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单层岩心管钻具卡心方法-工程钻探与取样技术

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)卡簧卡取法卡簧卡取法在金刚石单、双岩心管钻进中应用较普遍,适用于硬或中硬、较完整、直径较均匀的岩(矿)心,其使用方法及注意事项如下:卡簧材质及结构。单层岩心管钻具卡簧结构参数见表11-1。为了减少残留岩心,设计卡簧安放位置应尽量靠近钻头底部。

单层岩心管钻具卡心方法-工程钻探与取样技术

1)卡料卡取法

卡料卡取法适用于合金钻进,一般是在中硬以上、完整、致密的岩矿层中采用。卡料可采用碎石、石英砂砾、铁丝等材料。卡取岩心的操作方法及注意事项如下:

(1)卡料的规格和投入量。

碎石应选用较硬的岩石如石英岩,敲成圆粒,直径2~5mm,投入量由岩(矿)心直径的大小、长度决定,40~100粒。铁丝一般采用8号或10号,长度为岩心管直径的1.5~3倍,以单股和双股、三股拧成麻花状做成3种不同直径规格,卡料直径3~10mm,视岩心直径与钻头钢体内径之间的间隙大小适当确定混配直径规格与比率,不同直径卡料的总投入量一般为8~15股。

(2)卡料的投入方法。

投卡料时应先将钻具提离孔底0.07~0.10m,将卡料根据粒度或粗细的不同,按先小后大的顺序逐个投入,并用铁锤适当敲打孔口钻杆。卡料投完后,开泵冲送,泵量可由小逐渐增大。泵送一定时间后,将钻具慢慢放至孔底,观察水泵压力变化情况,如果泵压增高,并有憋水现象,说明卡料已到孔底,此时停泵回转数圈,上提钻具0.20~0.30m,再放至孔底,如果在下放过程中没有阻滞的现象,说明卡取成功,便可提钻。

2)卡簧卡取法

卡簧卡取法在金刚石单、双岩心管钻进中应用较普遍,适用于硬或中硬、较完整、直径较均匀的岩(矿)心,其使用方法及注意事项如下:

(1)卡簧材质及结构。

卡簧一般是用弹簧钢65Mn或调质钢40Cr加工,硬度为HRC45~50。目前常用的卡簧有内槽式、外槽式和切槽式等,如图11-1所示。单层岩心管钻具卡簧结构参数见表11-1。

图11-1 岩心卡簧的类型

(a)内槽式;(b)外槽式;(c)切槽式(www.xing528.com)

表11-1 单管钻具卡簧结构参数(内槽式)

注:表中数据引自《地质岩心钻探钻具》,上标*数据引自旧标准和部分厂家产品。

(2)卡簧与卡簧座、岩(矿)心之间的间隙配合。

卡簧与卡簧座的锥度要一致,卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3mm左右,现场应用对同一规格钻头一般按0.3mm级差匹配3种。在不更换钻头时,检查卡簧自由内径是否合适的简单方法是将卡簧套在岩心上,卡簧对岩心既有一定的抱紧力,又能在岩心上被轻轻推动即为合格,推动费力则为过小,停留不住则为过大。

(3)卡簧安放及钻进。

为了减少残留岩心,设计卡簧安放位置应尽量靠近钻头底部。正常钻进时,不能任意提动钻具,否则会在钻进中途提断岩心,造成岩心堵塞。

3)干钻卡取法

干钻卡取法无须投入卡料,利用某些岩矿层破碎易堵的特点达到取心的目的。回次终了停泵,继续加压钻进20~30cm,利用没有排除的岩粉挤塞卡紧岩(矿)心。该方法一般是在硬质合金钻进松散、软质和塑性岩矿层时,用卡料和卡簧卡不住岩心时采用。干钻取心法容易造成孔内卡钻或烧钻,因此,干钻时间和进尺不宜过长。使用活动分水投球钻具,可以使干钻取心获得更好的效果。

4)沉淀卡取法

沉淀卡取法是一种以岩屑为卡料挤塞卡取岩心的方法,多用于反循环钻进。回次钻进终了时,停止冲洗液循环,利用岩心管内的岩粉沉淀作为卡料挤塞卡住岩心。此法适用于松软、脆、碎岩矿层。使用中要注意岩粉沉淀时间,通常取10~20min,沉淀法常与干钻法结合使用。

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