金刚石绳索取芯钻头
岩土钻掘工程学—绳索取心
绳索取心工具❑绳索取心：钻进中岩心充满岩心管后不需提钻，借助绳索和专用打捞工具从钻杆中把内管及岩心提至地表的取心方法。
❑极大地减少了起下钻具时间，机械化程度高，增加纯钻进时间，虽然绳索取心钻头壁更厚，机械钻速略低于普通钻头。
总的钻效提高了，且这种趋势随孔深的增大而增大。
❑岩心堵塞后能即时报警，岩心采取率高，地质效果好。
❑减少了提钻次数，钻杆与孔壁间隙小，钻头回转平稳，钻头寿命比普通钻头寿命高一倍左右。
❑降低钻探成本。
❑缺点：钻杆的内径大而管壁薄，钻头壁较厚，钻进时碎岩功率消耗较大。
❑绳索取心钻具配套设备较多，一次性投资较大。
❑地质条件：适于各种地层，在6~9级中硬岩层中效果最好。
一般不宜钻10~12级岩石。
这时钻效极低，钻头极易磨损，不能充分发挥绳索取心钻进的优越性。
❑绳索取心与液动冲击器相配合，钻进硬地层有良好的前景。
❑绳索取心一般在深孔中采用。
通常钻孔越深其经济技术效果越好,但最大深度受钻杆强度制约。
❑若绳索取心钻头寿命短，便失去了绳索取心的意义。
绳索取心钻具的规格和型号一、绳索取心单动双层岩心管——由外管总成和内管总成组成❑外管总成：弹卡挡头1、弹卡室7、稳定接头23（上扩孔器）、外管46和钻头52。
❑内管总成：捞矛、弹卡定位、悬挂、到位报讯、岩心堵塞报警、单动、内管保护和调节机构。
(1) 捞矛机构由捞矛头2和回收管4等组成。
取心时打捞器在钻杆内下放到内管总成上端，打捞钩抓住捞矛，向上提升打捞器使回收管上移，并向内压缩弹卡6使其收拢，于是内管总成和外管总成脱离，从而把内管总成提升上来。
(2) 弹卡定位机构：弹卡6、张簧5和弹卡座10。
内管总成在钻杆内下放时弹卡外张，一旦到达外管的弹卡室 7，弹卡两翼贴附在弹卡室内壁。
弹卡室挡头即可防止内管向上串动，又可带动内管总成轴承上部与外管一起旋转，以免因相对运动造成弹卡磨损。
3) 悬挂机构：内管悬挂环21与外管座环22的直径相差0.5~1.0mm。
内管总成下降到外管弹卡室时，悬挂环座在座环上，使内管总成下端卡簧座51与钻头52内台阶2~4mm的间隙，保证内管单动。
绳索取芯钻具使用说明书[1]
![绳索取芯钻具使用说明书[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b54d0e0f69eae009581bec8f.png)
绳索取芯钻具使用说明书一、概述绳索取心钻进又叫不提钻取芯钻进，它的特点是当岩芯装满内管时，不提钻而用绳索打捞器从钻杆内把内管捞取上来获得岩芯。
因其结构简单、钻进效率高、岩（矿）芯采取率高、劳动强度低、钻探成本低等显著优点，而广泛使用。
我厂生产的绳索取芯钻具已确定为“S”系列产品：S59、SJ75、S75、S96。
其具体规格见下表：为使用户更好的掌握这项先进的技术，正确的使用我厂生产的S系列绳索取芯钻具及附属设备工具，充分发挥绳索取芯钻进的优越性，特编此书，以供使用参考。
二、绳索取芯钻具的结构和工作原理目前我国使用的绳索取芯钻具结构和工作原理基本相同。
经过生产实践和不断改进，各种钻具均灵活可靠，效果良好，取芯成功率高。
（一）绳索取芯钻具结构主要由单动双管和打捞器两大部分组成。
双管部分由外管总成和内管总成组成。
而外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、扩孔器、外管和金刚石钻头组成。
内管总成包括捞矛头、弹卡、单动组件、报警、调节组件、内管、悬挂扶正及卡芯组件组成。
（二）几个主要机构的功用和动作原理1、捞矛机构需要取芯时，打捞器从钻杆内下放到内管总成上端，打捞钩钩住捞矛（矛头）。
向上提升打捞器，捞矛头通过弹簧销向上提升回收管，迫使弹卡钳收缩，这样使内管总成与外管总成脱离，从而把内管提升上来。
