【鉆探金剛石鉆頭】

一、繩索取芯鉆進的優(yōu)點及各種常用鉆具列表 

1、繩索取芯鉆進的優(yōu)點：

是一種不提鉆而能直接取得巖芯的先進鉆進方法。它與普通鉆進方法相比，具有地質(zhì)效果好，生產(chǎn)效率高，鉆進成本低等優(yōu)點。同時因其結(jié)構(gòu)簡單，性能齊全， 堅固耐用，維修方便，而被廣泛使用。目前市面流轉(zhuǎn)的鉆具其規(guī)格如下: 

除了以上規(guī)格分類之外，以絲口還可以分為地標、冶標、英制（nq）等繩取鉆頭。

但實際常用的還是75這一系列的鉆具。

 經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐證明，我廠（鉆探金剛石鉆頭）生產(chǎn)的各種型號繩索取芯性能良好，進尺快，打撈效率高，鉆進時間利用率高，設(shè)備材料消耗低，使用范圍廣,既可用清水.也可用泥漿鉆進。

2、應(yīng)用范圍

  a：鉆孔深度：幾十米的淺孔直至千米以上的深孔

  b：鉆孔角度：0-360度任意方向鉆孔

  c：鉆進地層：任意地層

為使廣大用戶更好地掌握這項先進技術(shù)，正確地使用繩索取芯鉆具,并充分發(fā)揮繩索取芯鉆具的優(yōu)越性，特編此文.以供廣大家參考，有不足之處請大家指正。

 二、繩索取芯鉆具的結(jié)構(gòu)和工作原理 

我國地質(zhì)系統(tǒng)所使用的繩索取芯鉆具型號為"s" 型，鉆具結(jié)構(gòu)上大同小異?，F(xiàn)以75繩索取芯鉆具為例作典型介紹。 

整套鉆具分成繩索取芯鉆具與打撈器二大部份所組成。 

繩索取芯鉆具由外管總成和內(nèi)管總成所組成，合在一起統(tǒng)稱雙管。

 這幾個主要機構(gòu)的工作原理如下:

 1. 彈卡機構(gòu) 

主要由彈卡擋頭，彈卡鉗、張簧等部件組成。其作用是內(nèi)管總成沿鉆桿中沿內(nèi)使其貼在壁下放時， 彈卡鉗在張簧的作用下張開一定角度，到達彈卡:在時， 彈卡室內(nèi)壁上，這時上有彈卡擋頭，可防止內(nèi)管向上串動，外有彈卡室， 限制彈卡鉗的進一步張開。 在鉆進時借助彈卡擋頭上的撥叉，帶動彈卡鉗， 以免因相對運動造成彈卡鉗的磨損。 使內(nèi)管總成軸承上部隨鉆桿一起轉(zhuǎn)動。

 2、懸掛機構(gòu)   

懸掛機構(gòu)由內(nèi)管總成中的懸掛環(huán)與外管總成中的座環(huán)所組成， 懸掛環(huán)的外徑尺寸稍大于座環(huán)的內(nèi)徑(一般相差0.5-l.0mm)內(nèi)管總成下放到外管總成彈卡室位置時，懸掛環(huán)座落在座環(huán)上，從而使內(nèi)管總成下端的卡簧座與鉆頭內(nèi)臺階之間保持清潔-4mm的間隙，以防止損壞卡簧座與鉆頭，并保證內(nèi)管的單動性能。

3. 調(diào)節(jié)機構(gòu) 

主要由調(diào)節(jié)螺母、調(diào)節(jié)接頭與內(nèi)管一起組成。在組裝時.如果卡簧座與內(nèi)臺階之間的間隙不合適，則可通過調(diào)節(jié)接頭與彈簧套之間的距離來進行調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍在0.3mm）,以保證卡簧座與鉆頭內(nèi)臺階之間的間隙。

4. 單動機構(gòu) 

由兩套推力軸承構(gòu)成單動機構(gòu)，主要目的是使內(nèi)管在鉆進時不旋轉(zhuǎn)。  

5. 到位報警機構(gòu) 

