一种水平单动双管取心钻具及水平取心钻机的制作方法

1.本技术实施例涉及但不限于工程勘察领域，尤其涉及一种水平单动双管取心钻具及水平取心钻机。


背景技术：

2.为了获取地下资源分布情况以及地下工程地质情况，对地下资源以及地下工程地质进行勘探是必不可少的。其中采取岩芯是常用手段，采取岩芯通过特殊的取心工具将岩石尽可能保持原样取出来，直观的研究岩层和沉积状况。采取岩芯的重要指标是采取率(percentage of coring，poc)，其由钻孔中采取出的岩心长度与相应实际钻探进尺的百分比计算得出，用以反映钻探质量，该指标越高表示取心的质量越高。
3.水平取心钻机作为一种常用的采取岩芯设备在地质勘探中发挥了重要作用，为了提高水平取心钻机采取率，其钻具一般采用单动双管结构，外管旋转用于掘进，内管不转动，用于收集岩芯，由于内管与岩芯在一定程度上不发生相对旋转，从而降低了岩芯的破损，提高了采取率。
4.现有的单动双管取心钻具，水平状态的钻具，其内管在自重力和岩心重力的作用下会有下垂，与支撑机构的摩擦力显著增大，使得内管很难保持不动，出现内管随外管随机转动的现象，岩心在内管之中翻转，单动双管的单动失效，导致岩心采取率过低。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供水平单动双管取心钻具，内管总成不随外管总成转动，对岩心扰动小，岩心采取率高。
6.第一方面，本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，包括用于和旋转驱动件连接的连接头，连接头的一端固定有外管总成，外管总成内设有内管总成，外管总成和内管总成之间具有第一间隙，且内管总成可以相对于外管总成和连接头旋转，第一间隙内设有偏重块，偏重块固定于内管总成外壁的一侧，使得内管总成连接有偏重块的一侧在重力作用下保持朝下状态。
7.本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具，连接头用于连接旋转驱动件，并将旋转运动传递到外管总成，外管总成通过旋转钻孔，将岩心与岩体分离，内管总成则用于收集钻取的岩心，为了保证岩心结构完整，提高采取率，内管总成相对外管总成旋转，相对岩心不旋转，从而减小岩心与内管总成之间的摩擦，降低岩心破碎的可能性，通过在内管总成上设置偏重块，内管总成的重心移向偏重块一侧，在重力的作用下，内管总成含有偏重块的一侧保持朝向地心状态，从而强化了内管总成不相对岩心旋转的状态，进一步提高了岩心的采取率，与相关技术中内管总成会因摩擦力随外管总成转动而导致采取率过低的方案相比，本技术的水平单动双管取心钻具通过在内管总成上增加偏重块，强制内管总成相对岩心不旋转，从而提高岩心采取率。
8.在本技术的一种可能的实现方式中，内管总成包括定轴和具有容纳腔的内管本
体，定轴一端和内管本体固定连接，定轴另一端和连接头可旋转连接，定轴直径小于内管本体直径，且偏重块固定于定轴和外管总成之间的定轴一侧。
9.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了保证内管总成的连接强度，内管总成包括内管本体与定轴两部分，内管本体的容纳腔用于收集岩心，为了保证岩心更好进入容纳腔，其外径应尽可能趋于外管总成的内径，因此内管本体与外管总成的间隔较小不适宜设置复杂的连接机构；而且内管本体的壁厚在保证承载强度的同时应尽可能薄，同样不利于设置复杂的支撑结构，因此通过将容纳腔与定轴连接，定轴承载能力强，定轴与连接头连接可以保证连接强度，同时定轴直径小于内管本体直径，定轴与外管总成间的间隙也即第一间隙空间较大，适合设置偏重块。
10.在本技术的一种可能的实现方式中，偏重块上下两侧均为圆弧面，且上下两侧的圆弧面的圆心所在轴线与定轴的轴线同轴设置。