2、弹卡机构即定位机构，主要由弹卡架、弹卡钳、张簧等部件组成。
其作用是使内管座到外管中时，弹卡钳借助张簧的张力而张开，贴在弹卡室的内壁上。
其上端有弹卡挡头的拨叉，带动钻具轴承上部和外管同时旋转，防止弹卡磨损。
3、单动机构钻具的单动主要靠两盘推力轴承来实现。
4、调节机构内外管总成的长度，主要通过调节接头和调节螺母进行调节。
达到卡弹簧座底端与钻头内台阶所要求的间隙（3-4mm），减少岩芯受冲洗机会。
在使用过程中，由于内管零部件尺寸的变化，卡簧座与钻头内台阶的间隙亦随之变化。
为了保证岩矿芯采取率，减少残留岩芯，故应及时调节。
5、悬挂机构在悬挂接头下端有一个可拆卸的悬挂环，内管总成到达外管总成中的预定位置时，悬挂环坐落在座环上。
绳索取芯金刚石在煤田钻探钻进工艺的分析
【】 ５ 吕炳 南 ， 志强 ． 陈 污水 生 物 处 理 新技 术 【 ． 尔 滨 ： 尔 滨工 业 大 学 出 版 Ｍ】 哈 哈 社，０ ５ ０ ． ２０ ， ３ ２ 作 者简 介 郑 晓飞 ，中 国矿业 大学环测 学院环境工 程系ｏ级硕 士 。 ９ 李燕 ，中国矿业大学环测学院副教授 ， 从事水污染控制的设 计及科研工作。
２ 煤 田钻 探金 嗣石的 必要条 件性 能取决 于可 靠的 绳索取 芯钻 具
取芯数量多 ， 岩煤芯直径大是煤 田 钻探地质要求的恃点之一 。而每 个回次取芯的成败金刚石钻进是否能够正常进行的关键 。以前钻进工艺 主要是采用单管取芯问题不少，如取芯成功率低 ，可靠性差 ， 经常 出现 岩芯采不上来和岩芯中途脱落的现象。这不仅影响钻头的使用寿命 ，而 且增加不少的辅助时间。可说是费时． 费力效益不高。绳索取芯一种双管
取 芯 工具 。
泵量是打煤的关键 ，直径９ｍ ５ ｍ的钻头控制６ ～ ０ ｌ ｉ ０ １０ ｍｎ Ｊ ￣为合适 ， 硬煤８ ０—１０ ／ｉ；软煤６ ０Ｌｍｎ ０～８ Ｌｍｎ ０ ／ｉ。这对大多数煤层都是适用的。如 果泵量控制不当 ， 煤芯就有被冲掉的可能。 转数的快慢对取煤没有明显的影响 （ 当然是相对的 ）。因见煤后并 不改变转数 ， 也就是说原来在顶板钻进时是什么转数 ， 见煤后仍然采用 什么转数。－ ￣ ２ｏ～６０／ ｎ － ￣ ５ ０ ｎ ￣间。 ｍｉ
１金 翻石绳 索取 芯的基 础取 决于钻 头的 质量
钻头是钻进的主要工具，钻头的好坏直接影响钻进效果。因此钻头 是在钻进工艺的基础。而绳索取芯钻进工艺对钻具钻头要求严格 ，特别注 意以下两个方面的问题 ：１ ）要保证钻具钻头的加工质量 ，金刚石钻头的 制做方法较多，工艺复杂质量指标多 ， 要求严格。２ 要有质量好 的金刚 ） 石。 金刚石的质量是金刚石钻头制造在 中 最重要 的因素之一 ， 它的好坏直 接影响钻头的性能。金刚石有着各种不同的特征 ， 中 其 形状及表面状态可 以肉眼鉴定。一般呈圆形或浑圆形且表面光滑的金刚石适合于钻探 甩。因 此， 生产单位没有更多的测试手段。３ 要绝对保证钻头胎体与钢体之间 ） 的粘结强度 ，在孔内正常情况下钻进 ，不能 出现 “ 掉环”现象。４） 胎体 部分不应该有裂纹 ，包括横纹和竖纹 ，特别是横纹绝对不能有，以免在钻 进过程中出现胎体掉块的现象 。 ） ５ 要保证钻头 内径、外径的公称尺寸 ， 在允许误差范围之内。６ 要正确选择钻头的类型。金刚石钻头的种类很 ） 多，就金刚石选料来说有人造金刚石钻头和天然金刚石钻头之分 ； 就金刚 石 的粒度来说也有很多级别 ， 就镶焊形式来说有孕镶钻头和表镶钻头之 分 ，选用钻头，必须根据本地区，本单位的地层情况，设备条件和工艺水 平而定。所以选用人造孕镶金刚石绳索取芯钻头 ， 使用效果不错。
矿山地质钻探绳索取芯钻探技术浅析
管理及其他M anagement and other 矿山地质钻探绳索取芯钻探技术浅析张 峰摘要：在技术越来越完善的大形势下，绳心钻井技术的研究从一定意义上促进了钻井技术的稳步发展。
