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浅谈地质勘探中岩矿芯的采取
摘要:在钻探工作中,不仅要求钻探效率,而且也必须重视采芯质量,力求取出的岩矿芯能最大限度地保持其原生结构和含矿的晶级。本文首先介绍了地质勘探中对岩矿芯质量的要求,然后介绍了影响岩矿芯采取的一些因素,最工艺技术的特点,找出一定的规律和相应的措施。
1、地质因素
影响岩矿芯采取的地质因素主要有岩石的强度,硬度,完整度、胶结性,研磨性和易溶度等。钻进坚硬,致密,完整的岩矿时,岩矿芯不怕冲刷,不怕钻具振动。取出的岩矿,占完整能保持其原生结构,而且采芯率也高,钻进松散、破碎、节理发育的岩矿时,取出的岩矿芯多呈粒状,块状和粉状。不仅原生结构遭到破坏,而且岩矿,占的采取率也低,甚至取不上岩矿芯,钻进研磨性强的地层时,切削具易磨钝,钻进效率低,回次时间长,岩矿芯受外力作用时间也长,因而增加了岩矿芯振动破坏的可能性,也影响到岩矿芯采取的品级和采取率。
2、工艺技术因素
工艺技术因素主要是未能根据不同的地层条件合理地选择钻进方法、钻进规程参数,取芯钻具及冲洗液类型,因而影响到岩矿芯的采取品级和采取率。
3、岩矿芯取芯难易程度对岩矿层的分类
从取芯难易程度对岩矿层进行分类的目的,是试图根据岩矿层不同的物理力学性质。不同的岩矿层组成及组织结构等特性,研究相应的基本符合实际情况的取芯方法和工具,从而力求使取芯数量和质量上能满足地质要求。根据我国目前钻探工作所遇到的岩矿层,可大致分为五类。分类提出了较为合理的取芯方法和工具。
在第一类岩矿层中钻进,采用一般的单管硬质合金、钢粒、金刚石钻进,用卡料或卡簧取芯都能达到圆满的效果。因此,保证岩矿层采取质量问题是要在二。三、四、五类岩矿层中,针对各类难取特性,采用适宜的专门取芯工具和方法,以达到对取芯质量的要求。
三、提高岩矿芯采取质量的钻进方法及工具
1、双层岩芯管取芯钻进方法
具有内外两层岩芯管的钻具称为双层岩钻具。双层岩芯管钻具是目前提高岩矿芯采取率和采取品质的重要工具,在复杂地层和金刚石钻进中应用较为普遍。双层岩芯管钻具种类较多,但基本上可分为双动双管钻具和单动双管钻具两类。双动双管钻具双动双管钻具是在钻进过程中,内岩芯管和外岩芯管部同时转动的钻具。―般用于钻进松散、易坍塌和怕冲刷的岩矿层。钻进时冲洗液由内外管之间的环状间隙进入,然后由外管与孔壁之间的环状间隙返出,因而避免了冲洗液对岩矿芯的直接冲刷,同时球阀3隔离了钻杆内冲洗液液柱的压力,对岩矿互相挤压和磨损的影响。因此,能够保证足够的岩矿芯采取率。双动双管一般都带有两个钻头,内钻头和外钻头。为了保护岩矿芯不被冲洗液冲刷,内钻头大都采用超前式。根据钻进的岩矿种不同,内钻头的超前距离也不一样,一般为30~50mm。岩层越松散、胶结性越差,超前距离就越大。
2、单动双管钻具
在钻进过程中,外管转动而内管不转动的双管钻具称为单动双管钻具。采用单动双管钻具可避免因钻具转动而产生的振动所造成岩矿芯的机械破碎。因而取芯质量较高。在金刚石钻进和硬合金在矿层钻进时较为普遍采用。异径接头的外扣,连接带有钻头和扩孔器的外管。中部内扣,连接心轴。内管连同其下部的卡簧提断器悬挂在心轴的轴承上。钻进时,外管随异径接头回转,内管不转,冲洗液通过异径接头上的六个斜开水孔,流