侧与射吸接头(1)连通；

内层钻头(6)，所述内层钻头(6)能分离的连接在吸沙连接管(7)的另一侧，所述内层钻头(6)内开设了沙样入口(61)，所述沙样入口(61)通过吸沙连接管(7)的连接腔(71)与吸沙通道(31)连通，所述取样岩心管(2)、吸沙管(3)、吸沙连接管(7)和内层钻头(6)组成一个空心圆柱筒体；

外层岩心管(4)和外层钻头(5)，所述外层钻头(5)通过外层岩心管(4)能分离的连接在射吸接头(1)的外壁上，所述外层岩心管(4)和外层钻头(5)不接触的套设在取样岩心管(2)、吸沙连接管(7)和内层钻头(6)组成的空心圆柱筒体外形成一个环形间隙，所述环形间隙为出液环道(51)。

2.根据权利要求1所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述射吸接头(1)为一侧开设了高压冲洗通道(14)的中空管道，所述高压冲洗通道(14)通过钻杆与外部高压泵连接，所述射吸接头(1)的另一侧开设了具有内螺纹的安装槽(15)，所述安装槽(15)的开口通过螺纹紧密套装在取样岩心管(2)顶端。

3.根据权利要求2所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述射吸接头(1)的侧壁上还均匀的开设了复数个相互隔开的导流扩散孔(13)，每个所述导流扩散孔(13)内能拆卸的安装了一个喷嘴(12)，每个所述喷嘴(12)的入口都与高压冲洗通道(14)连通，每个所述喷嘴(12)的出口和导流扩散孔(13)都正对出液环道(51)。

4.根据权利要求3所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述安装槽(15)内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道(11)，每个所述抽吸通道(11)都与一个导流扩散孔(13)的底部侧壁连通，所述导流扩散孔(13)不与喷嘴(12)接触，所述导流扩散孔(13)通过抽吸通道(11)与沙样容纳腔(21)连通。

5.根据权利要求3所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述喷嘴(12)和导流扩散孔(13)朝向取样岩心管(2)的方向倾斜设置，所述高压冲洗通道(14)与射吸接头(1)和钻杆为同一轴线，所述喷嘴(12)的出口轴线与高压冲洗通道(14)的轴线角度A的范围在25°-65°之间，所述喷嘴(12)的数量为2-4个。

6.根据权利要求1所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述内层钻头(6)的沙样入口(61)和吸沙连接管(7)的连接腔(71)都为上小下大的圆台形穿孔，所述沙样入口(61)的夹角C和连接腔(71)的夹角B角度相同，且所述C和B夹角的范围在10°-30°之间。

7.根据权利要求1所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述内层钻头(6)的外端比外层钻头(5)的外端伸出长度H，所述H伸出的距离范围是100-300mm，所述H为150-200mm为佳；所述吸沙管(3)的长度不大于1.5m，所述吸沙管(3)的长度范围在0.8-1.2m。

8.根据权利要求2所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述取样岩心管(2)的两端都是外螺纹，所述取样岩心管(2)通过安装槽(15)和吸沙连接管(7)的内螺纹锁紧拼装为牢固的整体结构。

9.根据权利要求1所述的一种沙层钻探取样钻具，其特征在于：所述射吸接头(1)、外层岩心管(4)、外层钻头(5)、取样岩心管(2)、吸沙管(3)、吸沙连接管(7)和内层钻头(6)的轴线都为同一直线。

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