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钻探取心方法及适应地层

发布时间:2024-04-07

钻探取心方法及适应地层





为了反映地质因素对岩矿心的形成和保全的影响,选择与之相适应的技术和工艺措施来提高岩矿心采取质量,根据取心难易程度的不同,大致可以将常见的岩矿层分为7类:



具体分类情况



1.完整、致密、少裂隙的岩矿层

这类岩矿层可钻性为4~12级。钻进时经得起振动,不易断裂破碎,耐磨性强,不怕冲刷,取心容易,采取率高,取出的岩心完整,代表性强。一般用单层岩心管正循环洗孔取心。


2.节理、片理裂隙发育,硬或中硬,性脆易碎的岩矿层

这类岩矿层可钻性为4~9级。钻进时若受钻具回转振动和冲洗液冲刷,则易破坏成碎块和细粒,相互磨损,导致岩矿心材料流失,物质成分可能贫化、富集或污染。采集较完整的岩矿心困难,卡取也不容易。一般采用喷射反循环钻具和单动双管钻具心。对于可钻性级别低的岩矿层,有时还要采用无泵钻具和双动双管钻具。


3.软硬不均,夹石、夹层多,层次变化频繁,性质不稳定的岩矿层

这类岩矿层如薄煤层、氧化矿等。围岩与矿层,岩层与岩层之间可钻性级别相差悬殊。钻进中很易破碎和磨损,软弱部分粘结性差,怕冲刷,煤层还怕烧灼变质。一般采用隔水单动双管,爪簧式单动双管和双动双管钻具取心。


4.软,松散,破碎,胶结性差的岩矿层

这类岩矿层可钻性为l~4级。松散易塌,胶结不良,钻进中易被冲蚀,岩矿心呈细粒、粉末状,也易烧灼变质。一般采用内管超前式单动双管,带半合管的单动双管取心。孔浅时可采用无泵钻具保证取心质量。


5.易被冲洗液溶蚀和溶化的岩矿层

这类岩矿层如岩盐、冻土等,可钻性为2~4级。由于其可溶性,岩矿心常溶蚀成蜂窝状或完全解体,取不上岩心。因此要根据不同的盐类矿层采用饱和盐溶液作冲洗液,或选用无泵钻具,双管黄油护心钻进,在缺水干旱地区或冻土层也可用空气洗孔钻进。


6.怕污染的岩矿层

这类岩矿层如滑石型砂、石墨矿等,钻进时岩屑或泥浆中的粘土颗粒混入矿心,会改变矿石的品位和成分。为防止污染可采用活塞式单动双管取心。地层完整时可用清水作冲洗液。在缺水地区也可用空气洗孔钻进。



7.淤泥和流砂类岩矿层

对于这类岩矿层,用一般取心工具很难取上岩心。需用采用花篮式或活阀式取样器或局部孔底反循环钻具。双层岩心管钻具结构型式示意图

(a)—孔底正冲洗式单动双管钻具(冲洗液出口高于岩心卡簧)

1—钻头;2—岩心卡簧;3—内管;4—单动装置;5—扩孔器
(b)—孔底正反冲洗式单动双管钻具(冲洗液出口低于岩心卡簧)
1—钻头;2—岩心卡簧;3—内管
(c)—冲洗液底泄式单动双管钻具
1—钻头;2—岩心卡簧;3—卡簧座
(d)—内管超前压入式单动双管钻具
1—外管钻头;2—外管;3—内管;4—内管钻头(压筒)5—带单流阀的内管接头;6—摩擦离合器;
7—压缩弹簧;8—单动装置;9—异径接头
(e)—内管超前击入式单动双管钻具;10—振击器;11—下牙嵌;12—上牙嵌




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