雙動(dòng)雙管取心鉆具雙管鉆具特點(diǎn)和取芯原理

雙動(dòng)雙管取心鉆具雙管鉆具特點(diǎn)

半合管式單動(dòng)雙管鉆具同軸度好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便：半合管是高合金材料熱加工成型，能適應(yīng)各種復(fù)雜地層取芯，巖芯采取率高。

雙動(dòng)雙管取心鉆具雙管取芯原理

鉆進(jìn)時(shí)沖洗液由內(nèi)外管之間的環(huán)狀間隙進(jìn)入，然后由外管與孔壁之間的環(huán)狀間隙返出，從而避免了沖洗液對(duì)巖礦心的直接沖刷；同時(shí)球閥隔離了鉆桿內(nèi)沖洗液液柱的壓力對(duì)巖礦心的擠壓影響。因此，有利于提高巖礦心的采取率。

半合管式單動(dòng)雙管取芯：在鉆進(jìn)過程中，沖洗液沿鉆桿內(nèi)、經(jīng)鉆具內(nèi)外管環(huán)狀間隙返出孔口，不會(huì)沖刷到進(jìn)入內(nèi)管的巖芯，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單動(dòng)(外管轉(zhuǎn)動(dòng)、內(nèi)管相對(duì)不動(dòng))減少對(duì)巖芯的擾動(dòng)；內(nèi)管裝滿芯樣后，取出內(nèi)管可將其分成2個(gè)半管，巖樣基本呈原狀，基本保持連續(xù)完整 。

雙管取心是常用的取心方法，由于它有內(nèi)管保護(hù)巖心，使之不受沖洗液的侵蝕，因而適用于松軟、松散、破碎及怕沖刷的巖礦層。雙管又分雙動(dòng)雙管和單動(dòng)雙管兩種。

單動(dòng)雙管的內(nèi)管在鉆進(jìn)時(shí)基本不轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了鉆具振動(dòng)、擺動(dòng)和摩擦對(duì)巖礦心的破壞作用，因而巖心完整度和純潔性都有更大提高。在特別破碎、難取心的地層中還可在內(nèi)管中加薄壁鋼制或塑料制襯管和半合管，更有利于巖心的保護(hù)。單動(dòng)雙管又可分為隔水、活塞、壓卡和爪簧式等數(shù)種。雙管取心也靠卡簧卡取巖心 。

雙管取心鉆進(jìn)參數(shù)等應(yīng)做如下控制：

(1)控制合理的起下鉆速度，操作升降鉆具要平穩(wěn)，盡量減小慣性作用，防止孔內(nèi)鉆具抽吸漿液，回灌漿液時(shí)避免沖刷孔壁。

(2)鉆進(jìn)時(shí)隨時(shí)調(diào)整泥漿性能，盡可能保持孔底清潔，避免鉆頭或鉆具上部“泥包”。由于鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)巖粉較多，應(yīng)避免提鉆前長(zhǎng)時(shí)間沖孔，以防止巖芯被沖洗液沖壞。

(3)當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液中含巖粉量較高時(shí)，應(yīng)予更換新鮮沖洗液，以保證沖洗液使用效果。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)16個(gè)槽段進(jìn)行了鉆孔取芯。所有取芯孔共27個(gè)取芯回次。最高采取率98%，最低采取率22%；累計(jì)鉆孔進(jìn)尺34.47 m，巖芯總長(zhǎng)度26.2 m，平均采取率達(dá)到76%。

部分槽段巖芯采取率相對(duì)偏低，主要是地質(zhì)條件存在差異所致，但采取的巖芯均滿足了對(duì)基巖鑒定的基本條件。

通過對(duì)多種取芯方法研究探索。選取半合管式單動(dòng)雙管取芯鉆具、配合泥漿鉆進(jìn)工藝，成功解決了遇水易軟化西域礫巖層的取芯技術(shù)難題，為防滲墻施工提供了可靠實(shí)物資料。達(dá)到了準(zhǔn)確鑒定基巖面的目的，該取芯方法可在類似工程基巖鑒定中推廣應(yīng)用 。2100433B

“爭(zhēng)光”取樣鉆機(jī)一直未能解決地層的產(chǎn)狀問題，為此，黑龍江四隊(duì)研究了在該鉆取心鉆具和定向巖心產(chǎn)狀測(cè)量器及相應(yīng)的取心工藝。所使用的設(shè)備鉆具1型鉆機(jī)（全套）、機(jī)動(dòng)泵一臺(tái)、定向控制管與小徑鉆具各一套，產(chǎn)狀測(cè)主要技術(shù)數(shù)據(jù)：定向孔深：10～15：75～56毫米；巖心直徑：φ40毫米（使用φ56毫米鉆頭時(shí)）；定向孔孔定向取心均可（基巖）；定向方法：小孔偏心定向超前鉆進(jìn)，大徑鉆定向取心產(chǎn)狀偏差：較完整地層：傾向與傾角誤差不大于2～3度；破碎傾角誤差不大于3～5度；使用范圍：有較的的層理、片理、節(jié)理和規(guī)則層中使用。 經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)，證明該法所用鉆具簡(jiǎn)單、加工容易鉆取定向巖心所測(cè)得的產(chǎn)狀準(zhǔn)確可靠，是擴(kuò)大“爭(zhēng)光”取樣鉆使用范圍質(zhì)調(diào)查、普查勘探工作的重要手段；是提高效率、降低成本、減輕槽井強(qiáng)度的有交措施。 2100433B

取心鉆頭的主要功用是形成巖心，而取心工具的主要功用則是保護(hù)巖心和取出巖心。顯然沒有合適的取心工具就不可能高質(zhì)量地取好巖心。根據(jù)割心方式，國(guó)內(nèi)外的取心工具基本上可分為加壓式、自鎖式和砂卡式三類。

割心時(shí)，下放鉆具，巖心爪靠鉆壓和內(nèi)筒下滑沖擊力收縮變形，包住、卡斷或扭斷巖心的取心工具稱為加壓式取心工具。割心時(shí)上提鉆具，巖心抓靠自身的彈性力或它與巖心之間的摩擦力收縮變形，卡緊并拔斷巖心的取心工具稱為自鎖式取心工具。割心時(shí)，鉆具不動(dòng)，因沒有巖心抓，只能靠形狀大小不同的石子（砂子），在液力作用下將巖心根部卡緊、扭斷或拔斷巖心的取心工具稱為砂卡式取心工具。需要特別指出的是，經(jīng)過30多年來的生產(chǎn)實(shí)踐證明，加壓式取心工具是我國(guó)特有的，是用于松散、松軟地層的簡(jiǎn)單而有效的取心工具，不僅巖心收獲率高，而且使用方便，成本低。通常在取心方式確定以后，就要根據(jù)井眼大小、井段深淺、巖石軟硬與膠結(jié)情況以及其他特殊的要求來選擇取心工具。 2100433B