专利名称：碾压混凝土钻孔取芯工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碾压混凝土钻孔取芯工艺。为综合评价水电站坝体Rcc碾压混凝土的质量，将取长芯(单根长度≥6m)作为评定混凝土质量的手段之一。
背景技术：
目前，钻孔取芯技术被广泛应用于地质勘探、工程勘查、建筑安装及工程质检等行业和部门，为综合评价水电站坝体Rcc碾压混凝土的质量，需要对混凝土取芯来评定混凝土的质量，而在现有技术中，一般采用常规钻探工艺，单根岩芯长度一般不超过2.5m。由于现有的取芯技术其长度受到限制，能够检测到的岩芯的深度不够，已经无法满足人们对工程质量的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种取芯长度超过6米、能够降低成本、提高功效的碾压混凝土钻孔取芯工艺。
本发明所采用的技术方案是一种碾压混凝土钻孔取芯工艺，其步骤包括a、选择并安装好钻机与钻塔；b、采用单管钻具进行混凝土钻进；c、拔出单管钻具，并换上取芯钻头下入孔内，当取芯钻头到达孔的底部后，利用千斤顶拔断混凝土芯；d、开始取芯，将混凝土芯吊离孔口，并将带混凝土的岩心管放倒；e、将混凝土芯从岩芯管中退出；其特征是所述单管钻具由多根长度0.25m～4m不等、两端螺纹同心度较高的短岩芯管对接而成，总长为8m～10m，钻具累计直线度偏差不超过5mm，并在两钻杆柱中间增设外径与钻具同径的单动扶正器；钻具取芯后，吊离孔口前，增设一安装抗弯装置的工序；钻具起钻后，增设一安装退芯装置的工序，其步骤为拆开钻具上部接头长度为20～30cm、外径略小于岩芯管内径的橡皮活塞放在混凝土芯上部的岩芯管内，再装上接头与胶管接头，利用水泵与液压传动的平稳性以30cm/min的速度将混凝土芯缓慢压出岩芯管。
所述抗弯装置为两根长5-6m的槽钢，对称布置在岩芯管弯矩最大的部位，每隔0.5m用螺杆对夹锁紧。
本发明的有益效果是由于在两钻杆柱中间增设单动扶正器，减小了钻杆柱与孔壁的摩擦力以及钻杆柱回转时产生的离心力，有效地防止了在钻进过程中，混凝土芯的机械破损；增设的装抗弯装置可以防止由于岩芯管弯曲而折断混凝土芯；退芯装置的安装可以有效地防止混凝土芯在退芯过程中的机械破损。采用本发明工艺后单根岩芯长度超过6米，最长超过10米，取得了较好的经济效益。
图1是本发明安装钻机与钻塔工艺的示意图。
图2是本发明混凝土钻进工艺示意图。
图3是本发明岩心管加长工艺示意图。
图4是本发明将加长后的岩心管下入孔内的工艺示意图。
图5是图4中岩心管继续钻进的工艺。
图6是本发明岩心管继续加长并钻进的工艺。
图7是本发明起吊岩心管的工艺。
图8是本发明岩心管吊离孔外的示意图。
图9是本发明换上取芯钻头并下入孔内的工艺。
图10是本发明千斤顶拔断混凝土芯的工艺。
图11是本发明混凝土芯吊出孔外的工艺。
图12是本发明放倒带混凝土芯的岩芯管的工艺。
图13是本发明退芯工艺。
图14是本发明岩芯管的放大图。
具体实施例方式
如图1至图13所示，本实施例由下列步骤实现
a、选择并安装好钻机8与钻塔9本实施例中，选择常规钻探用的SGZ-IIIA型钻机与SGZ-3250泵与普通三脚钻塔，钻塔主要用于起下钻具和配合卡拔混凝土芯3，采用吊机起吊与放置岩芯管5，以满足起吊长芯以及平稳的要求。
b、采用单管钻具11进行混凝土钻进根据取芯要求，本例采用150mm单管钻具取芯，钻具总长为10m；因钻进工艺所需，单管钻具11由四根长2.5m、两端螺纹同心度较高的短岩芯管10组成，钻具累计直线度偏差不超过5mm。同时，在两钻杆柱中间增设外径与钻具同径的单动扶正器，单动扶正器主要有转轴、滚动轴承与导向扶正环等组成(单动扶正器也叫“一种用于倒垂孔施工的防斜器具”，申请人已在2005年9月6日申请了实用新型专利，申请号为200520014720.X)。当转轴随钻杆柱回转并传递扭矩时，导向扶正环不转或微转。扶正器的设置减小了钻杆柱与孔壁的摩擦力以及钻杆柱回转时产生的离心力，从而减小了振动与扭矩传递的损失，有效地防止在钻进过程中，混凝土芯3的机械破损。
