【正文】 格控制鉆壓，注意鉆壓與轉(zhuǎn)逮的配合。目前國(guó)內(nèi)外地質(zhì)找礦鉆探鉆機(jī)應(yīng)用最多的主要有全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)和立軸鉆機(jī)兩種類型。立軸鉆機(jī)主要缺點(diǎn)為：給進(jìn)行程短(多為0．6m)，鉆進(jìn)中須頻繁停車(chē)倒桿；工作平穩(wěn)性較差；轉(zhuǎn)速分擋控制，不能無(wú)級(jí)變速； 加桿繁瑣，鉆具須提離孔底；不易實(shí)現(xiàn)斜孔鉆進(jìn)；搬遷、安裝時(shí)間較長(zhǎng)。動(dòng)力頭鉆機(jī)的主要缺點(diǎn)：提下鉆輔助時(shí)間長(zhǎng)；傳動(dòng)效率較低，功率消耗大；處理事故能力較差；液壓系統(tǒng)密封件壽命較短；維修較復(fù)雜，費(fèi)用高；制造成本高。國(guó)外地質(zhì)巖心鉆探經(jīng)驗(yàn)介紹，動(dòng)力頭鉆機(jī)可減少設(shè)備安裝導(dǎo)致的機(jī)械事故，同時(shí)提下鉆具實(shí)現(xiàn)塔上無(wú)人操作，減少了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，施工安全性高。全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)一般為模塊化一體結(jié)構(gòu)，多為履帶自行，鉆進(jìn)場(chǎng)地占用小，鉆機(jī)如使用桅桿、桅架，可方便地施工大斜度地面鉆孔，立軸式鉆機(jī)往往需要改進(jìn)鉆塔結(jié)構(gòu)。雖然一些設(shè)備制造企業(yè)在成熟的6檔XY系列鉆機(jī)基礎(chǔ)上，放大鉆機(jī)部件，提升鉆進(jìn)能力，推出了N規(guī)格口徑鉆深超過(guò)2000m的立軸巖心鉆機(jī)，如XY8B、XY9型立軸式巖心鉆機(jī)等，但是隨著我國(guó)現(xiàn)代化程度的提高，動(dòng)力頭鉆機(jī)的價(jià)格會(huì)逐漸下降，其相對(duì)立軸式鉆機(jī)的比較優(yōu)勢(shì)會(huì)進(jìn)一步增大，動(dòng)力頭鉆機(jī)適宜的孔深范圍會(huì)越來(lái)越大，所以說(shuō)動(dòng)力頭鉆機(jī)是我國(guó)地質(zhì)巖心鉆機(jī)的發(fā)展方向。泥漿泵通過(guò)泥漿循環(huán)系統(tǒng)輸送鉆探?jīng)_洗液，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑鉆柱、冷卻鉆頭、排除鉆屑、護(hù)壁堵漏、孔底動(dòng)力以及傳遞孔底監(jiān)測(cè)信號(hào)等功能，確保鉆探施工安全、高效。同時(shí)，繩索取心鉆探單回次鉆進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)，沖洗液循環(huán)壓力損失大，其特殊的鉆探工藝對(duì)泥漿泵提出了更加苛刻的技術(shù)要求。以YWB－360/300/250 型泥漿泵(見(jiàn)圖 2)為例，該系列泥漿泵采用了變量泵定量馬達(dá)液壓無(wú)級(jí)驅(qū)動(dòng)，解決了 2000 m 地質(zhì)巖心鉆進(jìn)過(guò)程中，不同鉆進(jìn)方法、不同口徑對(duì)泥漿流量及壓力的要求，達(dá)到為不同孔底動(dòng)力鉆具提供有效的泥漿動(dòng)力的目的。