用于岩芯采样的钻头的制作方法

1.本实用新型涉及岩芯钻取领域，特别涉及一种用于岩芯采样的钻头。


背景技术：

2.岩芯采样(drillcoresampling)又称岩芯钻探采样，是以钻探获得的岩芯或矿心为对象所进行的采样工作。它一般用人工或机械的方法，按一定的采样长度，沿岩芯长轴将其劈成两半或四份，然后取其中的一半或四分之一作为样品。决定岩芯采样质量的前提是岩芯采取率的高低，如果确属地质条件使岩芯采取率满足不了采样的要求时，或者因为组成的矿物软硬不一而造成选择性的磨损，使岩芯中的有用矿物发生富集或贫化时，则必须在进行岩芯采样的同时，收集同一孔段的岩粉，以便用两者的分析结果来确定该处的矿石晶位。
3.海岸、浅滩和出露珊瑚礁的岩芯取样研究，其大多由钻机钻取。通常情况下，低完整性、低强度岩芯可在钻具扭转力及紧裹力的共同作用下套取出来；而完整程度较高的硬质岩石如花岗岩、安山岩，因其颗粒联接紧密，抗压、抗剪强度很高，常规钻机仅靠钻头的磨削与振动很难使岩芯根部与母岩顺利断裂分离，导致钻具磨损严重而取芯率低的困局出现，人力、物力、财力消耗巨大。
4.其中，由于在进行岩芯钻取的过程中，钻头容易因过热而加速磨损，现有解决方法往往直接往钻孔内注水，但是注水冷却往往只能冷却钻头表面，不能够对钻头内的岩芯进行冷却，冷却效果有限。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种用于岩芯采样的钻头，旨在实现对钻头内的岩芯进行冷却的同时，更为有效地排出岩芯内的水分。
6.上述实用新型目的通过如下技术方案实现。
7.一种用于岩芯采样的钻头，所述钻头为一端封闭另一端开口的长圆筒，开口端为刀口，封闭端圆心处设置有用于连接钻机的连接部，其特征在于，在所述封闭端绕连接部周向地开设至少三个进水孔，在接近所述钻头刀口的侧壁上开设有排水缝。
8.在对岩体进行钻取的过程中，向钻孔内灌注冷水，冷水从进水孔渗入至钻头内，对岩芯进行冷却，然后在钻头高速转动之时从排水缝甩出后，对钻孔内壁和钻头外壁进行冷却，对于钻孔内的积水，可以在关闭电机后取出钻头，用水勺伸入钻孔内舀取积水，从而实现对钻孔内积水的清理。
9.本实用新型，还可以作如下改进。
10.所述排水缝呈“人”字形，数量为一对，相对地分布于钻头的两侧。
11.通过设置“人”字形的排水缝，使得钻头在停止转动时，钻头内与岩芯之间的水更高效地从钻头内向外溢出。
12.本实用新型相对于现有技术，具备如下有益效果：
13.由于钻头在转动过程中内壁与岩芯的摩擦会使得岩芯积攒更多热量，通过进水孔使得冷水能流入钻头内部，从而更易于对岩芯进行冷却。而通过水勺来对钻孔内的积水进行清理，不需要携带抽水机，提高了该冷却装置的便携性。
附图说明
14.图1为本实用新型所述用于钻头的结构图；
15.图2为实施例中用于清理钻孔内积水的水勺的结构图；
16.图3为实施例中所述岩芯采样套件的概览图；
17.图4为实施例中所述岩芯采样套件中取芯装置的结构图；
18.图5为实施例中所述岩芯采样套件中撬断装置的结构图；
19.其中，1、钻头；11、连接部；12、进水孔；13、排水缝；2、撬断装置； 20、楔形尖端；3、取芯装置；31、取芯圆筒；32、取芯长杆；311、三角形卡口；312、尖部；313、环刀结构；4、水勺；41、短圆筒；42、握杆。
具体实施方式
20.下面将结合附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.本实用新型所述用于岩芯采样的钻头1，如图1所示，为一端封闭另一端开口的长圆筒，开口端为刀口，封闭端圆心处设置有用于连接钻机的连接部11，其特征在于，在所述封闭端绕连接部11周向地开设至少三个进水孔12，在接近所述钻头1刀口的侧壁上开设有排水缝13。
22.对岩体进行钻取的过程中，向钻孔内灌注冷水，冷水从进水孔12渗入至钻头1内，对岩芯进行冷却，然后在钻头1高速转动之时从排水缝13甩出后，对钻孔内壁和钻头1外壁进行冷却。
23.排水缝13呈“人”字形，数量为一对，相对地分布于钻头1的两侧，通过设置“人”字形的排水缝13，使得钻头1在停止转动时，钻头1内与岩芯之间的水更高效地从钻头1内向外溢出。
24.如图2所示，水勺4包括一短圆筒41和握杆42，所述短圆筒41的一端为封闭端，另一端为开口端，所述封闭端朝下，所述握杆42链接有开口端处的圆筒侧壁顶部，所述钻头1的直径小于短圆筒41的直径。对于钻孔内的积水，可以在关闭电机后取出钻头1，用水勺4伸入钻孔内舀取积水，从而实现对钻孔内积水的清理。
25.本实用新型的钻头1属于如图3所示的岩芯采样套件的一部分，岩芯采样套件还包括用于撬断岩芯的撬断装置2，以及用于将所述岩芯取出的取芯装置3。
26.如图4所示，取芯装置3包括取芯长杆32以及用于套接岩芯的取芯圆筒31，取芯圆筒31的两端分别为开口端和封闭端，取芯长杆32固定于取芯圆筒31的封闭端，取芯圆筒31的开口端设置成环刀结构313，取芯长杆32平行于取芯圆筒31的轴，在接近取芯圆筒31底部的侧壁上相对地设置至少一对向取芯圆筒 31筒内倾斜的三角形卡口311。
27.如图5所示，撬断装置2为一长钢杆，所述长钢杆的末端设置一楔形尖端 20，楔形尖端20夹角为25
°
～35
°
，长度为4～5厘米。
28.具体的操作方法如下：
29.步骤一，启动钻机，使钻机驱动钻头1来对岩体进行钻取。
30.步骤二，到达预定回次进尺后，关闭电机并取出钻头1，用如图5所示的水勺4深入钻孔内舀去钻孔内的积水，然后再对岩芯进行钻取，直至钻出所需要的岩芯长度或钻孔深度。
31.步骤三，取出钻头1，撬断装置2紧贴钻孔孔壁放入钻孔中，使得撬断装置2的楔形尖端20插入钻孔底部处岩芯和孔壁之间的缝隙内，锤击长钢杆的另一端，楔形尖端20使岩芯从岩石上分离。
32.上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。


