[发明专利]钢绞线在多角度钻探取芯过程中的应用

说明书

技术领域

本发明属于钻探领域，具体说是预应力钢绞线用于钻探中360°快速取芯，利用预应力钢绞线高强高韧的性能，改变当今多角度钻探行业中的双管取芯及绳索取芯作业效率低的难题。

背景技术

现在国内外钻探设备中，最理想、最普及非常成熟的取芯方式是绳索取芯，即利用钢丝绳，是1947年美国长年公司发明绳索取芯钻探技术，到50年代形成系列；1972年中国地质矿产部开始研究绳索取芯钻探技术，80年代初期国内推广使用，直至现在，绳索取芯钻探范围一直在垂直向下角度内使用，因岩芯内管需要靠自重力下垂到孔底，所以无法超越钻探角度限制。同时，水平钻探，井下钻探孔位浅、角度多，如井下钻探，空间狭小，大多数是2x2米的巷道，无法使用绳索取芯以及支撑绳索的塔架，即使使用绳索取芯技术，也需要扩大井下空间，费时、费力成本高，基本不用此工艺。

另一种钻探取芯方式采用双管取芯工艺，该技术是50年代国外引进技术，提取岩芯需要提出全部钻杆，倒取岩芯后再对接钻杆送回孔内，提送钻杆劳动强度大，耗时长，提出钻杆还会造成孔内没有钻杆支撑，引起孔内塌孔、掉块等孔内事故，送进岩芯内管时会装进塌孔掉块的岩石，造成岩芯混乱，岩芯自磨，岩矿芯采取率不能达到国家标准。地表钻探在80年代后期基本不使用双管取芯技术，现多用于水平钻探、井下钻探等多角度钻探行业。

预应力钢绞线是在1928年法国人欧仁·弗莱西奈发明的建筑材料，中国60年代起步生产，广泛用于建筑、铁路、公路、水利、能源、及岩石锚固施工中；它能承受弯曲而不发生龟裂、膨胀和剥落现 象，冲击性能好，韧性好，能盘圆，占地小，运用到钻探取芯技术上不需要笨重的绳索塔架及大排量水泵，井下空间不需要扩大就能提高工作效率，在运输及现场使用更加方便、快捷。

发明内容

本发明的目的在于提供预应力钢绞线在多角度钻探取芯过程中的应用。

本发明的技术方案如下：

预应力钢绞线在多角度钻探取芯过程中的应用。

本发明解决的技术问题是，利用预应力钢绞线材质强度高韧性好的特性，在钻杆内推送岩芯内管不会变形折损，(一般钢索、钢丝绳如果水平推送就折弯，刚性不够)通过滚压轮设计快速提送预应力钢绞线完成提取岩芯，不用提送钻杆；在不改变钻机原型结构情况下，实现360°钻探取芯技术，彻底解决多角度钻探中繁琐劳累的操作、效率低的问题，而且能保持孔内结构，岩矿芯采取率达到国家标准。

本发明的优点在于：1、预应力钢绞线的刚性强，它能直接推送岩心管，每次取岩心不用提送钻杆，比现有技术减少提送钻杆的辅助时间，增加纯钻进时间，钻孔越深经济效果越显著。2、降低工人的劳动强度。3、岩心堵塞可立即捞取，提高岩矿心采取率。4、减少钻杆螺纹拧卸磨损，延长钻杆寿命，降低管材消耗。5、减少钻头扫孔磨损、拧卸及与孔壁碰撞机会，延长钻头寿命。6、减少冲洗液抽吸和孔壁压力失去平衡，从而减少孔内事故。7、减少提送钻的机械磨损，增加钻机使用寿命。8、减少钻孔弯曲度，提高钻孔质量。9、有利于钻进复杂地层，避免孔壁坍塌掉块。10、可以利用预应力钢绞线在钻杆内放测斜仪，进行测斜。11、耗电省，只需很小的动力就能完成取芯作业，不需钻机主机运转辅助。

总之，预应力钢绞线取芯实现多角度钻探，可显著地提高钻进效率，保证岩矿心质量，降低钻探成本，大大降低劳动强度，增加钻探 工人收入，增加经济效益。

附图说明：

图1是本发明应用于钻探设备中的结构示意图；

图2是本发明应用于钻探设备中(加钻机)的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的应用作进一步说明。

图1-2中，1、钻杆；2、岩心内管；3、预应力钢绞线；4、滚压轮；5、绕线器；6、动力头。

实施例：

作业条件及设备情况

井下水平钻探，作业空间高2宽2米，使用动力头式坑道钻机，油缸行程0.75米，孔深300米任务，冶金部标准双管取芯工艺，钻杆1.5米，岩芯内管1.5米。

现有的双管取芯工艺操作方式：

1、在如上钻探场地支护好钻机，检查安全后，开机运转，安装岩芯内管开孔钻进。

2、岩心内管钻满后，(第一回次钻进，钻机夹住岩心内管即可)用钻机有效的行程，前进后退2次拉出岩芯内管，卸下钻头、扩孔器倒取岩芯，在装上钻头、扩孔器把岩芯内管用钻机油缸分2次前进后退送入孔内，接上钻杆继续钻进。