繩索取芯鉆具的使用及維護

1、繩索取芯鉆具的使用及維護一、前言繩索取芯鉆進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。現(xiàn)在我公司生產(chǎn)的繩索取芯鉆具己形成系列 :S56、S59、S598、S75、S75B、S95、S95A等，其規(guī)格如下 :型號鉆頭擴孔器內(nèi) / 外徑 (mm)內(nèi)/ 外徑(mm)外管內(nèi)/外徑(mm)內(nèi)管內(nèi)/外徑(mm)鉆桿接頭內(nèi) / 外徑內(nèi) / 外徑 (mm)(mm)鉆進深度 (m)S56S59S75S75BS95S95A35/ 5644/ 56.545/ 5437/ 4144/53

2、43/54100036/ 59. 547/ 6049/ 5R38/ 4346/55.546/56.5120049/ 7562/ 75. 563/ 7351/ 5661/7161/72100049/ 7562/ 75. 563/ 7351/ 5661/7161/72120064/ 9478/ 95.579/ 8967/ 7379/8978/9080064/ 9478/ 95.579/ 8967/ 7379/ 8978/901200 經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐證明，我廣生產(chǎn)的各種型號繩索取芯鉆具性能良好 ,進尺快，打撈效率高，鉆進時間利用率高，設(shè)備材料消乾低，使用范圍廣 ,既可用清水 .也可用泥漿鉆進。1

3、/11為使廣大用戶更好地掌握這項先進技術(shù)，正確地使用 S系列組索取芯鉆具 , 并充分發(fā)陣繩索取芯鉆具的優(yōu)越性，特編此說明書 .以供廣大用戶參考。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 | 可小異?，F(xiàn)以 S75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。外管總成包括彈卡擋頭、彈卡室、擴孔器、外管及鉆頭所組成。內(nèi)管總成包括撈矛頭、彈卡鉗、調(diào)節(jié)機構(gòu)、懸掛及內(nèi)管保護機構(gòu)、至 IJ位與堵塞報信機構(gòu)等。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

4、、張簧等部件組成。其作用是內(nèi)管總成沿鉆桿中t: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，夕 | 、有彈卡室，限 J1-.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 一 lmm) 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

5、簧座與鉆頭，并保證內(nèi)管的單動性能。3、單動機構(gòu)2/11由兩套推力軸承構(gòu)成單動機構(gòu)，主要目的是使內(nèi)管在鉆迸時不旋轉(zhuǎn)。4.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 .如果卡簧座與鉆頭內(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。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（ S75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，井克服彈簧壓力使閥堵 (鋼珠 )向下運動，使沖洗液通道打開

6、，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，價lI.j 會產(chǎn)生 IrlJ . 1-.推TDi)1/，使滑套克 IJ民自 JE鏈的壓力向_ 1.:.運梢，從 Hri i 括在總投義 ?II 防止燒伍 liZFfkfIQ 披頭下的通水孔，造成采 FI月 i 坷，起到堵塞報警作 7,打扮機構(gòu)ElJ打扮鉤、打撈架、重錘等組成。在撈取巖 ;EL

7、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.安全脫卡打構(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m 鋼絲純投下脫卡管，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3/11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，卷回鋼絲純，再提鉆取出打撈器和內(nèi)管總成。三 .鉆具的組裝及檢查甘 iH 下孔前，首先應(yīng)按照裝配時分別組裝好內(nèi)外管總成和l 打扮部 .H-M 鉆具的主要等部件進行認真檢查，然后把內(nèi)管總成裝人外管總戚，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。

8、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

9、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)先將回收管裝人彈卡架，通過回收管和彈卡架的槽裝人彈卡和張簧，最后通過回收管的裝配孔把彈性銷打人。裝人的彈卡動作應(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，問距應(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。4/110)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

10、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，若卡策過小 .易發(fā)生巖芯埔塞，過大則卡不牢巖芯，造成巖芯脫柄。四、打扮器的組裝和檢查將打撈器與繩索取芯絞車的鋼絲純相連接，并進行以下檢查:八 )打扮鉤要安裝用正，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)管總成裝人外管總成時，應(yīng)認真調(diào)整鉆具上、下間隙，使其滿足使用要求 :

11、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，彈卡不能自由出人彈卡室，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)保持一定的問隙，一般最佳的問隙為 2-4 毫米。在保證沖洗液正常流通的前題下，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)牢固地卡在外管總成中，不能自彈卡擋頭端自由地倒出，只有在使用打撈器具5/11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

12、，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，兩翼最大間距應(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。如進人巖粉顆粒或其它污物，應(yīng)進行徹底的清洗。 3、內(nèi)管的彎曲變形超過 O. 5 毫米 1M 時，必須進行校直.局部產(chǎn)生凹坑而妨礙巖芯的進入，則應(yīng)更換新的內(nèi)管。4、彈卡擋頭上有兩個撥叉，每次提鉆時應(yīng)檢查撥叉的磨損情況，如發(fā)現(xiàn)磨出了圓角要用鏗刀修平，如檢查出變形或有斷裂現(xiàn)象時，應(yīng)立即更換。5、懸掛環(huán)、座環(huán)及

