淺談NQ繩索取芯鉆具的日常維護與使用

彭得利

（華北勘查局核工業247大隊，天津 301800）

繩索取芯鉆探，是一種不提鉆而由鉆桿內撈取巖心的先進鉆進方法，其具有結構簡單、鉆進效率高巖礦芯品質好、鉆頭壽命長及勞動強度低等特點。在實際工作中，繩索鉆具的使用環境是比較惡劣的。目前國產的繩索取芯鉆具的結構比較復雜，易損件較多，在惡劣的使用環境中，易損件將變得更加容易損壞。而Q系列繩索取芯鉆具，與國產鉆具比較，具有結構簡單、易損件較少、取芯率高等優點，正確使用和維護Q系列繩索取芯鉆具，對于降低成本和提高工作效率，有著顯著的作用。

1 應用范圍和結構

1.1 應用范圍

（1）地質條件。NQ繩索取心鉆具可用于鉆進各種地層，在6～9級中硬巖層中效果最好。在目前的技術條件下，一般不宜鉆進10～12級巖石，尤其是巖石組織致密、顆粒細小無研磨性的極堅硬巖石，如石英閃長巖、石英砂礫巖、石英磁鐵礦等，或研磨性很強的硬、脆、碎巖石。因為，鉆進上述巖石時，鉆頭極易磨損，鉆進效率極低，不能充分發揮NQ繩索取心鉆進的優越性。

（2）鉆孔深度。NQ繩索取心鉆具在淺孔（100～300 m）和深孔中均可采用。通常，鉆孔越深，其經濟技術效果越好。然而，NQ繩索取心鉆進的最大深度，受鉆桿強度的制約，應進行校核。

（3）鉆頭壽命。采用NQ繩索取心鉆進，如果鉆頭壽命短，鉆進過程中經常提鉆更換鉆頭，那么便失去了采用繩索取心鉆進的意義。

1.2 鉆具結構

NQ鉆具的結構，分為內管總成、外管總成共2個部分。內管總成分為彈卡總成、內管、卡簧座、卡簧、卡簧擋圈共5個部分，外管總成分為扶正器、彈卡室、外管、扶正環、座環、擴孔器、鉆頭共5個部分。

2 NQ繩索取芯鉆具的使用

2.1 有關技術數據

（1）鉆壓。NQ繩索取心鉆頭的底唇面積，比普通金剛石鉆頭的底唇面積大（約大1/4），所需鉆壓相應增大25%。

（2）轉速。可以按普通金剛石鉆頭鉆進的圓周速度（表鑲鉆頭0.5～2 m/s；孕鑲鉆頭1.5 m/s）計算轉速，但需考慮鉆孔深度。

（3）泵量。由于NQ繩索取心鉆具環狀間隙小，鉆頭底唇面積大，所以按鉆頭底唇單位面積上沖洗液消耗量計算泵量，比普通金剛石鉆進的泵量略大。

2.2 沖洗液的選擇

由于NQ繩索取心鉆具與孔壁之間的環隙較小，且內管需通過鉆桿柱中心下投等原因，因此在地層條件許可的情況下，應盡量采用清水加潤滑劑作為沖洗液。如：聚丙烯酰胺沖洗液、水玻璃沖洗液等無固相沖洗液。這不僅有利于內巖心管在鉆桿內的升降，也可使鉆桿的旋轉阻力減低。

2.3 泥漿鉆進

當所鉆地層不能采用清水做沖洗液時，NQ繩索取心鉆進仍需采用泥漿做沖洗液。根據NQ繩索取心鉆進的特點，鉆進時所采用的泥漿應具有粘度低、相對密度小、沉砂快、流動性好及有防坍性能等特性。一般必須采用低固相細分散泥漿。這種泥漿基本性能指標如表1所列。

表1 泥漿基本性能指標表

2.4 鉆進的基本工藝過程

地表組配鉆具→檢查卡簧、卡簧座和鉆頭內徑的配合→下鉆（內管總成可以不隨鉆具下入）→送水沖孔→投入內管總成→鉆進→卡斷巖心→下入打撈器打撈內管總成→提出內管總成、取巖心→檢查內管總成→從鉆桿內孔中投入（或下入）內管總成→繼續鉆進→……

2.5 使用過程中的注意事項

（1）當巖心充滿巖心管或巖心堵塞時，應立即打撈內管總成。

（2）鉆頭內斜角和卡簧座下端之間的間隙，應為1.6 mm，誤差范圍應在0.8 mm以內。如果間隙不符合以上標準，需將內管總成取出，并調整主軸，直至達到標準。每次更換鉆頭、擴孔器、內管或是卡簧座時，必須確保達到所有安裝標準，以保證使用。