11.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了提升偏重块与定轴连接的紧密度，将偏重块的上侧面设置为轴线与定轴轴线同轴的圆弧面，从而使偏重块能够贴合定轴周侧，使得两者的连接更加紧密，为了在有限空间内，进一步提升偏重块的体积，进而增加重量以增强其作用效果，将偏重块的下侧设置为圆弧面，其轮廓与对应部位的外管总成的轮廓相近，相比于方形等形状的下侧面体积可以设置的更大。
12.在本技术的一种可能的实现方式中，偏重块和定轴通过紧固件固定。
13.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了便于维护，将偏重块与定轴通过紧固件连接，相比于一体设置和焊接等，通过紧固件连接的偏重块可以方便的组装与维护，同时使得偏重块与定轴具有可替换性，可以多次使用，更加节约资源。
14.在本技术的一种可能的实现方式中，定轴和内管本体之间通过内管接头固定，外管总成和内管本体之间具有第二间隙，内管接头开设有泥浆通道，泥浆通道将第二间隙和容纳腔连通。
15.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，由于定轴与内管本体直径不一致，不便于直接连接，因为设置内管接头使得两者的连接更加方便，此外由于泥浆会从内管本体右侧的岩心进入口流入容纳腔内，容纳腔中残留的泥浆会对岩心造成阻力，因此开设泥浆通道，泥浆通道则将内管本体的容纳腔与第二间隙连通，便于排出容纳腔内的泥浆，从而降低岩心受到的阻力，便于岩心进入容纳腔。
16.在本技术的一种可能的实现方式中，泥浆通道由贯通的第一通道和第二通道连通而成，第一通道和第二通道的延伸方向呈一定角度，第一通道开口朝向容纳腔，第二通道开口朝向第二间隙。
17.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，由于外管总成与内管总成中泥浆的流向为从第一间隙到第二间隙，为了避免容纳腔中所要排出的泥浆与第一间隙中的泥浆流向产生反冲，将泥浆通道分为两段，其中第一通道朝向第二间隙，排出的泥浆直接随第二间隙的泥浆流走，第二通道则顺应容纳腔内泥浆的流向，减小泥浆受到的阻力，便于泥浆的排出。
18.在本技术的一种可能的实现方式中，第一通道内设有弹性体和阻流件，弹性体沿第一通道轴线方向伸缩，以带动阻流件打开或关闭第一通道。
19.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了避免在容纳腔内压力不足的
情况下，第二间隙的泥浆流入容纳腔内，在第一通道内设置弹性体和阻流件，阻流件沿第一通道轴线方向运动可以打开或关闭第一通道，当容纳腔内泥浆的压力小于第二间隙中泥浆压力时，第二间隙中的泥浆推动阻流件将第一通道关闭，阻止第二间隙中的泥浆进入容纳腔；当容纳腔内泥浆的压力等于第二间隙中泥浆的压力时，弹性体推动阻流件将第一通道关闭，阻止第二间隙中的泥浆进入容纳腔；当容纳腔内泥浆的压力大于第二间隙中泥浆的压力时，容纳腔内的泥浆推动阻流件将第一通道打开，从而将容纳腔中的泥浆排入第二间隙。
20.在本技术的一种可能的实现方式中，阻流件为球形结构，第一通道位于内管接头处的端部固定有挡环，挡环的中部具有流通孔，流通孔的直径小于阻流件的直径。
21.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，当阻流件受力抵靠在挡环时，挡环用于防止阻流件落入容纳腔内，同时由于阻流件直径大于流通孔的孔径，从而将流通孔封堵，球形设置的阻流件具有多重效果，其一，球形面为弧度面，更容易与流通孔对中；其二，球形设置可以适应不同孔径的流通孔，同时对流通孔的圆度要求也较低；其三，球形面与挡环的接触面积小，摩擦力小，容纳腔中泥浆打开阻流件所需的压力也更小。
22.在本技术的一种可能的实现方式中，连接头靠近外管总成的一端设有管状接头，管状接头位于外管总成内，且管状接头与外管总成固定连接，定轴伸入管状接头内，定轴和管状接头通过第一轴承组可旋转连接，内管本体与外管总成之间通过第二轴承组可旋转连接，第二轴承组位于内管本体远离定轴一端。