該泥漿泵具有以下主要特點(diǎn)：泥漿泵流量為 95 ～360 L/min、壓力 45 ～15MPa，能夠滿足深孔多工藝鉆進(jìn)的需要； 柱塞外圓面熱噴涂 Ni60 +20% 碳化鎢并經(jīng)磨削拋光，使用壽命增長(zhǎng)；柱塞盤(pán)根選用“壓不垮”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由丁腈橡膠與純芳綸編織密封材料制作并相間排列組合；泥漿泵鉆進(jìn)時(shí)沖次低，壓力小，大大提高了易損件的使用壽命；連桿小頭軸瓦選用銅鋁鐵合金表面滲硅特殊硬化處理；連桿大頭采用自制的帶內(nèi)外瓦并附有保持架的滾針軸承，以滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承，溫升較低；采用雙馬達(dá)串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)泥漿泵，有效降低了功率損耗。鋁合金鉆桿柱的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)要素是鋁鉆桿與鋼接頭的連接問(wèn)題。在深井(尤其是斜井和水平井)鉆進(jìn)條件下，鉆桿柱最容易發(fā)生疲勞破壞。這類鋁鉆桿自 1993 年起已成功用于海洋深水鉆井作業(yè)。鋁合金的密度和彈性模量幾乎是鋼的 1/3，而比強(qiáng)度(斷裂強(qiáng)度極限與密度之比)卻是鋼的 ～2 倍。②鋁合金在腐蝕環(huán)境中的穩(wěn)定性非常好。③鋁合金鉆桿與井壁的磨阻小，可減輕起下鉆的阻卡。所以，鋁合金鉆桿用于 3000m 以深的鉆井最有效。⑤鋁合金鉆桿具有和鎳鈷合金相似的無(wú)磁特性，方便隨鉆測(cè)量?jī)x器的使用。鋁合金鉆桿內(nèi)泥漿的流動(dòng)阻力小，可提高鉆頭的水功率。而處理鋁合金鉆桿事故時(shí)，用一般牙輪鉆頭就可對(duì)井下鋁合金鉆具掃孔。如果鉆頭壽命不能保證實(shí)現(xiàn)較大的提鉆間隔，繩索取心鉆進(jìn)的優(yōu)越性就蕩然無(wú)存，盡可能提高鉆頭壽命、減少提鉆次數(shù)是提高繩索取心鉆探效率的關(guān)鍵因素。⑵壓力控制精度降低： 由于孔深加大，鉆孔也必然存在不同程度的彎曲，導(dǎo)致鉆桿柱在回轉(zhuǎn)中與孔壁的接觸面積大幅度增加而消耗一定的鉆壓，同時(shí)還因無(wú)法有效判別壓力的準(zhǔn)確分解而導(dǎo)致鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)中的壓力參數(shù)控制難度加大，使得金剛石鉆頭工況的隨意性更加突出，金剛石壽命難以在正常標(biāo)定的工況下工作。⑷深孔鉆進(jìn)，起下鉆作業(yè)時(shí)間更多，鉆頭壽命對(duì)生產(chǎn)效率的影響相對(duì)淺孔來(lái)說(shuō)更加明顯，因此對(duì)鉆頭長(zhǎng)壽命的要求更加嚴(yán)格。⑵加強(qiáng)保徑和合理增加保徑規(guī)高度。⑶聚晶金剛石鉆頭有利于提高鉆頭壽了提高深孔孕鑲金剛石的壽命。選擇低磨耗比聚晶并合理控制數(shù)量，將會(huì)在保持鋒利度基礎(chǔ)上有效提高鉆頭的使用壽命。有序排列金剛石鉆頭具有時(shí)間等效自銳性，鉆進(jìn)效率高，出刃大，工作壽命長(zhǎng)，適用于制造深孔鉆進(jìn)厚壁繩索取芯鉆頭，地層適應(yīng)性也得以增強(qiáng)（圖4右）。圖4 高工作層鉆頭（左）、提高規(guī)徑刃高度及加強(qiáng)保徑鉆頭（中）及有序排列鉆頭唇面（右）繩索取芯鉆進(jìn)是一種先進(jìn)的巖芯鉆探工藝。當(dāng)回次進(jìn)尺終了，巖芯裝滿取芯管時(shí)，采用帶繩索的打撈器，從鉆桿中把取芯管提出，提取巖芯后，又從鉆桿中把取芯管放到孔底，繼續(xù)鉆進(jìn)。繩索取芯裝置主要由雙管部分、打撈機(jī)構(gòu)、彈卡機(jī)構(gòu)、懸掛機(jī)構(gòu)、到位報(bào)信機(jī)構(gòu)、巖芯滿管或堵塞報(bào)信機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)、單動(dòng)機(jī)構(gòu)、容納與卡取巖芯機(jī)構(gòu)、扶正機(jī)構(gòu)、打撈器部分、打撈機(jī)構(gòu)、繩卡機(jī)構(gòu)、送入機(jī)構(gòu)、安全脫卡機(jī)構(gòu)等典型部件組成。