c、拔出单管钻具11，并换上取芯钻头1下入孔内，当取芯钻头1到达孔的底部后，卡簧2向取芯钻头1的顶部移动，将混凝土芯3夹住，然后利用千斤顶4拔断混凝土芯。
d、开始取芯，由于岩芯管5较长，加上混凝土芯3质量较大，钻具从离开孔口到平放的这一过程，岩芯管5会产生弯曲变形。为加强钻具的刚度，防止由于岩芯管5弯曲而折断混凝土芯3，以两根长4m的14#槽钢，对称布置在岩芯管5弯矩最大的部位，每隔0.5m用螺杆对夹锁紧，然后将混凝土芯3吊离孔口，并将带混凝土的岩芯管5放倒，平放在垫土6上。
e、最后将混凝土芯3从岩芯管5中退出在钻具起钻后，拆开钻具上部接头长度为20～30cm、外径略小于岩芯管5内径的橡皮活塞放在混凝土芯3上部的岩芯管5内，再装上接头与胶管接头，利用水泵与液压传动的平稳性以30cm/min的速度将混凝土芯3缓慢压出岩芯管5，这有效地防止混凝土芯3在退芯过程中的机械破损，退出的混凝土芯3堆放在槽钢7上。
权利要求
1.碾压混凝土钻孔取芯工艺，它包括以下步骤a、选择并安装好钻机(8)与钻塔(9)；b、采用单管钻具(11)进行混凝土钻进；c、拔出单管钻具，并换上取芯钻头(1)下入孔内，当取芯钻头到达孔的底部后，利用千斤顶(4)拔断混凝土芯(3)；d、开始取芯，将混凝土芯(3)吊离孔口，并将带混凝土的岩心管(5)放倒；e、将混凝土芯(3)从岩芯管(5)中退出；其特征在于所述单管钻具(11)由多根长度0.25m～4m不等、两端螺纹同心度较高的短岩芯管(10)对接而成，总长为8m～10m，钻具累计直线度偏差不超过5mm，并在两钻杆柱中间增设外径与钻具同径的单动扶正器；钻具取芯后，吊离孔口前，增设一安装抗弯装置的工序；钻具起钻后，增设一安装退芯装置的工序，其步骤为拆开钻具上部接头长度为20～30cm、外径略小于岩芯管内径的橡皮活塞放在混凝土芯上部的岩芯管内，再装上接头与胶管接头，利用水泵与液压传动的平稳性以30cm/min的速度将混凝土芯(3)缓慢压出岩芯管(5)。
2.根据权利要求1所述的碾压混凝土钻孔取芯工艺，其特征在于所述抗弯装置为两根长5～6m的槽钢，对称布置在岩芯管(5)弯矩最大的部位，每隔0.5m用螺杆对夹锁紧。
全文摘要
本发明涉及一种碾压混凝土钻孔取芯工艺。所要解决的技术问题是提供一种取芯长度超过6米、低成本、高功效的取芯工艺。技术方案是单管钻具由多根长度0.25m～4m不等、两端螺纹同心度较高的短岩芯管对接而成，总长为8m～10m，钻具累计直线度偏差不超过5mm，并在两钻杆柱中间增设外径与钻具同径的单动扶正器；钻具取芯后，吊离孔口前，增设抗弯装置；钻具起钻后，增设退芯装置，其步骤为拆开钻具上部接头长度为20～30cm、外径略小于岩芯管内径的橡皮活塞放在混凝土芯上部的岩芯管内，装上接头与胶管接头，利用水泵与液压传动的平稳性以30cm/min的速度将混凝土芯缓慢压出岩芯管。本发明应用于地质勘探、工程勘查等。
文档编号G01N1/08GK1804622SQ20051006218
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月23日 优先权日2005年12月23日
发明者兰自营, 马继, 吉泽英, 蔡孝光, 郑志强, 李南吉, 徐金兰, 黄明福 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院, 福建华东岩土工程有限公司