23.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了保障内管本体与外管总成之间的同心度，便于岩心进入内管本体的容纳腔，进一步提高岩心的采取率，在定轴和管状接头之间设有第一轴承组，在内管本体与外管总成之间设置第二轴承组，将原本由第一轴承组单点支撑内管总成的悬臂梁结构，变为由第一轴承组和第二轴承组共同支撑的简支梁结构，从而保障内管本体与外管总成之间的同心度，且第二轴承组距离定轴越远，支撑效果越好，内管本体与外管总成之间的同心度越高。
24.在本技术的一种可能的实现方式中，第一轴承组由多个滚动轴承沿定轴的轴线方向排列而成。
25.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，滚动轴承具有摩擦阻力小、功率消耗小、机械效率高；精度高、负载大、磨损小、使用寿命长等优点，使用多个滚动轴承则可以改善轴承的受力条件，提高轴承的使用寿命。
26.在本技术的一种可能的实现方式中，第二轴承组包含至少一个滑动轴承。
27.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，滑动轴承承载能力强，精度高，寿命长，同时径向尺寸小，利于在狭小的第二间隙内安装。
28.在本技术的一种可能的实现方式中，连接头相对于第一轴承组的两端位置均开有过水孔，过水孔将管状接头和第一间隙连通。
29.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了对第一轴承组进一步润滑冷却，提高其传动效率，在连接头相对于第一轴承组的两端位置均开有过水孔，将本应经由连接头流入第一间隙的泥浆中的一部分经过过水孔流入管状接头内腔，再由管状接头内腔经由过水孔流入第一间隙，使得管状接头内腔充盈流动的泥浆，第一轴承组浸润其中，从而获得润滑与冷却。
30.在本技术的一种可能的实现方式中，定轴靠近连接头的一端与连接头之间设有球形抵件，连接头对应球形抵件的位置设有限位槽，球形抵件的两侧分别抵靠在限位槽内和定轴的端部。
31.本技术实施例提供一种水平单动双管取心钻具，为了降低钻具推进过程中产生的轴向力使内管总成发生轴向位移，进而对第一轴承组及第二轴承组产生影响，定轴靠近连接头的一端与连接头之间设有球形抵件，在内管总成受轴向力时欲向连接头移动时，由于球形抵件的存在，连接头产生反作用力阻止内管总成发生轴向移动，从而避免对第一轴承组及第二轴承组产生影响，球形抵件的球形设计使其与连接头及定轴的接触为点接触和线接触，接触面积小，摩擦阻力小，因此产生的阻碍定轴和连接头相互旋转的力可以忽略不计，限位槽的开设则是为了保证球形抵件的作用点位于定轴的轴线上，从而保障定轴及连接头的受力均衡。
32.第二方面，在本技术实施例提供一种水平取心钻机，包括钻架，钻架上设有驱动部和水平单动双管取心钻具，驱动部固定于钻架且驱动部和水平单动双管取心钻具传动连接。
33.本技术实施例提供一种水平取心钻机，由于包括了第一方面中任一项的水平单动双管取心钻具，因此具有同样的技术效果，即内管总成不随外管总成转动，对岩心扰动小，岩心采取率高。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的水平取心钻机的主视图；
35.图2为本技术实施例提供的水平取心钻机的左视图；
36.图3为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的剖器视图；
37.图4为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的连接头的剖切视图；
38.图5为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的偏重块焊接示意图；
39.图6为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的偏重块及紧固件示意图；