本文阐述的取芯钻井技术与传统钻井工艺相比，具有更大应用意义与优势，在钻井工艺中得到广泛运用。
根据多面性很强的地质结构，这项研究不仅能够提升降失水剂的质量和性能，还突破了传统式常规钻井的瓶颈问题。
根据对绳芯钻探技术开展实地考察，全方位融合有关技术及要求，为绳索取芯钻探技术在地质勘查行业的应用打下坚实的基础。
关键词：地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺目前，随着经济的兴盛和科学技术的高速发展，矿产资源的供需差距增加，我国相关人员已经积极推进新式矿产地质勘查技术，想要尽快解决资源量不足的现况。
以某城市采矿工程为例，绳索取芯技术是地质勘查环节中很重要的技术方式，但在地质结构繁杂的地层勘探中，经常出现的状况多见涌水、漏水及其水敏地层和矿带坍塌等负面情况。
本文主要从绳芯技术工作原理、设备选择及各类机械设备配备等方面进行，综合分析该技术的相关内容，促进绳芯发掘平稳可持续发展观。
1 绳索取芯技术概述1.1 绳索取芯技术的工作原理有关绳芯技术工作原理，具体内容如下。
芯和芯管各自归属于表层和里层芯，根据上端绳芯钻具的转动形式，在一定程度上转动里层管。
当泵压升高到一定程度时，释放出来滚轮慢慢向上移动，支系连接头上外管被绳钻牵引带正常地钻进，下外管不做转动动作，即具有钻进的功效。
1.2 绳索取芯技术的设备选择工程机械设备在一定条件下也为绳芯技术提供帮助。
在钻机设备、机器的型号选择过程中，应当按照钻探水平、钻探成本及地质构造标准等相关信息进行全方位精确测量。
并且也应关心钻头倾斜面的挑选，考虑到少钻或者不钻岩心的办法。
该技术存有的核心价值即高钻进速率、钻头使用寿命长、职工劳动效率较低，具有较强的绳芯钻进技术安全系数、高效化等。
钻机设备和机器在型号选择过程中应为孔壁可靠性、清洁液合理化提供有力地确保。
金锐钻具——Φ132mm绳索取芯钻头
Φ132mm绳索取芯钻头一、产品介绍Φ132绳索取芯钻头属于金刚石复合片钻头系列产品，与金刚石内凹钻头（金刚石无芯钻头）、金刚石无芯钻头、金刚石刮刀钻头、金刚石扩孔钻头等属于同一系列产品。
二、产品规格型号三、产品优势金刚石复合片取芯钻头镶齿方式属于潜铸式钻钻头，是将金刚石PDC复合片通过高温银焊固定在钻头体的刀翼槽内，因其刀翼设计，复合片一般采用1304/1305复合片，针对F≤10以内岩层使用。
主要用于煤矿及地质勘探施工取芯使用，在我们所针对的煤矿行业，金刚石复合片取芯钻头被大量使用。
钻进比较松软的泥岩类岩层时，推荐使用金刚石复合片取芯钻头，因为这类钻头的耐磨性能突出，水口大，对于泥土层有比较好的进尺效率和工作时间。
金刚石钻头是矿物勘探行业中最常用的钻头。
因为它们的应用范围最广。
精心挑选的优质人造金刚石牌号分布在浸渍钻头的基体系列中。
的ZM矩阵层包含这些晶体分布均匀，镶嵌在金属粉末粘结。
我们的孕镶钻头的基体设计为在磨损时将新金刚石暴露在钻头切削面上。
由于此动作，快速穿透率保持不变。
C6，C9、C12系列我们的浸渍钻头制造，以提供最佳的渗透速度和钻头寿命，这是必需的。
将金刚石钻探成本降低到最低限度。
可用的尺寸如下：AQ，BQ，NQ，HQ，PQ / AQTK，BQTK，BQ3，NQ2，NQ3，NQTT，HQ3，HQTT，PQ3，PQTTT2系列：T246，T256，T266，T276，T286，T2101 T6系列：T676，T686，T6101，T6116，T6131T系列：T36，T46，T56，T66，T76，T86四、注意事项1、正常作业时，严禁突然反转改变运行方向，以防止复合片钻头脱落；2、在正常作业时，空压机主风路不能有漏气现象，要保证足够的风量与风压，以延长金刚石复合片钻头的使用时间；3、新复合片钻头第一次使用时、要低速磨合半个小时，再逐步正常使用；4、在地质恶劣的环境中运行，要降低轴压和转速，防止钻头断裂；5、在正常的钻孔作业时，若中途须更换钻头，要严格检查孔内是否有杂物，须保证孔内干净方可使用新的复合片钻头；6、新复合片钻头第一次使用时，要注意打孔部位的清洁，防止有杂物影响正常的使用；7、在正常的钻孔作业时，若中途须更换钻头，要严格检查孔内是否有杂物，须保证孔内干净方可使用新的复合片钻头；8、严禁使用弯曲的钻杆，以避免钻头因受力不均而加速钻头的损坏，影响正常的使用时间。
