反循環(huán)連續(xù)取心（樣）鉆進(jìn)機(jī)理研究及鉆頭研制

該研究針對(duì)野外生產(chǎn)試驗(yàn)中的問(wèn)題，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了以APPLE－Ⅱ型微型電子計(jì)算機(jī)／5型空壓機(jī)、LWQ－50型氣體渦輪流量送變器、瞬態(tài)波形存貯器、頻率儀和及巖心容納器、透明有機(jī)玻璃管構(gòu)成的FM－40型反循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用巖心上返速度與風(fēng)速之關(guān)系。噴射負(fù)壓與噴射速率之關(guān)系，噴射角度對(duì)規(guī)律，摸索了有關(guān)反循環(huán)連續(xù)取心（樣）鉆探技術(shù)參數(shù)，對(duì)貫通式潛孔以及實(shí)際應(yīng)用都起了重要指導(dǎo)作用。 2100433B

本成果包括3項(xiàng)專題成果，即：1、貫通式潛孔沖擊器；2、反循環(huán)連續(xù)取心（樣）專用柱齒鉆頭的研制；3、反循環(huán)連續(xù)取心（樣）鉆進(jìn)機(jī)理及工藝方法的研究。 貫通式潛孔沖擊器為無(wú)閥型，其工作原理是靠活塞相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械地自行啟閉進(jìn)氣口與排氣口而實(shí)現(xiàn)配氣。 貫通式潛孔錘與雙壁鉆桿實(shí)行反循環(huán)連續(xù)取心（樣）鉆進(jìn)，主要是利用潛孔錘破巖效率高，反循環(huán)系統(tǒng)洗井介質(zhì)上返流速高，攜帶能力強(qiáng)可及時(shí)排除巖碴（或巖心），用雙壁鉆桿輸送壓縮空氣和護(hù)壁，能有效地使碎巖鉆進(jìn)、提取巖心（樣）和洗井護(hù)壁三者形成連續(xù)的鉆探系統(tǒng)。 為研究反循環(huán)連續(xù)取心（樣）鉆機(jī)理，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了FM－40型反循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用以研究觀測(cè)巖心上返速度與風(fēng)速的關(guān)系，噴射負(fù)壓與噴射速度的關(guān)系，噴射角度對(duì)負(fù)壓的影響等規(guī)律，摸索有關(guān)反循環(huán)連續(xù)取心（樣）技術(shù)參數(shù)，對(duì)貫通式潛孔錘和鉆頭設(shè)計(jì)以及今后的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。 這套鉆具可應(yīng)用于水文地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)勘探、鉆鑿水井、工程鉆孔等方面，尤其在較大口徑的硬巖、卵礫石、破碎漏失等地層中使用效果更佳。

本項(xiàng)目研制了Φ219.1/168.3mm螺紋聯(lián)接雙壁鉆桿、Φ168.3mm內(nèi)平單壁鉆桿、大口徑氣舉反循環(huán)水龍頭、雙壁主動(dòng)鉆桿及反循環(huán)鉆頭等配套器具；針對(duì)大直徑工程井開(kāi)展氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)工藝研究。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于鉆具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特、聯(lián)接螺紋抗扭強(qiáng)度高、氣水龍頭密封效果好、反循環(huán)鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)。該套組合鉆具滿足直徑Φ600～1500mm的大直徑工程井氣舉反循環(huán)鉆井施工。河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)、河南省煤田地質(zhì)局四隊(duì)在平煤集團(tuán)十礦、神火集團(tuán)和成煤礦等地，應(yīng)用該套鉆具及配套器具完成鉆井2口，總進(jìn)尺1127米，累計(jì)產(chǎn)值1460萬(wàn)元。在同等條件下，鉆進(jìn)效率提高了74.3%，鉆井成本及能耗大幅降低，取得了良好的工程效果和經(jīng)濟(jì)效益。 2100433B