钻探作业中的钻杆升降设备及操作方法

定位人员，通过差分GPS及定向仪监视钻探船和钻探点的位置，当钻探船及钻探点的位置稳定10min以上时才通知钻探作业人员开始进行钻探作业。

钻探一般采用回转钻进方法，以便进行地层鉴别和获取岩土样品。回转钻进是指通过机械加压、转动钻具，使孔底钻头在旋转中切入岩土层以达到进尺的目的。回转钻进的主要设备是钻机，动力通过机械传动系统（离合器—变速器—升降机—转盘）和液压传动系统（油箱—油泵—液压操纵阀—压力表—给进油缸）实现钻进。回转钻进时，回转钻机带动钻杆柱转动，钻头切削岩土，实现进尺。整个过程可分为6道基本程序：下钻具、破岩土钻进、冲洗钻孔、加钻杆、取岩土样、提起钻具。完成一次上述过程称为一个回次。

1.下钻具

一般钻具包括钻头、岩芯管、钻杆柱（包括普通钻杆与主动钻杆）等。水上钻探还要配备隔水套管，隔水套管主要用于阻隔水流对钻杆的影响。在下钻具前，要先下放隔水套管，套管要插入底质一定深度（隔水套管自身不再下沉为止），然后用船艏、尾两条钢丝绳固定住套管，最后在套管内下钻具进行钻探作业。为增加传递转矩的能力，主动钻杆多为方形，而普通钻杆多为长短不等的圆管。钻杆的粗细根据所要传递的转矩及输送冲洗液的要求而定。由于钻具长度与质量的限制，上、下钻具需要有钻塔提供支撑，并由升降机提供（绞车、卷扬机）拉力。因此，钻塔和升降机是完成钻杆柱或其他工具（如隔水套管）升降的必需设备。动力机是驱动钻机工作的动力源。下钻具就是利用升降机和钻塔，把组装好的钻具下入钻孔（刚开始钻进时，可能只下入钻头，或者再加一节较短的钻杆）。接上主动钻杆，主动钻杆上面接上水龙头，启动水泵，准备钻进。

2.破岩土钻进

破岩土钻进是最重要的一道工序。钻头是最直接的破岩土工具。回转钻进中使用的取芯钻头主要有合金钻头和金刚石钻头。有效地破碎岩土，还必须给钻头施加一定的压力，从而使钻头能够在转动的同时切入破碎岩土。目前，钻机普遍采用液压加压的方法给钻杆施加压力，再通过钻杆把压力传递给钻头。

3.冲洗钻孔

破碎的岩土粉要及时通过循环流动的液体带出孔外，否则，岩土粉积聚在孔底产生重复破碎，影响钻进效率。常用的冲洗液为特制的泥浆，冲洗液可以携带和排除岩土粉、保护孔壁、冷却钻头、润滑钻具。在冲洗液循环的同时，会在孔壁上形成一层薄薄的泥皮，从而使孔壁保持稳定。(www.xing528.com)

4.加钻杆

主动钻杆几乎完全钻入孔内时，就要再加一根钻杆。加钻杆的过程是先把钻具提起，卡住钻杆柱，卸下主动钻杆，加一根普通钻杆并接在下面的钻具上，再把钻具下入孔内，接上主动钻杆，继续钻进。

5.取岩土样

在钻进过程中，当岩芯管充满岩芯时，需把岩芯管从孔内提出来。取出岩芯管内的岩芯后，接上一根普通钻杆，继续向下钻进。

6.提起钻具

采用常规回转钻进方法取芯时，必须把钻具提出孔外；钻头磨钝难以钻进，需要更换钻头时，也必须把钻具提出孔外。提升钻杆时，先把主动钻杆卸下，然后把钻杆再提升一定高度，卡住钻杆柱，把钻孔孔口以上的钻杆卸下。把钻杆再提升一段高度，再卸下一段钻杆，如此重复，直到把钻杆卸完。在此过程中，要使用提引器、钻杆自由钳、垫叉、钻头夹钳和岩芯管自由钳等工具。