40.图7为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的泥浆通道及相关部件是示意图一；
41.图8为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的泥浆通道及相关部件是示意图二；
42.图9为本技术实施例提供的水平单动双管取心钻具的减阻器结构示意图。
43.附图标记：
44.1-钻架；2-驱动部；21-推进驱动件；22-导向件；23-旋转驱动件；231-伺服电机；232-安装板；3-钻杆；4-单动双管取心钻具；41-连接头；411-钻杆接头；4111-安装孔；4112-注入孔；412-管状接头；4121-主体管；4121a-第一过水孔；4121b-限位槽；4122-延长管；4122a-第二过水孔；42-外管总成；421-外管本体；422-扩孔器；423-取心钻头；43-内管总成；431-定轴；432-内管本体；4321-容纳腔；433-内管接头；4331-泥浆通道；4331a-第一通道；4331b-第二通道；4332-弹性件；4333-阻流件；4334-挡环；4334a-流通孔；434-第一锁紧螺母；435-第二锁紧螺母；436-轴承挡圈；437-卡簧；438-卡簧座；44-第一间隙；45-第二间隙；46-第三间隙；47-第一轴承组；48-第二轴承组；5-偏重块；6-紧固件；7-球形抵件；8-减
阻器；81-套环；82-滚珠。
具体实施方式
45.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
46.在本技术实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
47.此外，在本技术实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
48.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
49.在本技术实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
50.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
51.本技术实施例提供了一种水平取心钻机，取心钻机一般用于在地质勘探中水平钻取样本，该样本可以是岩土、混凝土、矿石等，水平取心钻机是取心钻机的一个重要分支，主要运用于水平方向的钻孔取样，并针对水平钻孔时岩心的受力进行一系列优化。
52.参照图1与图2，水平取心钻机包括钻架1，钻架1为整个水平取心钻机提供支撑，钻架1上固定有驱动部2，驱动部2包括推进驱动件21、导向件22、旋转驱动件23。其中推进驱动件21、导向件22均固定连接在钻架1上，旋转驱动件23则相对导向件22滑动，并由推进驱动件21带动旋转驱动件23水平移动，旋转驱动件23传动连接有水平单动双管取心钻具4，旋转驱动件23可带动水平单动双管取心钻具4旋转，并在推进驱动件21的推力下使单动双管取心钻具4深入岩石采取岩心。
53.其中，旋转驱动件23有多种实现方式，任意能带动单动双管取心钻具4旋转的机构均可，例如：旋转气缸、电机，在电机中包括伺服电机231和步进电机等，参照图1与图2，在本技术的一种实施例中，旋转驱动件23包括伺服电机231，伺服电机231的输出轴轴线水平设置，且输出端与水平单动双管取心钻具4固定连接，以带动水平单动双管取心钻具4旋转，伺服电机231具有运转平稳，输出力矩恒定等优点，且伺服电机231通过螺栓等紧固件6固定连
接有安装板232。
54.此外，导向件22及推进驱动件21也有多种实现方式，任意能带动旋转驱动部2实现直线运动即可，例如：伸缩杆、液压缸、齿轮齿条、丝杠、导轨、导向槽等，参照图1与图2，在本技术的一种实施例中，导向件22为导轨，推进驱动件21为液压缸，导轨及液压缸均与钻架1固定连接，且导轨的轴线与液压缸的轴线平行设置，安装板232与导轨滑动连接，且与液压缸的输出端固定，液压缸带动安装板232在导轨上水平滑动，安装板232则带动伺服电机231及水平单动双管取心钻具4实现推进运动。
