CN112943135B - 一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，包括以下步骤：将连接在卷扬机上的钢丝绳穿过回转接头，连接在取芯装置上，将回转接头拧到钻杆上，从回转接头通入压缩空气，推动取芯装置前进，计量钢丝绳送入长度；取芯装置减速，直至以低速状态进入潜孔锤，钢丝绳速度为0时，表明取芯装置到位；取芯时，压缩空气通过回转接头持续进入钻杆，进行保压；少量压缩空气经过取芯装置外壁与潜孔锤内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷；步骤四：拉出取芯装置，完成一个取芯动作。本发明能够防止潜孔锤废气吹散岩心；少量压缩空气对环腔间的粉渣进行冲刷，保护岩心和岩心管，提高了取芯质量。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探的绳索取芯技术领域，具体涉及一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法。
背景技术
目前广泛采用的绳索取芯速度慢，地层条件较好时，平均进尺约20m/天，且多采用金刚石钻头磨削+冲洗液冷却排渣+冲洗液输送取芯装置的方式，在水平钻探时钻井液容易流失，导致卡钻、烧钻、密封快速磨损等问题，同时钻井液容易冲散并污染岩心，影响取芯率和岩性判断。而且在缺水高寒地区，钻井液配置困难，成本高。
市场上有少量的气动潜孔锤冲击绳索取芯，多为竖直取芯，钻进距离短，且其无法保证岩心的完整性。
综上所述，急需一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，以解决取芯效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，包括以下步骤：
步骤一：取芯装置送入；将连接在卷扬机上的钢丝绳穿过回转接头，连接在取芯装置上，将取芯装置放在洞口的钻杆中，将回转接头拧到钻杆上，从回转接头通入压缩空气，推动取芯装置前进，调节卷扬机液压马达背压或者电机刹车，保持钢丝绳张紧，计量钢丝绳送入长度；
步骤二：取芯装置到位；卷扬机检测取芯装置将要到达潜孔锤时，压缩空气压力降低，液压马达背压或者电机刹车加大，取芯装置减速，直至以低速状态进入潜孔锤，此时压缩空气的压力恒定，钢丝绳速度为0，表明取芯装置到位；
步骤三：取芯过程压缩空气保压；取芯时，压缩空气通过回转接头持续进入钻杆，进行保压；少量压缩空气经过取芯装置外壁与潜孔锤内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷；
步骤四：拉出取芯装置，完成一个取芯动作。
进一步地，所述步骤四具体是：使用卷扬机通过钢丝绳将取芯装置拉出，将要到到达洞口时，通入压缩空气，卷扬机减速，取芯装置平稳到位，拆下回转接头，取出取芯装置，倒出岩心。
进一步地，所述卷扬机为智能卷扬机，采用液压马达驱动或电机驱动；卷扬机的卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调。
进一步地，所述取芯装置为内部具有气体流通通道的杆状结构，取芯装置中部的侧壁上开有气孔，所述气孔与所述气体流通通道连通。
进一步地，所述取芯装置的外壁与钻杆的内壁之间设有唇形密封，将取芯装置的外壁与钻杆的内壁之间环状腔体分隔成靠近潜孔锤的第一环状腔体和远离潜孔锤的第二环状腔体，所述气孔在第一环状腔体中，通入压缩空气时，两部分环状腔体具有压力差。
进一步地，所述取芯装置内设有穿过机构，用于控制所述气孔与所述气体流通通道的连通和关闭。
进一步地，还包括步骤五：重复步骤一～步骤四，实现连续取芯。
进一步地，采用管道机器人作为动力，将取芯装置送入和拉出潜孔锤。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明在取芯过程中，压缩空气通过回转接头持续进入钻杆，进行保压，防止潜孔锤废气吹散岩心；少量压缩空气经过取芯装置外壁与潜孔锤内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷，保护岩心和岩心管，提高了取芯质量。
(2)本发明使用压缩空气作为动力介质输送取芯装置，速度快，相对于冲洗液作为冲刷介质，节约了水资源，保护了环境。
(3)本发明使用智能卷扬机拉出取芯装置，卷扬机的卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调；同时配合使用压缩空气作为推送动力，取芯装置的推进、拉出速度可控，运行平稳。
(4)本发明中，取芯装置直接与卷扬机的钢丝绳连接，取消传统绳索取芯打捞器打捞取芯装置环节，提高取芯效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明采用的取芯设备结构示意图；
其中，1、卷扬机，2、钢丝绳，3、回转接头，4、钻杆，5、取芯装置，6、潜孔锤。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1，一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，包括以下步骤：
步骤一：取芯装置送入；将连接在卷扬机上的钢丝绳2穿过回转接头3，连接在取芯装置5上，将取芯装置5放在洞口的钻杆4中，将回转接头3拧到钻杆4上，从回转接头通入压缩空气，推动取芯装置5前进，调节卷扬机1液压马达背压或者电机刹车，保持钢丝绳2张紧，计量钢丝绳2送入长度；