技术特征：
1.一种用于岩芯采样的钻头，所述钻头(1)为一端封闭另一端开口的长圆筒，开口端为刀口，封闭端圆心处设置有用于连接钻机的连接部(11)，其特征在于，在所述封闭端绕连接部(11)周向地开设至少三个进水孔(12)，在接近所述钻头(1)刀口的侧壁上开设有排水缝(13)。2.根据权利要求1所述用于岩芯采样的钻头，其特征在于：所述排水缝(13)呈“人”字形，数量为一对，相对地分布于钻头(1)的两侧。

技术总结
本实用新型提供了一种用于岩芯采样的钻头，钻头为一端封闭另一端开口的长圆筒，开口端为刀口，封闭端圆心处设置有用于连接钻机的连接部，在所述封闭端绕连接部周向地开设至少三个进水孔，在所述长圆筒接近在接近取芯圆筒底部的侧壁上开设有排水缝。在对岩体进行钻取的过程中，向钻孔内灌注冷水，冷水从进水孔渗入至钻头内，对岩芯进行冷却，然后在钻头高速转动之时从排水缝甩出后，对钻孔内壁和钻头外壁进行冷却。壁进行冷却。壁进行冷却。


技术研发人员：张会领 黄忠洲 陶士臣
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：2021.03.31
技术公布日：2021/11/30