地质钻探用金刚石取芯钻头简介
三、取芯钻头规格
在我国地质钻探作业中，常用的国标口径的金刚石取芯钻头 口径为： 75mm、91mm、110mm、130mm、150mm、170mm。
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四、市场价格
对于金刚石取芯钻头的价格，随着制作工艺的改善，钻头的 成本有所下降，售价也是在逐步的下调，以金钻110钻头为 例，03年的售价高达430元，现今最新价格在360元左右。而 且工艺的改进使得现在钻头的质量较以前有大幅度的提升， 钻探效率明显增强，成本逐步在下降。
第一讲 地质钻探用金刚石取芯钻头简介
前言
地质钻探的钻进工具我们称为钻具，钻具由钻杆、 变径接手、岩心管和金刚石取芯钻头组成，今天我们简 单介绍一下金刚石取芯钻头的规格型号及其应用。
主要内容：
一、取芯钻头分类 二、取芯钻头选择原则 三、取芯钻头规格 四、市场价格
一、取芯钻头分类
在地质钻探中，取芯钻头分为 1，金刚石钻头 2，金刚石复合片钻头 3，金刚石绳索钻头
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2，钻进比较坚硬的岩石地层时，我们推荐使用电镀金 刚石取芯钻头，这类钻头由于制作工艺的原因，进尺 效率异常突出，破岩能力极强，在岩层中钻进的效率 远超复合片钻头。
3，我们需要钻进300米以上孔深时，这时候，金刚石绳 索取芯钻头就非常适合了，因为孔深的增加，对于岩心的 提取是非常重要的，绳索钻具的不需要提钻的特点极大的 缩短了上下钻具的时间，是深孔钻的成本极大降低。
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二、取芯钻头选择原则
根据不同的钻探任务，我们必须选择合适的钻头，目的就 是提高钻探的钻进效率和缩小钻探的综合成本。 1，钻进比较松软的泥岩类岩层时，我们推荐使用金刚石 复合片钻头，因为这类钻头的耐磨性能突出，水口大，对 于泥土层有比较好的进尺效率和工作时间。
科钻一井-金刚石取心钻头
金刚石取心钻头
金刚石钻头在科钻一井使用中遇到的难题是： 金刚石钻头在科钻一井使用中遇到的难题是： 岩石坚硬研磨性强，钻头克取岩石困难，钻进效率低， ① 岩石坚硬研磨性强，钻头克取岩石困难，钻进效率低， 胎体的保径效果不理想，钻头寿命短。 胎体的保径效果不理想，钻头寿命短。 承受液动锤的冲击载荷，要求钻头胎体强度高、 ② 承受液动锤的冲击载荷，要求钻头胎体强度高、金刚石 质量高和胎体对金刚石把持力强。 质量高和胎体对金刚石把持力强。 外径为157mm 内径为96mm 高为240mm 制造困难。 157mm、 96mm、 240mm， ③外径为157mm、内径为96mm、高为240mm，制造困难。 以往制造地质勘探取心钻头的工艺只局限于小口径（ ④以往制造地质勘探取心钻头的工艺只局限于小口径（91mm 以下） 设计新结构和研究制造工艺。 以下） ，设计新结构和研究制造工艺。 所钻遇的岩层超过50 为片麻岩，属于强致斜地层， 50％ ⑤所钻遇的岩层超过50％为片麻岩，属于强致斜地层，需要 钻头具有好的稳定性和防斜性能。 钻头具有好的稳定性和防斜性能。
二次成型镶嵌金刚石钻头