55.其中，安装板232可以安装在导轨的任一侧，例如上侧；导轨的截面形状可以有多种，例如：矩形、燕尾型等，当安装板232安装在导轨下侧时，应选用燕尾型，三角形等；导轨的数量至少为一条，多条平行设置，参照图2，在本技术的一种实施例中，钻架1上安装有两条导轨，导轨截面为矩形，安装板232设置在导轨的上侧。
56.为了保障岩心的采取率，参照图3，取心钻具为单动双管式，包括用于和旋转驱动件23连接的连接头41，连接头41的一端固定有外管总成42，外管总成42内设有内管总成43，且内管总成43可以相对于外管总成42和连接头41旋转。
57.其中，连接头41与外管总成42均有多种形式，参照图3与图4，在本技术的一种实施例中，连接头41远离外管总成42的一端开有与其轴线重合的安装孔4111，安装孔4111具有内螺纹，安装孔4111用于安装钻杆3，钻杆3远离安装孔4111一端与伺服电机231的输出轴固定，并将伺服电机231的旋转动力传递到连接头41。外管总成42则包括与连接头41固定连接的外管本体421，外管本体421远离连接头41的一端固定连接有扩孔器422，扩孔器422远离外管本体421一端连接有取心钻头423，连接头41将伺服电机231的旋转运动传递到外管本体421，再由外管本体421及扩孔器422传递到取心钻头423，通过取心钻头423旋转钻孔，将岩心与岩体分离，内管总成43则用于收集钻取的岩心，内管总成43相对外管总成42旋转，相对岩心不旋转，从而减小岩心与内管总成43之间的摩擦，降低岩心破碎的可能性。
58.为了保证内管总成43的连接强度，参照图3，在本技术的一种实施例中，内管总成43包括定轴431和具有容纳腔4321的内管本体432，定轴431一端和内管本体432固定连接，定轴431远离内管本体432的一端和连接头41可旋转连接。内管本体432的容纳腔4321用于收集岩心，为了保证岩心更好进入容纳腔4321，内管本体432的外径应尽可能趋于外管总成42的内径，因此内管本体432与外管总成42的间隔较小不适宜设置复杂的连接机构；而且内管本体432的壁厚在保证承载强度的同时应尽可能薄，同样不利于设置复杂的支撑结构，因此通过将容纳腔4321与定轴431连接，定轴431承载能力强，定轴431与连接头41连接可以保证连接强度。
59.其中，为了减小取心钻头423在取心过程中的摩擦升温，同时减小取心阻力、带走泥沙，参照图3，在本技术的一种实施例中，定轴431和外管本体421之间具有第一间隙44，内管本体432和外管总成42之间具有第二间隙45，连接头41伸入外管本体421内且两者之间具有第三间隙46，连接头41开有与安装孔4111同轴的注入孔4112，注入孔4112一端与安装孔4111连通，注入孔4112另一端具有多个分支，且各分支均与第三间隙46连通。钻机工作时将泥浆由钻杆3泵入注入孔4112，再经由注入孔4112的分支流入第三间隙46，由第三间隙46依次流入第一间隙44、第二间隙45并最终到达取心钻头423处，对取心钻头423进行降温，并由外管总成42外侧返回从而达成循环。
60.此外，定轴431与内管本体432、定轴431与连接头41的连接均有多种实现方式，参照图3，在本技术的一种实施例中，连接头41靠近外管总成42的一端设有管状接头412，管状接头412位于外管总成42内，且管状接头412与外管总成42固定连接，定轴431直径小于管状接头412及内管本体432的内径，定轴431一端伸入管状接头412内，并与管状接头412可旋转连接，定轴431另一端伸入内管本体432内，并通过内管接头433与内管本体432固定连接，内管接头433的设置便于适配定轴431与内管本体432直径，便于两者的连接。
61.其中，内管接头433的一部分伸入内管本体432中并与内管本体432固定连接，另一部分与内管本体432直径接近，从而与内管本体432端部形成抵接关系，且内管接头433套设在定轴431外侧并与定轴431固定连接，内管接头433远离内管本体432一端设有第一锁紧螺母434，第一锁紧螺母434与定轴431螺纹连接，第一锁紧螺母434可以对内管接头433及内管本体432进行轴向定位。
