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绳索取芯钻探施工技术
武孟元
（河北省水利工程局 河北 石家庄 050021 ）
[摘 要 ] 介绍了绳索取芯钻探工艺钻具的结构， 并对钻进规程的各种具体参数及报信机构的使用进行了分
析，总结了绳索取芯钻探技术的主要优越性及在堆渣层中的应用。
[ 关键词 ] 绳索取芯；钻进参数；优越性；堆渣层灌浆
绳索取芯钻进是一种先进的岩芯钻探工艺。它采用大直径的钻杆，在钻具里面套装一
根取芯管，在钻进过程中，岩芯缓慢地装在取芯管内。当回次进尺终了，岩芯装满取芯管
时，采用带绳索的打捞器，从钻杆中把取芯管提出，提取岩芯后，又从钻杆中把取芯管放
到孔底， 继续钻进。 绳索取芯与普通钻进取芯相比， 具有控制钻孔偏斜度、 提高钻进效率、
降低工程成本、提高岩芯采取率、减少孔内事故等优点；尤其在钻穿复杂地层方面，有着
其它施工技术无可比拟的优点，因而被广泛应用。
绳索取芯钻具简介
绳索取芯整套钻具分为双管部分和打捞器两大部分。
双管部分
双管部分包括外管总成和内管总成。
打捞机构
当捞取岩芯时，打捞器上的打捞钩抓住捞矛头，将取芯管提出孔外。
弹卡机构
内管总成进入外管总成后，实现弹卡自锁，防止由于振动等原因使弹卡并拢而导致内
管总成上窜。
悬挂机构
当内管总成到位后， 悬挂环座落在座环上， 保证卡簧座与钻头内台阶之间有一定间隙，
以便外管单动灵活。
到位报信机构
内管总成到达预定位置时，地面上水泵压力表的读数突然变化，可以调整水量开始钻
进。
岩芯满管或堵塞报信机构
岩芯满管或堵塞时，导致地面上水泵压力表读数升高，起到报警作用。
调节机构
2-3mm
调节内管总成中卡簧座与钻头内台阶之间的间隙，保证其间隙量为
缓冲机构
卡取岩芯时，起缓冲作用来保护内管和卡簧座。
单动机构
分离内管和外管，实现钻具外管单动，内管相对外管静止。
容纳与卡取岩芯机构
容纳和卡取岩芯。
扶正机构
扶正内管，使卡簧座对正钻头内孔，以便岩芯顺利地进入内管，减少岩芯磨损，提高 岩芯采取率。
打捞器部分
打捞器是绳索取芯钻具中必不可少的专用配套工具。
打捞机构
打捞钩抓住捞矛头，带动双管部分的打捞机构，将内管总成提升到地面。
绳卡机构
连接打捞器和绳索取芯绞车。
送入机构
将脱卡管套在重锤上，用打捞器将内管总成送入孔底。
安全脱卡机构
使打捞钩松开捞矛头或使安全销折断而实现安全脱卡。
2绳索取芯钻进参数及报信机构
在正确选择钻头的情况下，金刚石绳索取芯钻进效率取决于钻进参数的选择， 即钻压、
钻头转速和冲洗液量三个参数。
钻压
实践表明，当加在钻头上的压力高于所钻岩石的压力硬度时，岩石就由表面破碎转到 体积破碎；但当压力接近或超过金刚石本身抗压强度时，金刚石开始破损。另外，随着钻 压的增加，金刚石的磨损量也增加，因此钻压有一个最优值。绳索取芯钻进规程和普通标 准金刚石钻进有所不同，因绳索取芯钻头胎体壁要比标准钻头胎体壁厚 2mm底面积相对
较大，而钻杆与孔壁的间隙小，所以钻压应增大。表 1列出了两种不同直径绳索取芯钻头
所需钻压值。
表1绳索取芯钻头所需钻压表
钻头直径(mm) 59 75
(kN) 7-12 12-15
转速
转速是影响金刚石钻进速度的重要因素。钻头在某