13、扶正環(huán)因磨損變形而影響打撈時，應(yīng)立即更換。6、到位報信機構(gòu)的彈簧若發(fā)生疲勞變形時，應(yīng)及時更換。7.巖芯堵塞機構(gòu)的蝶簧經(jīng)過多次使用，由于疲勞損壞或減小了彈性，這時就要增加蝶簧的數(shù)量或更換蝶簧。8、使用帶水口的卡簧座時，其水口深度應(yīng)保持在4mm，當磨損到小于2mm 時，應(yīng)及時修整至4mm，如卡簧座發(fā)生變形，則要及時更換。9、每次撈取巖芯前，應(yīng)檢查打撈鉤頭部和尾部彈簧的磨損情況，如己經(jīng)磨損或變形，要及時更換。七、鉆具的使用6/11繩索取芯鉆具的鉆進規(guī)程與普通金剛石巖芯鉆進有所不同，因鉆頭的唇面比普通鉆頭的唇面厚 (大約 35%)，而鉆桿與孔壁之間的問隙小 (間隙在 2. 25 毫米左右 )，所以在鉆

14、進時鉆壓應(yīng)相應(yīng)的提高，而沖洗液的流量應(yīng)減小，在鉆進過程中如泵壓忽然升高，這說明發(fā)生了巖芯堵塞現(xiàn)象 i 這時應(yīng)立即停止鉆進，進行打撈，把機上鉆桿提起，并用夾持器夾住鉆桿，卸開接頭，擰上鉆桿護絲，放下打撈器就成。打撈器在泥漿中以 100 一 120 米/ 分的速度下降，當打撈器降落在內(nèi)管總成上端時，可以聽到一聲輕微的金屬撞擊聲，這時就可以開動絞車，緩慢地提升鋼絲繩。當看到泥漿從鉆桿柱內(nèi)溢出，說明打扮成功，可以繼續(xù)提升，否則只能再次放下打撈器重新試一次。如反復(fù)撈取無效時，應(yīng)分析失敗的原因，直至提鉆處理，但嚴禁猛沖硬傲。當內(nèi)管總成提出鉆桿后，立即從打撈器上取下，檢查巖芯采取情況，如巖芯采取正常，即可把

15、備用的第二套內(nèi)管總成投下，合上萬 .軸，開泵使內(nèi)管總成加速下降，這時應(yīng)仔細觀察壓力表，當內(nèi)管總成到達孔底時，懸掛環(huán)就會堵住泥漿，使泵壓明顯升高，此時就可以減小泵壓 (恢復(fù)到正常鉆進時的泵壓 )，開始掃孔鉆進。被撈上來的內(nèi)管總成，只要擰下卡簧座，輕輕敲擊內(nèi)管，就可倒出巖芯。但要注意不能使用鐵錘敲擊，以免產(chǎn)生凹坑，影響巖芯的進入，取出巖芯后應(yīng)清洗并檢查內(nèi)管總成的磨損情況，然后上油重新組裝，放在不易被壓、踩的地方，以備下次再用。在嚴重漏失的地層鉆進以至孔內(nèi)沒有泥漿時，不準投放內(nèi)管總成，應(yīng)用打撈器鉤住內(nèi)管總成，緩慢地向下送，當?shù)竭_孔底時放下脫卡管，使打撈鉤脫卡，然后提升打撈器。八、常見故障及排除方法在

16、鉆具的使用過程中，由于操作不當或鉆具的主要零部件失靈等原因，即會發(fā)生故障。這時就要認真分析，查明原因，采取措施，及時排除故障?，F(xiàn)將常見的幾種故障所產(chǎn)生的原因及排除7/11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)絞車卷筒上的鋼絲繩的標記，確認打撈器已到達內(nèi)管總成的上端，可是打撈器不能把內(nèi)管總成提取上來，出現(xiàn)這種情況，可能有以下原因 .A)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。B)日)沖洗液中巖粉較多，停鉆后又未及時打撈，沉淀巖粉蓋住撈矛頭。C)C)內(nèi)管總成的撈矛頭損壞，使打撈器的打撈鉤撈不住。D)0)打撈鉤損壞或其尾部斷裂，使打撈器

17、失敗。E)遇到這種情況，上下提放打撈器多次，如不見效則可把打撈器提升上來F)進行檢查，如打撈器完好無損，則應(yīng)提鉆處理。G)2、打撈器捕撈住內(nèi)管總成后提拉不動H)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，貝IJ多數(shù) I)是由以下原因所造成。J)A)因巖芯堵塞或卡簧座倒扣，造成內(nèi)管總戚在鉆頭內(nèi)臺階和彈卡擋頭 K)之間頂死，彈卡不能收攏。 L)B)因地層原因，提斷的巖芯下端呈呈蘑菇狀 .卡在鉆頭底部，使得內(nèi) M) 管總成提拉不動。N)C)由于軸承損壞，滾珠蓓人內(nèi)外管的間隙中被卡死。O)0)彈卡的彈性銷脫出，卡住回收管不上移。P)E)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并盲目