62.需要说明的是，定轴431和管状接头412的可旋转连接可以通过轴承，也可以通过其他旋转结构实现，参照图3，在本技术的一种实施例中，定轴431和管状接头412的可旋转连接通过第一轴承组47实现，其中，第一轴承组47所采用的轴承可以有多种，优选的采用滚动轴承，且第一轴承组47由多个滚动轴承沿定轴431的轴线方向排列而成，滚动轴承具有摩擦阻力小、功率消耗小、机械效率高；精度高、负载大、磨损小、使用寿命长等优点，使用多个滚动轴承则可以改善轴承的受力条件，提高轴承的使用寿命。
63.此外，参照图3，在本技术的一种实施例中，定轴431靠近连接头41一端设有多个第二锁紧螺母435，第二锁紧螺母435与定轴431螺纹连接，且第二锁紧螺母435与第一轴承组47之间抵接有轴承挡圈436，从而对第一轴承组47进行轴向定位。
64.为了对第一轴承组47进一步润滑冷却，提高其传动效率，参照图3与图4，在本技术的一种实施例中，连接头41相对于第一轴承组47的两端位置均开有过水孔，分别是与注入孔4112分支连通的第一过水孔4121a，以及与第一间隙44连通的第二过水孔4122a，第一过水孔4121a与第二过水孔4122a将注入孔4112、管状接头412内腔、第一间隙44三者连通，其中第一过水孔4121a将本应经由注入孔4112流入第三间隙46的泥浆中的一部分引入管状接头412内腔，再由管状接头412内腔经由第二过水孔4122a流入第一间隙44，使得管状接头412内腔充盈流动的泥浆，第一轴承组47浸润其中，从而获得润滑与冷却
65.为了避免内管总成43跟随外管总成42旋转，保证岩心结构完整，进一步提高岩心的采取率，参照图3，第一间隙44内设有偏重块5，偏重块5固定于内管总成43外壁的一侧，使得内管总成43连接有偏重块5的一侧在重力作用下保持朝下状态，通过在内管总成43上设置偏重块5，内管总成43的重心移向偏重块5一侧，在重力的作用下，内管总成43含有偏重块5的一侧保持朝向地心状态，从而强化了内管总成43不相对岩心选装的状态，进一步提高了岩心的采取率。
66.需要说明的是，偏重块5可以连接在内管总成43的多个位置上，例如：定轴431端部、定轴431中部、内管本体432等，参照图3，在本技术的一种实施例中，偏重块5固定于定轴431和外管总成42之间的定轴431一侧，也即偏重块5位于位于管状接头412和内管本体432之间。由于定轴431直径小于内管本体432直径，定轴431与外管本体421之间的间隙也即第一间隙44空间较大，适合设置偏重块5，同时将偏重块5设置在连接头41与内管本体432之间的部分，相比于设置在端部，定轴431两端受到的扭力相对均衡，更加稳定。
67.其中，偏重块5的形状可以有多种，例如：球形、方形、柱形等，参照图5与图6，在本技术的一种实施例中，偏重块5上下两侧均为圆弧面，且上下两侧的圆弧面的圆心所在轴线与定轴431的轴线同轴设置，将偏重块5的上侧面设置为轴线与定轴431轴线同轴的圆弧面，从而使偏重块5能够贴合定轴431周侧，使得两者的连接更加紧密，为了在有限空间内，进一步提升偏重块5的体积，进而增加重量以增强其作用效果，将偏重块5的下侧设置为圆弧面，其轮廓与对应部位的外管总成42的轮廓相近，相比于方形等形状的下侧面体积可以设置的更大。
68.此外，偏重块5和定轴431的连接方式有多种，例如：一体设置、焊接、胶接、紧固件6连接，参照图6，在本技术的一种实施例中，偏重块5与定轴431焊接在一起，参照图5，在本技术的另一种实施例中，偏重块5和定轴431通过紧固件6固定，相比于一体设置和焊接等，通过紧固件6连接的偏重块5可以方便的组装与维护，同时使得偏重块5与定轴431具有可替换性，可以多次使用，更加节约资源。
69.其中，紧固件6的形式有多种，例如：抱箍，螺栓等，参照图3与图5，在本技术的一种实施例中，定轴431上贯穿有两个螺栓，螺栓的轴线与定轴431的轴线垂直设置，且靠近偏重块5一端与偏重块5螺纹连接，螺栓具有便于拆装，精度高，标准化等优点。