由閥體、閥堵、彈簧、定位簧、調(diào)節(jié)螺堵及懸掛接頭等組成（75彈卡架、珠、彈簧、及連接軸所組成）。當內(nèi)管總成下放到外管總成中的預(yù)定位置時，懸掛環(huán)座落在座環(huán)上時，這時沖洗液的通路被堵，迫使沖洗液改變流向，并克服彈簧壓力使閥堵(鋼珠)向下運動，使沖洗液通道打開，于此同時，地面壓力表上的壓力會明顯上升，泵壓變化范圍為5.- 10個大氣壓，這時表示內(nèi)管總成已到達鉆進位置，可以開始掃孔鉆進。 

6. 巖芯堵塞報信機構(gòu)  

由滑套、碟簧等組成（s75b由截流閥所組）。)。當巖芯堵塞或巖芯裝滿內(nèi)管時會產(chǎn)生向上的推頂力，使滑套克服彈簧的壓力向上運動，從而堵塞懸掛接頭下的通水孔，造成泵壓升高，起到堵塞報警作用，逐告誡操作者應(yīng)停止鉆進、撈取巖芯

7,  打撈機構(gòu) 

由打撈鉤、打撈架、重錘等組成。在撈取巖芯時把打撈器放入鉆桿內(nèi)， 靠重錘快速下降，當?shù)竭_巖芯管時，打撈鉤抓住撈矛頭，從而把內(nèi)管捉上來。 

8.  安全脫卡機構(gòu) 

主要由打撈器上的安全銷和脫卡管組成。在撈取巖芯遇阻時，可用鋼絲繩投下脫卡管，用脫卡管罩住打撈鉤尾部，迫使其尾部向內(nèi)收縮，從而使頭部張開，使打撈器與內(nèi)管總成脫開。如此方法還不能脫卡，可用絞車強力提升，拉斷安全銷，卷回鋼絲繩，再提鉆取出打撈器和內(nèi)管總成。 

三、鉆具的組裝及檢查 

鉆具下孔前，首先應(yīng)按照裝配時分別組裝好內(nèi)外管總成和打扮部。鉆具的主要等部件進行認真檢查，然后把內(nèi)管總成裝入外管總戚，調(diào)整好內(nèi)外管的長度配合，并用打撈器試撈內(nèi)管總成，確認合乎要求后方能下孔使用。 

l.外管總成的組裝和檢查

a、在外管總成中有上、下兩個擴孔器，上擴孔器主要起穩(wěn)定器作用、下擴孔器主要用于擴孔，所以上擴孔器的外徑應(yīng)略小于下擴器的外徑。 

b、裝入座環(huán)及扶正環(huán)時，應(yīng)放平擺正后用手推人，禁止用任何鐵幫敲擊， 以防損傷螺紋或使座環(huán)及扶正環(huán)變形，影響內(nèi)管的伸降。 

c、外管的彎曲度應(yīng)小于o. 3毫米/米，否則應(yīng)進行校直。 

d、外管總成上所有螺紋連接處，應(yīng)涂抹絲扣泊，以增強螺紋的密封性能， 防止沖洗液的漏失，并且改善螺紋的咬機現(xiàn)象。

 2、內(nèi)管總成的組裝和檢查 

a、零部件連接絲扣應(yīng)擰緊，尤其是卡簧座應(yīng)擰緊適度。既防止鉆進過程中倒扣，又避免因管子壁薄而將管子壓結(jié)引起變形。 

b、所有彈性銷的開口方向都應(yīng)一致向下或向上，以改善其受力方向，防止彈性銷松動。 

c、組裝彈卡機構(gòu)時，應(yīng)先將回收管裝入彈卡架，通過回收管和彈卡架的槽裝入彈卡和張簧，Zui后通過回收管的裝配孔把彈性銷打人。裝入的彈卡動作應(yīng)靈活，用手輕輕拉動撈矛頭，回收管即可使彈卡縮回，此時彈卡兩翼間的間距應(yīng)小于或等于回收管直徑，推下回收管，彈卡應(yīng)立刻張開，其兩契間距應(yīng)大于彈卡室直徑，并應(yīng)加注潤滑油，以減少彈卡活動時的摩擦阻力。