所述卷扬机1为智能卷扬机，采用液压马达驱动或电机驱动；卷扬机的卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调。本实施例液压马达驱动，通过控制液压油压力实现卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调功能。
步骤二：取芯装置到位；卷扬机1检测取芯装置5将要到达潜孔锤6时，压缩空气压力降低，液压马达背压或者电机刹车加大，取芯装置5减速，直至以低速状态进入潜孔锤6，此时压缩空气的压力恒定，钢丝绳2速度为0，表明取芯装置到位；
步骤三：取芯过程压缩空气保压；取芯时，压缩空气通过回转接头3持续进入钻杆4，进行保压；少量压缩空气经过取芯装置外壁5与潜孔锤6内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷；
所述取芯装置5为内部具有气体流通通道的杆状结构，取芯装置5中部的侧壁上开有气孔，所述气孔与所述气体流通通道连通。所述取芯装置5的外壁与钻杆的内壁之间设有唇形密封，将取芯装置5的外壁与钻杆的内壁之间环状腔体分隔成靠近潜孔锤的第一环状腔体和远离潜孔锤的第二环状腔体，所述气孔在第一环状腔体中，通入压缩空气时，两部分环状腔体具有压力差。所述取芯装置5内设有穿过机构，用于控制所述气孔与所述气体流通通道的连通和关闭。
步骤四：拉出取芯装置；使用卷扬机1通过钢丝绳2将取芯装置5拉出，将要到到达洞口时，通入压缩空气，卷扬机1减速，取芯装置5平稳到位，拆下回转接头3，取出取芯装置，倒出岩心，完成一个取芯动作。
步骤五：重复步骤一～步骤四，实现连续取芯。
上述一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，在取芯过程中，压缩空气通过回转接头持续进入钻杆，进行保压，防止潜孔锤废气吹散岩心；少量压缩空气经过取芯装置外壁与潜孔锤内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷，保护岩心和岩心管，提高了取芯质量。使用压缩空气作为动力介质输送取芯装置，速度快，相对于冲洗液作为冲刷介质，节约了水资源，保护了环境。使用智能卷扬机拉出取芯装置，卷扬机的卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调；同时配合使用压缩空气作为推送动力，取芯装置的推进、拉出速度可控，运行平稳。取芯装置直接与卷扬机的钢丝绳连接，取消传统绳索取芯打捞器打捞取芯装置环节，提高取芯效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：取芯装置送入；将连接在卷扬机上的钢丝绳(2)穿过回转接头(3)，连接在取芯装置(5)上，将取芯装置(5)放在洞口的钻杆(4)中，将回转接头(3)拧到钻杆(4)上，从回转接头通入压缩空气，推动取芯装置(5)前进，调节卷扬机(1)液压马达背压或者电机刹车，保持钢丝绳(2)张紧，计量钢丝绳(2)送入长度；
步骤二：取芯装置到位；卷扬机(1)检测取芯装置(5)将要到达潜孔锤(6)时，压缩空气压力降低，液压马达背压或者电机刹车加大，取芯装置(5)减速，直至以低速状态进入潜孔锤(6)，此时压缩空气的压力恒定，钢丝绳(2)速度为0，表明取芯装置到位；
步骤三：取芯过程压缩空气保压；取芯时，压缩空气通过回转接头(3)持续进入钻杆(4)，进行保压；少量压缩空气经过取芯装置(5)外壁与潜孔锤(6)内壁之间的环腔间隙，到达破岩面，对环腔间的粉渣进行冲刷；
步骤四：拉出取芯装置，完成一个取芯动作；
所述取芯装置(5)为内部具有气体流通通道的杆状结构，取芯装置(5)中部的侧壁上开有气孔，所述气孔与所述气体流通通道连通；
所述取芯装置(5)的外壁与钻杆的内壁之间设有唇形密封，将取芯装置(5)的外壁与钻杆的内壁之间环状腔体分隔成靠近潜孔锤的第一环状腔体和远离潜孔锤的第二环状腔体，所述气孔在第一环状腔体中，通入压缩空气时，两部分环状腔体具有压力差。
2.根据权利要求1所述的一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，所述步骤四具体是：使用卷扬机(1)通过钢丝绳(2)将取芯装置(5)拉出，将要到达洞口时，通入压缩空气，卷扬机(1)减速，取芯装置(5)平稳到位，拆下回转接头(3)，取出取芯装置，倒出岩心。
3.根据权利要求2所述的一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，所述卷扬机(1)为智能卷扬机，采用液压马达驱动或电机驱动；卷扬机的卷扬力和钢丝绳被动拉出阻力大小连续可调。
4.根据权利要求1所述的一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，所述取芯装置(5)内设有穿过机构，用于控制所述气孔与所述气体流通通道的连通和关闭。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，还包括步骤五：重复步骤一～步骤四，实现连续取芯。
6.根据权利要求5所述的一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法，其特征在于，采用管道机器人作为动力，将取芯装置(5)送入和拉出潜孔锤。
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