其主要規(guī)格見(jiàn)表3。除部分煤田和沉積巖復(fù)雜地層外，繩索取心鉆探技術(shù)已經(jīng)在深孔固體礦產(chǎn)資源勘查施工中得到普及。繩索鉆桿的優(yōu)化研究應(yīng)成為長(zhǎng)期和重要的技術(shù)工作方向，繩索鉆桿承受著地面鉆機(jī)傳遞的回轉(zhuǎn)扭矩和自身重量產(chǎn)生的拉力，同時(shí)是輸送高壓沖洗介質(zhì)、撈取巖礦心和投放內(nèi)管總成的通道，具有薄壁和基本內(nèi)平的特點(diǎn)。繩索鉆桿的優(yōu)化研究應(yīng)作為最重要的技術(shù)，選用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)合金管材，優(yōu)化設(shè)計(jì)螺紋類型，重視鉆桿和接頭螺紋副的加工、熱處理和表面處理工藝；設(shè)計(jì)合理的到位報(bào)信、堵塞報(bào)信機(jī)構(gòu)和打撈投放裝置，提高深孔、特深孔鉆進(jìn)或特殊鉆探施工用繩索取心鉆具可靠性。有序淘汰成分組配不合理、有害元素較高、熱加工性能較差的部分地質(zhì)管材，逐步向與高性能石油鉆井管材(材質(zhì))靠攏。液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)（又稱液動(dòng)潛孔錘鉆探或液動(dòng)沖擊器鉆探技術(shù)）： 它是利用泥漿泵輸出的高壓沖洗液作為動(dòng)力傳輸介質(zhì)，驅(qū)動(dòng)處于井下鉆具組合中液動(dòng)潛孔錘內(nèi)的沖錘產(chǎn)生一定頻率和沖擊能的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)碎巖鉆頭施加沖擊載荷，以提高鉆進(jìn)效率的工藝技術(shù)方法。使用液動(dòng)潛孔錘進(jìn)行鉆探施工，具有不需增加其它設(shè)備、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣、鉆進(jìn)效率高、鉆進(jìn)質(zhì)量好的特點(diǎn)。與常規(guī)的回轉(zhuǎn)巖心鉆進(jìn)相比，液動(dòng)錘鉆進(jìn)有以下特點(diǎn)： ⑴可充分利用現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)設(shè)備，配套方便投資少。在可鉆性6～7 級(jí)的巖石中鉆速可提高 15～70 %，在致密“打滑”巖層可成倍地提高效率。它較好地利用了堅(jiān)硬巖石脆性大而抗剪切強(qiáng)度低不耐沖擊的弱點(diǎn)，是解決堅(jiān)硬巖層有效的鉆探技術(shù)。⑷在大部分易斜地層中可減小鉆孔彎曲程度，提高鉆孔質(zhì)量?？晒?jié)約生產(chǎn)費(fèi)用15～20 % 液動(dòng)錘的研究開(kāi)發(fā)以廊坊勘探所最為成功，目前已成功地研究開(kāi)發(fā)出YZ正作用、YS雙作用、YQ復(fù)合式、SSC繩索取心等液動(dòng)錘系列產(chǎn)品，并且已達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。圖5 SYZX系列繩索取心液動(dòng)潛孔錘目前液動(dòng)錘在以下方面具有突出的優(yōu)勢(shì)：(1)液動(dòng)潛孔錘的使用孔深已達(dá)5000m，繩索取心液動(dòng)錘使用孔深已達(dá)1648m；(2)堅(jiān)硬、致密“打滑，尤其是脆性地層使用液動(dòng)錘可大幅度提高鉆進(jìn)效率；(3)使用液動(dòng)錘可有效提高回次長(zhǎng)度(過(guò)于破