d、組裝到位報信機構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)鉆孔深度調(diào)節(jié)彈策的預(yù)緊力(一般淺孔預(yù)緊力要小) 

e、軸承套內(nèi)應(yīng)注滿黃油，軸承應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活。 

f、卡簧座、內(nèi)管和內(nèi)總成上都連接必須同軸，內(nèi)管要求光滑平直，不得有彎曲或局部出現(xiàn)凹坑現(xiàn)象。 

g、卡簧內(nèi)徑必須與鉆頭內(nèi)徑配合適當，一般卡簧內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭內(nèi)徑小0.5 毫米，若卡簧過小易發(fā)生巖芯堵塞，過大則卡不牢巖芯，造成巖芯脫柄。 

四、打撈器的組裝和檢查 

將打撈器與繩索取芯絞車的鋼絲繩相連接，并進行以下檢查: 

a、打撈鉤要安裝用正，不能向一側(cè)偏斜。

b、尾部彈簧應(yīng)工作靈活可靠，頭部張開距離為8-12毫米。 

c、脫卡管要切實能起到使打撈鉤實現(xiàn)安全脫卡的作用。其方法是把脫卡管套在打撈器上，用手輕輕推動脫卡管即可罩住打撈鉤的尾部，并能使其頭張開(張開距離應(yīng)大于內(nèi)管總成的矛頭直徑) 

五、內(nèi)外管總成的裝配和調(diào)整 

把內(nèi)管總成裝入外管總成時，應(yīng)認真調(diào)整鉆具上、下間隙，使其滿足使 用要求；彈卡與彈卡擋頭的頂面應(yīng)保持一定距離，一般為3 -4毫米，此距離過小，彈卡不能自由出入彈卡室，使鉆具在鉆進時不能定位，如距離過大， 在鉆進過程中會增大卡簧座與鉆頭內(nèi)臺階之間的間隙，影響巖芯的采取率。 同時卡簧座與鉆頭內(nèi)臺階之間應(yīng)保持一定的間隙，一般的間隙為2-4毫 米。在保證沖洗液正常流通的前提下，應(yīng)盡量減少此間隙，以減少沖洗液對巖芯的沖蝕，提高巖芯的采取率。同時內(nèi)管總成應(yīng)牢固地在外管總成中，不能自彈卡擋頭端自由地倒出，只有在使用打撈器具時，才能順利撈出。

組裝好內(nèi)、外管總成后，應(yīng)再組裝一套外管總成和兩套內(nèi)管總成作為備用。 

六、鉆具的維護和保養(yǎng) 

為保證鉆具的正常使用，必須經(jīng)常檢查鉆具，并作好平時經(jīng)常性的維修 與保養(yǎng)。 

1、 檢查彈卡磨損情況是否變形，彈卡處于張開狀態(tài)時，兩翼Zui大間距應(yīng)比彈卡擋頭內(nèi)徑大1.5mm，否則應(yīng)及時更換，為使彈卡動作靈活、應(yīng)經(jīng)常注入潤滑油。 

2、單動軸承應(yīng)定期注人黃油.一般每提鉆一次即應(yīng)擦凈并注人黃油.

如單動軸承不靈活，必須拆開檢查，軸承損壞應(yīng)及時更換。如進入巖粉顆?；蚱渌畚铮瑧?yīng)進行徹底的清洗。

七、鉆具使用和常見故障及排除方法： 

（一）鉆具的使用 

繩索取芯鉆進規(guī)程和普通巖芯鉆進有所不同。因壁厚（比普通唇部面積大35%），而鉆桿與孔壁間隙?。ㄩg隙2.25毫米），所以相應(yīng)的鉆壓應(yīng)增大，而沖洗液應(yīng)減小，鉆進中如泵壓忽然升高，說明發(fā)生巖芯堵塞，應(yīng)立即停止鉆進，進行打撈，這時可以將機上鉆桿提起，并用夾持器夾住，卸開接頭，擰上鉆桿護絲，下放打撈器。 打撈器在沖洗液中以100-120米/分的速度下降，當打撈器降落在內(nèi)管總成上端時，一個輕微的撞擊聲可以聽到，緩慢地開始提升鋼絲繩，當內(nèi)管總成提動后可正常提升，當繼續(xù)提升，沖洗液由鉆桿中溢出時，說明打撈成功，否則再次下放打撈器重新試一試。當反復(fù)撈取無效時，禁止猛沖硬墩，應(yīng)分析原因，直至提鉆處理。 