• 热压法制造工作层镶嵌块 • 无压浸渍法制造保径规 • 中温钎焊法将镶嵌块焊接在钻头体上
• 聚晶耐磨 • 天然金刚石高强度 • 卡邦金刚石高硬度
金刚石
• 采用高品级的SDA１００ ＋ 人造金刚石 （英国DE BEERS 公司标准） • 这种金刚石磨损到一定时候会发生微破裂， 金刚石可以保持较长时间的、较好的锋利 性能， 而不会因为磨损而变钝， 有利于提 高钻进速度和提高钻头使用寿命。
• 螺杆马达液动锤金刚石提钻取心钻进技术体系， 螺杆马达（C５ LZ 螺杆马达液动锤金刚石提钻取心钻进技术体系， 螺杆马达（ LZ１２０ 的理论转速为１２８ ９５ × ７ 和４ LZ１２０ × ７） 的理论转速为１２８ ～ ３８ 工作扭矩可达２１３７ ０r／min ， 工作扭矩可达２１３７ N · m 。 • 但在使用中， 由于受到各种条件的限制， 螺杆马达的实际转速不超 但在使用中， 由于受到各种条件的限制， ２００r 多数情况下为１７６ １８９r 过２００r／min ， 多数情况下为１７６ ～ １８９r／min ， １５ 钻头的外圆周线速度约１ ７mm 钻头的外圆周线速度约１.５m／ s ， 为孕镶金刚石钻头钻进 所要求的线速度（ 的下限值。 所要求的线速度（１.５ ～ ３m／s） 的下限值。 • 采用液动锤钻进对钻压的要求也随之降低， 通常的钻压范围为１ 采用液动锤钻进对钻压的要求也随之降低， 通常的钻压范围为１ ３５kN 但对钻头的耐冲击性能提出了较高的要求， ０ ～ ３５kN ， 但对钻头的耐冲击性能提出了较高的要求， 较大 的冲击力对金刚石钻头产生不利的影响， 的冲击力对金刚石钻头产生不利的影响， 曾出现多个钻头的胎块崩 甚至整块胎块脱落现象， 对电镀钻头的影响尤其明显。 落， 甚至整块胎块脱落现象， 对电镀钻头的影响尤其明显。
绳索取芯金刚石钻头在复杂地层中的应用研究
106 /矿业装备 MINING EQUIPMENT绳索取芯金刚石钻头在复杂地层中的应用研究□ 梁振德 桂林金刚石工业有限公司 广西桂林 5411991 复杂煤田地层特点复杂煤田地层主要岩层分布有中粒的砂岩、细粉的砂岩、泥砂岩、粉质砂岩等。
在复杂煤田地层钻探具备几个特点：（1）严重遗失钻孔。
特别是在发育溶洞的石灰岩地质层，溶洞高度可达20 m，在破碎带断层与风化带地层漏失严重，它属于裂缝裂隙带，而且容易有小溶洞存在，并伴有地下水流动。
此外，因为绳钻环境空间小，压力损失较大，常常造成地层平衡无法保持而引发漏失的发生。
（2）经常出现施工时井壁坍塌，坍塌现象主要出现在破碎断层带。
另外厚煤层钻进（尤其是粉煤层），因为钻孔孔壁具有不稳定性，提钻、下钻过程中容易出现坍塌煤层的事故，这在煤炭勘探中经常出现。
（3）硬岩层钻探容易出现“打滑”硬岩层属于硅质石英沙胶结的岩层。
它含有部分隧石，其硬度达到X 级之上，使用普通金刚石的钻头进行施工，效果很差、效率低，钻头使用寿命低。
（4）多煤层地质。
在勘探钻进时，可能遇到十几层的煤层，主要有粉煤层和块煤层。
粉煤层钻进取芯时难度非常大，经常会出现采取不达要求钻孔降级。
（5）岩层的倾角出现变化幅度过大，软层硬层变化频繁，它属于容易出现倾斜的地层。
（6）水膨胀的泥岩层，在勘探作业中容易出现缩径。
总之，复杂煤田地层地质特点主要表现为：胀、斜、塌、漏、碎、脆、硬绳索进行取芯的工艺就是不用提钻，在钻杆内孔捞取所需岩心的技术。
它的主要特点是，煤矿勘探过程需要获取岩心时，钻柱无需全套提升，只需使用钢丝绳与绞车在钻杆内孔放入打捞器，在提取岩心时将内管内的岩心与内管一起提取到地面，取出岩心后将内管再放入钻杆内孔里继续钻探。
本文通过研究复杂条件下煤矿区，也就是破碎的地层、可钻性比较差的岩石以及软硬多层的地质条件，怎样选用钻头才能提高钻头使用寿命以及提高取芯效率，从而为同行业施工提供技术上的借鉴。