爆炸取心器的结构和工作原理

  取心方法有传统的岩心管法和绳索取心法。在大口径水文地质勘探和水井工程中，多数采用传统的岩心管法取心c显然，这种方法增加了起下钻等辅助时间和工人的劳动强度，从而降低了钻探效率，提高了成本。为此，笔者结合河南省第三水文地质工程地质队的实际情况，经过近2个月的试验，设计出一种结构简单、使用方便的钻孔“爆炸取心器”。

  结构
  取心器由雷管室、炸药室、弹膛和弹头组成。
  此种结构型式是在39次试验基础上进行9次改进后设计而成的，并在实际工作中取得了令人满意的效果。

  工作原理
  把一支电雷管插入雷管室，弹头放人弹膛内。然后把整个取心装置下入孔内预定位置，通220 V交流电压或24 V电瓶直流电压，引爆雷管，弹膛内的弹头在瞬间冲击波作用下射人孔壁内。弹头底端有一直径为4mm的小孔，穿一直径为2.8 mm的钢丝绳与取心器导正架连接在一起。最后通过人工或机械将其拉至地面，即达到取心的目的。在实际工作中，应针对具体情况进行取心或补心。如在水文地质勘探或其他岩心钻探中，进行补心时，可在导正架上焊l～2个取心器，下入需要补心的位置，即可把所需岩心或煤心补取上来。在大口径水文地质或水井工程钻进时，为了提高钻进效率，可先全面钻进，终孔后，根据地质要求，采用导正架串联5～10个可移动取心器，进行不同深度的取心工作。
  当地层较硬时，可加入不多于2g的火药，密封后取心。

  取心弹头
  弹头改进了6次，通过多次不同条件下的取心试验发现：取心是否成功，关键在于弹头  的结构和尺寸。前5次的设计弹头，在没有水或泥浆的情况下，效果很好，但是遇水或泥浆后，岩心不易取上。
  原因是：①弹头内径与弹头取心有效长度之比不合理；
  ②弹头射入孔壁时，弹头内的泥浆排不彻底；
  ③弹头内平滑，阻力小，岩心卡取不住。
  此弹头有排浆空间（排浆空间体积、弹头取心体积，以便排浆彻底，取心容易），并且弹头有—定的内  锥度。经试验，效果良好。
  取心器适用范围
  该取心器适用于第四纪的黏土类砂砾类、煤田地质勘探中较软的地层和塑性较好的硬地层。它可以结合目前的一技术手段。如物探、捞样等，进行地层岩性描述，可广泛应用于水文地质、冶金地质、煤田和水井工程等领域。

  结论
  该取心器结构简单，取心准确，效率高，成本低，大大降低了工人劳动强度，提高了钻进效率。经过实践，得出以下几点认识：
  (l）取心器的关键是弹头结构和尺寸合理。
  (2）在较软地层，仅需一只电雷管。
  (3）药量应控制在l～2 9。
  (4）引爆电源用220 V交流电压或24 V电瓶直流电压。
  (s）孔内液柱压力的变化对取心效果影响不大。
  (6）操作时，取心器未下人孔内之前，不准把雷管两根脚线分开，避免将雷管与电焊同时操作。
  (7）该取心器适用于孔径大于或等于130mm的软、较软或塑性好的地层。
  (8）今后设计加工，把弹头分成底座（承受冲击波）和弹体（取心部分）两部分，二者之间通过螺纹联接，取心后再拧开，便于取圆柱状岩心。