（3）根據以往的經驗，鉆具投入使用的最初幾次過程，對鉆具的損壞程度最大。因此，在最初的幾次使用過程中，需要特別注意。新鉆具的表面，最容易被磨傷。為了防止磨傷，應使用高品質的潤滑油，同時螺紋的公扣和母扣及側部，都應覆上充足的潤滑油。實地鉆探的經驗顯示，效果比較好的潤滑油，其總質量應該有最少40%的精細金屬鋅粉。每一次使用鉆具時，螺紋母扣及側部都應重新涂抹潤滑油。盡量避免對已經咬合的螺紋施壓。在施壓過程中，新螺紋的頂部有時會相互擠壓，而稍稍松開一些，會令螺紋有足夠空間。

（4）將鋼絲繩距打撈器約800 mm處的200 mm的區域內上漆。上漆的區域，可顯示出打撈器即將出孔的時機。在打撈器接近內管總成的過程中，注意放慢下放的速度，直至打撈器與撈矛頭扣住。待打撈器與撈矛頭扣緊之后，在鋼絲繩上標注記號。此標記可幫助之后更好地再次連接打撈器與撈矛頭。取芯開始前，將鋼絲繩緩慢地升起，鋼絲繩繃緊后，用手拉動，此時連接上內管總成的打撈器總質量應要大于未連接內管總成總質量。

（5）若打撈成功，則用繩索將內管提出，否則應提鉆處理。

（6）內管提出后，應緩慢放下擺平，避免破壞內管螺紋。

（7）在干孔中，不能直接把內管投入鉆桿中，應采用打撈器送入。

3 日常維護

每次取芯完成后需及時檢查并簡單維護鉆具總成，以消除在下一次取芯時造成不能順利取芯的隱患。

3.1 內管總成的維護

（1）卡簧、卡簧座。每次取芯完成后，需取下卡簧座并清洗卡簧和卡簧座。在卡簧內放入一小段巖芯并將其拉動，以檢查卡簧是否卡緊；如果巖芯脫卡，則需更換卡簧；重新裝入卡簧時，需在卡簧座上涂抹潤滑油以防磨損，將擋圈卡入卡槽，檢查確保擋圈的正確位置。

（2）內管。首先用布料擦拭內管上的沉孔，確保其清潔。然后檢查內管內外壁的凹陷、缺口或者磨損的情況。因為嚴重的凹陷，會引起巖芯的堵塞，所以一般情況嚴重時，需要更換內管。但如果凹陷處非常接近末端，則不需更換，使用時僅需將內管翻轉，將較光滑沒有嚴重凹陷的一頭，安裝到卡簧座上即可。

（3）彈卡總成。將主軸上的內管帽拆除，清洗之后抹上潤滑油；將壓縮彈簧和主軸上的軸承清洗干凈；檢查滾珠軸承是否有破損或溝槽，是否有空轉，按情況需要更換軸承；檢查主軸的磨損和挺直度，盡管輕微的磨損并不妨礙運作，但如果出現磨傷或者開槽現象時，就需更換主軸，同時將鎖定螺母擰到主軸上，注意擰緊不要讓軸承空轉；檢查彈片的靈活度，在彈卡鉗和回收管上抹上潤滑油，如果彈卡鉗上出現過多的磨損，則需要更換；檢查各部位軸承，同時在止推軸承中注入潤滑油，直至油液流出；檢查撈矛頭，是否有損壞，如有損壞，需敲下彈性銷以拆除更換。

3.2 外管總成的維護

（1）勘探取芯后都需仔細檢查外管總成的整體情況，如果外管出現凹槽或者壓痕，可能會引起巖芯的堵塞，需更換。

（2）拆除彈卡檔頭。注意焊接的表面硬化帶，如果表面硬化帶出現過度磨損，則基本材料也已經磨損，此時需更換此部件；另外要檢查彈卡檔頭內側，如果出現殘損，則在鉆探較硬巖層時，會引起彈卡鉗壓壞彈卡檔頭，造成不能順利打撈的現象。

（3）從外管上拆除彈卡室，并檢查螺紋側翼有無磨損。

（4）拆除外管上的座環。檢查座環的磨損情況。如果座環磨損或出現碎裂，則將其翻轉后重新安裝；如果兩面都有磨損，則進行更換；在重新安裝時，注意用潤滑油潤滑。

（5）拆除外管上的扶正環。檢查扶正環的磨損情況，將扶正環裝入內管，如果間隙大于0.3 mm，則需要更換扶正環。

（6）重新安裝外管，更換所有磨損的部件，并將接口螺紋清理干凈后，用“TEXCO THREADTEX”或對等品質的潤滑油潤滑接口處，確保接口處擰緊。

4 結束語

正確地使用和維護NQ繩索取芯鉆具，對于生產過程中提高繩索取芯效率，降低成本，提高經濟效益有一定的幫助。

[1]李建中，何盛輝.繩索取心鉆進情況[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，1982，6（3）:88-89.

[2]姚禮尹.繩索取心鉆進技術的發展動向[J].地質與勘探，1984，（9）：33-34.