當內(nèi)管總成提出鉆桿后，從打撈器上取下，檢查巖芯采取情況，如巖芯采取正常，即可把備用的第二套內(nèi)管總成投入鉆桿中，合上立軸，開泵使用大泵量向下壓送，并注意觀察泵壓表，當內(nèi)管總成到達外管中時，泵壓明顯升高，此時便可以減小泵量（正常鉆進時的泵量），開始掃孔鉆進。被打撈上來裝滿巖芯的內(nèi)管總成要擰開卡簧座，輕輕敲擊內(nèi)管，倒出巖芯，勿用鐵錘敲擊，以免產(chǎn)生凹坑鉆進堵塞巖芯，取出巖芯后清洗并檢查內(nèi)管總成然后重新組裝起來，放在不易被壓、踩的地方，以備下次再用。 

在嚴重漏濕的地層鉆進時，應(yīng)向孔內(nèi)注入沖洗液，然后投下內(nèi)管總成或把脫卡管裝在打撈器上，使用打撈鉤掛住撈矛頭，向下送內(nèi)管總成，當?shù)竭_外管中時，打撈鉤的頭部張開，而其尾部向內(nèi)收縮，被脫卡管罩信，使打撈鉤脫卡，然后提升打撈器，以免撞擊損壞鉆具和鉆頭。

（二）常見故障及排除方法 

在鉆具的使用過程中，由于操作不當或鉆具主要零部件失靈等原因，會發(fā)生故障。發(fā)生故障時，應(yīng)認真分析，查明原因，采取措施，及時排除，現(xiàn)將常見故障、產(chǎn)生原因及排除方法列舉如下： 

1、打撈器捕撈不住內(nèi)管總成 

使用打撈器打撈內(nèi)管總成時，根據(jù)絞車卷筒上鋼絲繩的標記，確認打撈器已到達內(nèi)管總成上端，可是打撈器不能把內(nèi)管總成提上來。出現(xiàn)這種情況，可能有以下原因： 

（1）因跑鉆等原因，孔壁的巖石碎塊或其它雜物落到內(nèi)管總成上端，卡在撈矛頭處。 

（2）沖洗液中巖粉較多，停鉆后又未及時打撈，沉淀粉蓋住撈矛頭。 

（3）內(nèi)管總成的撈矛頭損壞，使打撈器的打撈鉤撈不住。 

（4）打撈鉤損壞或其尾部斷裂，使打撈器失效。 

遇到這種情況，上下提放打撈器，反復(fù)撈幾次；如不見效則可把打撈器提升上來進行檢查，若打撈器完好無損，則應(yīng)提鉆處理。 

2、打撈器捕撈住內(nèi)管總成后提拉不動 

打撈器到達內(nèi)管總成上端，而且捕撈住內(nèi)管總成，但提拉不動，則多數(shù)是以下原因所至： 

（1）因巖芯堵塞或卡簧座倒扣，使內(nèi)管總成在彈卡擋頭與鉆頭內(nèi)臺階頂死，彈卡板不能收攏。 

（2）因地層原因，提斷的巖芯下端呈蘑菇狀，使得內(nèi)管總成提拉不動。 

（3）彈卡板的彈性圓柱銷脫出，卡住回收管不能上移。 

（4）卡簧座下端和內(nèi)管的螺紋部分因巖芯堵塞后未及時打撈且盲目加壓變形，使其通不過外管總成中的座環(huán)。 

（5）懸掛環(huán)和座環(huán)嚴重磨損，拔斷巖芯時，懸掛環(huán)卡死在座環(huán)中。 出現(xiàn)上述情況，應(yīng)使用安全脫卡機構(gòu)，使打撈器與內(nèi)管總成脫開，把打撈器提升上來。根據(jù)所鉆地層情況，認為有可能是因巖芯蘑菇頭造成的，則將鉆具放到孔底，開始研磨片刻，再下放打撈器試撈，如仍無效，則需提鉆處理。 

