影响松软、破碎煤层取心质量的因素有很多,取心工具、钻进方法、钻进规程、操作人员技术水平都对取心质量有很大的影响,而其中取心工具对取心质量起着主导作用。当前的取心工具在松软、破碎煤层取心时存在煤心采取率低、煤心原状性差等不足,无法满足取心要求,其根本原因还是取心工具一些关键机构的设计还存在不足。因此,深入研究取心工具各关键机构并对其进行优化设计是解决松软、破碎煤层取心技术难题的重要途径。本文从松软、破碎煤层的地质特征及钻进特征出发,分析了松软、破碎煤层取心时易堵心、易掉心、易冲蚀煤心等技术难题的原因;对松软、破碎煤层常用的单动双管取心工具进行了深入研究,通过对其各关键机构的分析与改进,设计了一套性能优良、适用于松软、破碎煤层的取心工具。优化了单动机构,将轴承用密封元件完全密封,使取心工具的单动性能更为可靠;采用了卡箍、卡瓦将半合管紧固,使半合管的强度及刚度得到保证,避免了因半合管胀裂而导致煤心被冲蚀;为了解决松软、破碎煤心难卡取的问题,设计了侧开口式卡簧+护心装置组成的卡心护心机构;在底喷钻头内设计了隔水环,使冲洗液指向钻头内腔径向流的动力被削弱,减小了冲洗液对煤心的冲蚀;并利用FLUENT对普通底喷式钻头及隔液底喷钻头做了孔底流场对比分析,验证了隔液底喷式钻头更适应于松软、破碎煤层取心。本文通过对松软、破碎煤层取心工具关键机构的分析与设计,提出了解决松软、破碎煤层取心技术难题的方法,同时为以后松软、破碎煤层取心工具的研究提供了理论依据与思路,对我国煤田资源的勘查和开发具有非常现实的意义。