70.为了避免容纳腔4321中残留的泥浆对岩心造成阻力，参照图3与图7，在本技术的一种实施例中，内管接头433开设有泥浆通道4331，泥浆通道4331将第二间隙45和容纳腔4321连通，当取心钻头423中的部分泥浆进入内管本体432的容纳腔4321时，会对岩心产生一定阻力，开设泥浆通道4331，便于将容纳腔4321内的泥浆排出到第二间隙45，从而降低岩心受到的阻力，便于岩心进入容纳腔4321。
71.为了避免容纳腔4321中所要排出的泥浆与第一间隙44中的泥浆流向产生反冲，参照图7与图8，在本技术的一种实施例中，泥浆通道4331由贯通的第一通道4331a和第二通道4331b连通而成，第一通道4331a和第二通道4331b的延伸方向呈一定角度，第一通道4331a开口朝向容纳腔4321，第二通道4331b开口朝向第二间隙45。将泥浆通道4331分为两段，其中第一通道4331a朝向第二间隙45，排出的泥浆直接随第二间隙45的泥浆流走，第二通道4331b则顺应容纳腔4321内泥浆的流向，减小泥浆受到的阻力，便于泥浆的排出。
72.其中，第一通道4331a与第二通道4331b延伸方向的夹角可以为锐角也可以为直角，参照图7与图8，在本技术的一种实施例中，第一通道4331a与第二通道4331b延伸方向的夹角为直角，直角设置既能减小泥浆在第一通道4331a与第二通道4331b转角处的阻力，也便于泥浆的进入第一通道4331a和流出第二通道4331b。
73.为了避免在容纳腔4321内压力不足的情况下，第二间隙45的泥浆流入容纳腔4321内，参照图7与图8，在本技术的一种实施例中，第一通道4331a内设有弹性体和阻流件4333，弹性体沿第一通道4331a轴线方向伸缩，以带动阻流件4333打开或关闭第一通道4331a，阻流件4333沿第一通道4331a轴线方向运动可以打开或关闭第一通道4331a，当容纳腔4321内泥浆的压力小于第二间隙45中泥浆压力时，第二间隙45中的泥浆推动阻流件4333将第一通道4331a关闭，阻止第二间隙45中的泥浆进入容纳腔4321；当容纳腔4321内泥浆的压力等于第二间隙45中泥浆的压力时，弹性体推动阻流件4333将第一通道4331a关闭，阻止第二间隙45中的泥浆进入容纳腔4321；当容纳腔4321内泥浆的压力大于第二间隙45中泥浆的压力时，容纳腔4321内的泥浆推动阻流件4333将第一通道4331a打开，从而将容纳腔4321中的泥
浆排入第二间隙45。
74.其中，阻流件4333具有多种形状，例如：锥形、球形等，参照图7，在本技术的一种实施例中，阻流件4333为球形结构，第一通道4331a位于内管接头433处的端部固定有挡环4334，挡环4334的中部具有流通孔4334a，流通孔4334a的直径小于阻流件4333的直径。当阻流件4333受力抵靠在挡环4334时，挡环4334用于防止阻流件4333落入容纳腔4321内，同时由于阻流件4333直径大于流通孔4334a的孔径，从而将流通孔4334a封堵，球形设置的阻流件4333具有多重效果，其一，球形面为弧度面，更容易与流通孔4334a对中；其二，球形设置可以适应不同孔径的流通孔4334a，同时对流通孔4334a的圆度要求也较低；其三，球形面与挡环4334的接触面积小，摩擦力小，容纳腔4321中泥浆打开阻流件4333所需的压力也更小。
75.参照图8，在本技术的另一种实施例中，阻流件4333为锥形结构，第一通道4331a靠近容纳腔4321一端同样为锥形结构，且阻流件4333与第一通道4331a的锥度相同。
76.需要说明的是，弹性体可以有多种形式，任意可以产生弹性形变并带动阻流件4333直线运动的结构均可，例如，弹簧、阻尼器等，参照图7与图8，在本技术的一种实施例中，弹性件4332为弹簧，弹簧一端固定于第二通道4331b内壁，另一端固定于阻流件4333。