3、打撈器下放或提升內(nèi)巖芯管在鉆桿中遇阻一般由以下原因所至： 

（1）鉆桿螺紋發(fā)生變形，如公扣收扣，使內(nèi)管總成的懸掛環(huán)不能通過。 

（2）鉆桿或內(nèi)管嚴重彎曲，使內(nèi)管總成卡死在鉆桿柱內(nèi)。 

（3）鉆桿脫扣或斷裂，把內(nèi)管總成卡死在鉆桿柱內(nèi)。 

這時應(yīng)先使用安全脫卡機構(gòu)，把打撈器提升上來，然后提鉆檢查并更換不合技術(shù)要求的鉆桿或內(nèi)管。

4、打撈出的內(nèi)管無巖芯 

（1）巖芯直徑與卡簧內(nèi)徑配合不當，巖芯直徑過小，卡簧卡不住巖芯，造成沒有撥斷巖芯或巖芯在打撈途中脫落。 

（2）彈卡鉗或彈卡擋頭被嚴重磨損，失去定位作用，鉆進時內(nèi)管總成向上串動，形成打“單管”。 

（3）由于鉆桿柱內(nèi)有脫落巖芯或鉆桿柱嚴重彎曲，螺紋部分變形等原因，使得內(nèi)管總成卡在鉆桿中未到底。 

（4）內(nèi)管總成還未到預(yù)定位置就開始掃孔鉆進，導致巖芯過早地進入鉆頭，使內(nèi)管總成不能到鉆進位置而形成“單管”鉆進。 

遇到上述情況，應(yīng)提鉆逐項檢查。 

5、到位報信機構(gòu)失靈 

（1）彈簧產(chǎn)生疲勞變形。 

（2）閥堵退扣。 

此時應(yīng)更換彈簧，擰緊閥堵。 

八、配套鉆桿的使用 

（一）配套鉆桿的合理使用 

1、在擰卸過程中必須堅持使用絲扣油。生產(chǎn)實踐證明，使用絲扣油不僅能減少螺紋擰卸時的表面磨損，減輕工人勞動強度，還可以提高螺紋的密封性能。 

2、遵守操作規(guī)程，防止跑鉆、斷鉆、燒鉆等，以免強力起拔嚴重損傷鉆桿。 

3、嚴格鉆孔級配，采用合理的孔壁間隙，如因坍塌掉塊出現(xiàn)空洞，應(yīng)及時采取措施（如下套管、注水泥等）。 

4、鉆桿下孔時，應(yīng)采用鉆桿鉗擰緊，擰緊力矩應(yīng)大于鉆桿正常工作力矩。 5、采用合理的鉆壓，尤其是在鉆頭不進尺時，嚴禁盲目加壓，否則不但易于引起鉆桿彎曲，而且易使螺紋變形。 

6、如果鉆桿發(fā)生彎曲變形，變形超過0.75毫米/米，則應(yīng)進行矯直。 7、鉆桿下孔前應(yīng)檢查螺紋是否有損壞現(xiàn)象，清除公母螺紋上污物并涂以絲扣油。 

8、鉆桿立根臺必須放緩沖材料如木板，橡皮等，禁止螺紋端部與鐵器接觸。 

9、下鉆時鉆桿立根應(yīng)與孔內(nèi)鉆桿嚴格對中，防止壓壞鉆桿。 10、擰卸鉆桿時嚴禁用鐵錘敲擊。 

11、鉆桿搬遷時，螺紋部分應(yīng)擰上護絲，輕拿輕放，防止損傷鉆桿。

鉆探一路用心陪伴地質(zhì)人，希望以上描述能對你的工作有所