18、加壓Q)而變形，使其通不過外管總成中的座環(huán)。8/11R)F)彈卡擋頭上的撥叉折斷，造成內(nèi)管總成被卡。G)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)上述情況時，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，認為可能是因巖芯磨菇頭所造成，則將鉆其放到孔底，研磨片刻，再放下打撈器試撈，如仍無效 .則需提鉆處理。3、打撈途中遇阻而提拉不上來如果打撈器已把內(nèi)管總成提離孔底，而在提升過程中突然遇阻，提拉不動，一般是由以下原因所造成。A)鉆桿螺紋發(fā)生變形，如公扣收口，使內(nèi)管總成的懸掛環(huán)不能通過。B)鉆桿或內(nèi)管嚴重彎曲，使內(nèi)管總成卡死在鉆桿柱內(nèi).C)鉆桿脫扣或斷

19、裂，把內(nèi)管總成卡在斷口處。D)泥漿鉆進時，因泥漿質(zhì)量低劣，含砂量多，鉆桿內(nèi)壁結(jié)皮，使內(nèi)管總成無法通過。此時，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)管缺巖芯或無巖芯打撈出內(nèi)管總成以后，首先應(yīng)檢查巖芯的采取情況，若巖芯采取率很低 史無巖芯，切勿投放另一套內(nèi)管總成，而應(yīng)分析原因 .采取必要的措施。A)巖芯直徑與卡簧內(nèi)徑配合不當，巖芯直徑過小，使得卡簧卡不住或卡不緊.造成沒有拔斷巖芯或巖芯在打撈過程中脫落。B)彈卡或彈卡擋頭被嚴重磨損，失去定位作用，鉆進時內(nèi)管總成向上申動 . 形成 單管 鉆進。C)由于 f懺柱內(nèi)卡有脫落巖芯或泥皮過厚，鉆懺柱

20、嚴重彎曲，螺紋部分變形等原因，使內(nèi)管總成卡在鉆桿柱內(nèi)而沒有到達外管總成中的預(yù)定位置。9/11D)投入鉆桿柱內(nèi)的內(nèi)管總成還未到達預(yù)定位置就開始掃孔鉆進 .導(dǎo)致巖芯過早地進入鉆頭，使內(nèi)管總成不能進入鉆進位置而形成 單管 鉆進。遇到上述情況.若巖芯的采取率很低，首先應(yīng)檢查卡策與巖芯直徑的配合，并更換不合適的卡簧，同時，在鉆具提離孔底的情況下，開始晃動鉆具，并 fF 泵送人大泵盤的沖洗液以免打撈途中脫落的巖芯碎塊卡在鉆頭內(nèi)，然后把內(nèi)管總成投放下去，確認內(nèi)管總成到達預(yù)定位置后，再開機以低壓慢速開始掃孔。如果回次進尺較長但內(nèi)管中無巖芯，則必須提鉆處理.不能繼續(xù)投放內(nèi)管總成，否則，不但會降低巖芯采取率，還可

21、能因內(nèi)管總成不到位而形成 單管 鉆進，造成彈卡和鉆頭嚴重磨損。5、鉆進效率低繩索取芯鉆進與普通金剛石鉆進一樣，經(jīng)常會遇到鉆頭不進尺或進尺緩慢的情況，其原因有以下幾點 :A)巖石堅硬致密，金剛石鉆頭質(zhì)量差，鉆頭與巖巖性質(zhì)不適應(yīng)，鉆進規(guī)理選擇不合理。B)鉆頭內(nèi)徑超徑，巖芯太粗，通不過卡簧及卡簧座，發(fā)生巖芯堵塞現(xiàn)象。C)卡簧被頂壞或被頂人內(nèi)管中，使巖芯不易進入內(nèi)管。0)內(nèi)管受到損傷，如出現(xiàn)凹坑，增加了巖芯進人內(nèi)管的阻力。遇到上述情況，應(yīng)把內(nèi)管總成打撈出來，檢查內(nèi)管、卡貨座、卡策及卡策與巖芯尺寸的配合，若均合平技術(shù)要求，則必須提鉆檢查或更換鉆頭，并根據(jù)巖石性質(zhì)，采用合理的鉆進規(guī)程。丸、鉆桿的合理使用要想提高鉆桿的使用壽命，在擰卸鉆桿的過程中必須堅持使用絲扣汕。長期的生產(chǎn)實踐證明，使用絲扣油不僅能減少螺紋擰卸時的表團磨損，減輕工人的勞動強度，還可以提高螺紋的密封性能。在操作過程中必須遵守操