77.为了保障内管本体432与外管总成42之间的同心度，便于岩心进入内管本体432的容纳腔4321，进一步提高岩心的采取率，参照图3，在本技术的一种实施例中，内管本体432与外管总成42之间通过第二轴承组48可旋转连接，第二轴承组48位于内管本体432远离定轴431一端。在内管本体432与外管总成42之间设置第二轴承组48，将原本由第一轴承组47单点支撑内管总成43的悬臂梁结构，变为由第一轴承组47和第二轴承组48共同支撑的简支梁结构，从而保障内管本体432与外管总成42之间的同心度，且第二轴承组48距离定轴431越远，支撑效果越好，内管本体432与外管总成42之间的同心度越高。
78.其中，第二轴承组48可以采用多种轴承，参照图3，在本技术的一种实施例中，第二轴承组48包含至少一个滑动轴承，滑动轴承承载能力强，精度高，寿命长，同时径向尺寸小，利于在狭小的第二间隙45内安装。
79.为了降低钻具推进过程中产生的轴向力使内管总成43发生轴向位移，进而对第一轴承组47及第二轴承组48产生影响，参照图3与图4，在本技术的一种实施例中，定轴431靠近连接头41的一端与连接头41之间设有球形抵件7，连接头41对应球形抵件7的位置设有限位槽4121b，球形抵件7沿定轴431轴线方向的两侧分别抵靠在限位槽4121b内和定轴431的端部。
80.其中，当内管总成43受轴向力欲向连接头41移动时，由于球形抵件7的存在，连接头41产生反作用力阻止内管总成43发生轴向移动，从而避免对第一轴承组47及第二轴承组48产生影响，球形抵件7的球形设计使其与连接头41及定轴431的接触为点接触和线接触，接触面积小，摩擦阻力小，因此产生的阻碍定轴431和连接头41相互旋转的力可以忽略不计，限位槽4121b的开设则是为了保证球形抵件7的作用点位于定轴431的轴线上，从而保障定轴431及连接头41的受力均衡。
81.为了减小钻具在钻孔中的回转阻力及推进阻力，连接头41外侧设有减阻器8，减阻器8相对连接头41可旋转，从而减小连接头41与岩孔之间的摩擦，便于外管总成42的旋转及推进。
82.其中，减阻器8的形式有多种，任意可以套设在连接头41外侧并可相对连接头41旋
转的结构均可，参照图3与图9，在本技术的一种实施例中，减阻器8包括套环81，套环81套设在连接头41外侧，且套环81具有三层结构，套环81沿远离连接头41的方向三层结构分别为黄铜钢层、黄铜钢层、钢制层，套环81可以相对连接头41旋转，从而减小外管总成42的回转阻力。套环81的钢制层还镶嵌有多个滚珠82，滚珠82可以沿外管总成42的轴线方向滚动，从而减小外管总成42的推进阻力。
83.为了便于减阻器8的维护与安装，参照图3与图4，在本技术的一种实施例中，连接头41由两段组成，即钻杆3接头与管状接头412，其中钻杆3接头中开设安装孔4111用于和钻杆3连接，钻杆3接头远离钻杆3一端插入管状接头412中，并与管状接头412螺纹连接，减阻器8设置在钻杆3接头与管状接头412之间的空隙中，管状接头412一部分位于外管本体421端部与外管本体421固定连接，另一部分伸入外管本体421内与定轴431连接。
84.为了便于第一轴承组47的安装，参照图3与图4，管状接头412包括两部分，即螺纹连接的主体管4121与延长管4122，其中主体管4121与外管本体421固定连接，注入孔4112的分支部分、第一过水孔4121a、限位槽4121b均开设于主体管4121，延长管4122远离主体管4121的一端具有收口，起到类似轴承端盖的作用，第二过水孔4122a开设于延长管4122的收口处。
85.为了减小钻具从钻孔中取出时对岩心造成的影响，参照,3，在本技术的一种实施例中，内管总成43还包括卡簧437及卡簧437座，两者均设置在内管本体432远离定轴431一端，卡簧437座固定连接在内管本体432远离定轴431一端，卡簧437固定于卡簧437座内壁上，取样结束后，卡簧437将岩心卡在容纳腔4321内，便于将钻具从钻孔中取出。
86.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。