[發明專利]一種適用于水平地質取心鉆機的長距離取心鉆進工藝

在審

• 申請號: 202110381813.X
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112943134A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 萬步炎;金永平;彭奮飛;王佳亮;劉歡
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B25/16;E21B15/04;E21B3/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發明公開了一種適用于水平地質取心鉆機的長距離取心鉆進工藝，其包括以下步驟：1）連接主動鉆桿和鉆桿，連接鉆桿與繩索取心外管鉆具；2）將鋼管串穿與打撈器連接，打撈器與巖心管上的撈矛頭連接，并通過送管機構實現巖心管下放到位；3）開啟沖洗水泵，4）取心鉆進；5）拔心；6）實現鋼管串與打撈器的再次連接；7）打撈巖心內管；8）換新的巖心管和鉆桿；9）掃孔；10）重復步驟1）?9），直至鉆進取心指定孔深；11）回收鉆桿及繩索取心外管鉆具。本發明適用于長距離坑道或隧道內的鉆進取心工況；而且具有結構簡單緊湊、操控方便的優點，能夠更好地適用于長距離取心作業。

技術領域

本發明涉及一種適用于水平地質取心鉆機的長距離取心鉆進工藝。

背景技術

水平地質取心鉆機作為一種常用的工程地質勘探設備，用途十分廣泛。利用水平地質取心鉆機對地下資源以及地下工程進行取心鉆探是獲取地下資源分布情況以及地下工程地質情況所必不可少的一個技術步驟和手段。目前，鋼絞線取心鉆機采用的取心工藝在短距離取心應用上十分廣泛，而在長距離取心鉆進過程中，現有鋼絞線水平繩索取心鉆機的繩索取心工藝存在以下問題：1．長距離取心過程中需要長度足夠的鋼絞線，會導致存儲鋼絞線的存儲架體積過于龐大，使得占據較大的坑道（隧道）面積，不利于坑道（隧道）內開展取心作業。2．現有鋼絞線水平繩索取心工藝一回次巖心管作業過程中至少需要操縱鋼絞線輸出2次和回收2次，并且打撈器需要與撈矛頭對接2次和脫開2次，輔助作業時間較長。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種操作簡單,鉆進效率高、取心率高,而且可大幅縮短作業時間的等優點的適用于水平地質取心鉆機的長距離取心鉆進工藝。

本發明采用的技術方案是：一種適用于水平地質取心鉆機的長距離取心鉆進工藝，其采用的取心裝置包括水平繩索取心鉆機、鋼管存儲架、多根鋼管、鉆桿、巖心管及打撈器；所述水平繩索取心鉆機上裝有直管機構、送管機構、沖洗水泵、動力頭、推進油缸、主動鉆桿、旋轉卡盤、夾持器，直管機構和送管機構固定在支撐架上，推進油缸一端與支撐架鉸接，另一端通過連接塊與動力頭連接，動力頭置于支撐架上的滑軌上，推進油缸的活塞桿伸縮能帶動動力頭在滑軌上移動，動力頭通過主動鉆桿連接鉆桿后端并驅動鉆桿轉動；鋼管兩端均設有外螺紋，多根鋼管通過雙頭螺柱依次連接形成一條鋼管串，鋼管串繞在鋼管存儲架上，鋼管串一端穿過直管機構、送管機構、密封接頭與鉆桿內的打撈器連接；密封接頭安裝在動力頭上，密封接頭連通主動鉆桿的內腔；打撈器的打撈頭與巖心管的撈矛頭連接；沖洗水泵的出水口通過旋轉給水裝置與主動鉆桿內腔連通，旋轉給水裝置設置在動力頭上;旋轉卡盤、夾持器靠近支撐架前端設置，旋轉卡盤用于鉆桿與繩索取心外管鉆具之間的連接；夾持器用于對鉆桿夾持固定；

包括以下步驟：

步驟1：將主動鉆桿與鉆桿后端通過螺紋連接，將鉆桿的前端螺紋置于旋轉卡盤內，通過旋轉卡盤實現鉆桿與繩索取心外管鉆具的外管總成相連接，利用夾持器將鉆桿夾持固定；

步驟2：將鋼管串穿過密封接頭與打撈器連接，打撈器與繩索取心外管鉆具中的巖心管上的撈矛頭連接，并通過送管機構實現巖心管下放到位；

步驟3：開啟沖洗水泵，將沖洗水通過旋轉給水裝置送入主動鉆桿內腔；

步驟4：將鋼管串從密封接頭處卸開，分成兩部分：主動鉆桿內部分和主動鉆桿外部分，動力頭通過馬達驅動旋轉鉆進，同時通過驅動推進油缸的活塞桿伸出進而帶動動力頭在支撐架滑軌上向前移動；

步驟5：鉆進回次結束后，推進油缸活塞桿停止向前伸出，動力頭停止旋轉，沖洗水泵停止泵水，操作動力頭后移，帶動鉆桿、繩索取心外管鉆具，拔斷巖心；

步驟6：利用旋轉卡盤擰開主動鉆桿與鉆桿處的連接螺紋，再將鋼管串的主動鉆桿外部分通過送管機構驅動至密封接頭處連接主動鉆桿內部分，實現鋼管串與打撈器連接；

步驟7：推進油缸活塞桿回縮，帶動動力頭向后移動至鉆進前的位置，將被打撈器抓住的巖心管上提至孔口，完成一次打撈作業；

步驟8：再換上一根新的巖心管并將新的鉆桿通過旋轉卡盤的旋轉將其與主動鉆桿連接；

步驟9：換接新鉆桿后掃孔；