本鉆具直接應用于工程地質勘察鉆探流砂層鉆進領域。

現有的投彈子取芯法，無泵鉆進取芯法應用于水文地質鉆進流砂層的取芯取樣工作。其鉆探工藝是沖洗液反循環回轉鉆進，要求鉆具的球閥部位干凈，靈活好用，一般性機械加工就可以制造。見《水文地質鉆探知識》第四章111-112頁。

以上兩種鉆具如果應用于工程地質鉆探工作其缺點是：只能作為提高巖芯采取率的措施不能直接用于鉆進成孔，而新發明的鉆具不需安泥漿泵進行沖洗液循環，就能應用工程地質鉆探成孔工作。（見附圖1結構圖）。

發明無泵工程地質鉆具的原理，使用方法，說明該發明的理由：

由于螺旋領進并切削破碎巖土，致使孔底泥砂充滿三翼肋骨鉆頭底腔，進尺開始緩慢，這時向上提升鉆具螺旋鉆頭已旋入土層，對上部相對形成一個相當的拉力，因而鉆桿帶動活塞順利上行，因真空作用球閥自動打開，取粉管內的水便流進全缸套，從而使孔內產生壓力差，孔內泥漿通過三翼肋骨鉆頭水口攜帶泥砂流進取粉管。而后下放鉆具，由于鉆具的自量作用，活塞順利下行，在活塞下行的一瞬間，球閥自動關閉，避免了取粉管內的泥砂再次流入或墮入孔內，螺旋鉆頭重新切入巖土，切削和破碎巖土。

在鉆進過程中，螺旋鉆頭切削破碎的巖土一部分流入巖芯管，另一部分巖土被鉆頭擠入孔壁，使孔壁更趨于密實、穩定狀態，依靠鉆具在孔底的機械回轉運動和離心抽吸作用，砂粒土中所含的粘粉成分從砂粒中分離出來，與孔內其它粘土顆粒共同作用，經攪拌而成了自造泥漿，從而達到了保護孔壁的目的和要求。見附圖（2）、（3）。

此鉆具結構簡單，使用方便，一般工程地質鉆探熟練技術工人都可掌握操作。

鉆進砂流層時，將此鉆具隨鉆桿下入孔底，開始回轉鉆進當進尺30-50毫米或發現不進尺時，應及時操作升降機提動鉆具，提動的有效高度一般為20-30毫米，每分鐘提動次數為5-15次。

根據勘察綱要確定每個回次進尺，此鉆具最大回次進尺應控制在1.5米以內（扣除N63.5標貫測試深度0.45米，實際進尺1.05米符合規范要求）。

回次結束前，應連續提動鉆具，以排除孔底殘留巖粉，回次結束后，將鉆具從取粉管上端卸開，鉆具倒置，即可進行倒砂鑒別巖土樣，而后檢查鉆具，繼續鉆進。

必須保證球閥、活塞部位的干凈、靈活好用。遇粘性土夾層或換層不進尺時，應起鉆查明孔內情況后，再行鉆行。鉆進承壓水層時，應配制一定比例的碳酸鈉粘土泥漿倒入孔內，輔助進行護孔。使孔內泥漿高度高于初見水位高度，防止孔內涌砂和翻砂。下鉆遇阻時，不可硬墩，以防墩壞鉆具。

發明的該鉆具在地質鉆探工作中屬于反循環鉆進，與其它已有的同類型反循環鉆具有著共同之處，更存在著實質的區別，共同之處是同樣利用了反循環的道理，實質區別是：

已有并使用的反循環無泵鉆具在流砂層鉆進工作中不能完全離開泥漿工作，必須依靠泥漿進行沖孔，投送鋼球，和向鉆桿內輸送泥漿壓力，而新發明的鉆具是在徹底離開了泥漿泵的情況下，鉆進工作的;再如：已有的鉆具在提取巖芯時，必須用泥漿泵送水頂出，而新發明的鉆具卸開后，倒置即可倒砂。

已有的鉆具在鉆進工作中必須具備足夠的鉆壓和一定的鉆具重量，這兩個條件新發明的鉆具不需要就可以工作。

已有鉆具在鉆進工作中，提動鉆具時實際對孔底進行了抽搗和沖擊作用，在一定的范圍內破壞了原狀土的結構，造成了人為的原位測試數據的誤差，如：《巖土工程勘察規范》（試行初稿）第8、5、6條第二款規定：如果采用沖洗、沖擊、振動等方法鉆進，至少應在預計取樣位置以上1.0m開始改用回轉方式鉆進至取樣位置，而新發明的鉆具在整個鉆進過程中，采用的是螺旋鉆頭回轉鉆進，完全符合了規范的要求，因而可以結論：已有的鉆具是針對水文地質和鉆探設計的，它適用于水文地質鉆探規程，不適用于工程地質勘察鉆探的規程，而新發明的鉆具是針對工程地質工程鉆機設計的，它的鉆進方法和鉆進的功能富有新的創造性，是符合工程地質鉆探規程的，所以將它定名為：一種無泵式工程地質鉆具。

新發明的鉆具和已有的鉆具所采用的反循環方法不同：已有的鉆具采用球閥密封，鉆具對孔底進行抽吸;而所發明的鉆具則是，螺旋向下領進切入土層，活塞上提升成抽吸，球閥只起到了中間過渡作用。

已有的鉆具的鉆進工作屬于孔底環狀，分段取芯鉆進，而新發明的鉆具屬于孔底全面鉆進，鉆孔全取鑒別樣鉆進。

該鉆具必須進行多次的反復試驗，沒有多次的成功資料是不能納入規范的。

說明該發明成立的事例如：