单管取心是最常见的取心方法,钻进时克取的岩心进入单管内,卡取岩心后把单管及岩心提到地表,适用于坚硬、完整、不怕沖刷的岩矿层。金刚石钻进主要靠卡簧卡取岩心。钻进回次终了时先停止迴转,用立轴将钻具慢慢提离孔底,使卡簧抱紧岩心并拉断。硬质合金钻进取心可使用卡簧也可使用合适的卡料(石料、铅丝等)。
基本介绍
- 中文名:单管取心
- 外文名:Single pipe coring
- 学科:水利工程
- 性质:最常见的取心方法
- 合金钻进取心:石料、铅丝等
- 用于:坚硬、完整、不怕沖刷的岩矿
简介
单管取心是最常见的取心方法,钻进时克取的岩心进入单管内,卡取岩心后把单管及岩心提到地表,适用于坚硬、完整、不怕沖刷的岩矿层。金刚石钻进主要靠卡簧卡取岩心。钻进回次终了时先停止迴转,用立轴将钻具慢慢提离孔底,使卡簧抱紧岩心并拉断。硬质合金钻进取心可使用卡簧也可使用合适的卡料(石料、铅丝等)。钢粒钻进取心也使用卡料,但粒度较大。单管钻进时,单管与单管内的岩心有相对运动,并受沖洗液的沖蚀,影响取心效果。
钻进参数选择
取芯都是採用低档慢速钻进,以增加钻进动力,钻进时钻速要保持均匀,每回次一钻到位,中间不停顿,避免频繁改变钻进参数和随意提动钻具,以防止岩芯堵塞和扰动。回次完成前机上预留20-30cm,加大钻压,停止送浆,乾钻卡芯。
转速一般控制在90-130转/分钟,砂性土採用低值,粘性土採用高值;钻压控制在4-6KN,遇鬆散地层钻压适当加大,以免钻压不足,进尺缓慢增加岩芯受破坏时间。
泵量儘量採取小泵量,能流动就行,对于上部鬆散层,可以採用无泵钻进,有利岩芯採取率的提高。如果施工中採用慢速低档,流量还很大,则打开水泵回流阀调节。
泥浆
泥浆採用一级钠土和SM 植物胶乾粉,并加入少许CMC以降低失水量,理论配比:SM 胶乾粉:纳土:水=2:10:100,根据试验,对本地区上部鬆散层加入5%胶千粉较为适宜,配製成低固相泥浆,这种泥浆有很好的“护胶作用”,在岩芯表面或孔壁形成一层胶膜,使较鬆散砂土的岩芯表层被胶结包裹,易于取得轻微扰动样,同时井壁稳定性好。
钻具
採用活动头单管取芯钻具,克服投弹单管钻具密封不严、泥浆直冲岩芯的缺点,也克服双套取土器沖孔不乾净的缺点。
钻头方面,过去在使用∅ 108取芯筒时,钻头中一直使用外径130-133m/m,认为间隙太小,在鬆散层中易造成埋钻事故本次钻探中经过由大往小减小外出刃尺寸,最终按外径∅ 118钻头,一边4个m/m,不但岩粉少了,清孔时间也大大缩短,也未出现埋钻等现象。钻头内出刃建议粘性土採用1.5-2.5 m/m ,砂性士1.0- 1.5 m/m。同时製作大尺寸水口钻头,有利于通水面积增加,减少泥浆对岩心的沖刷。
操作技术
(1)提钻应儘量平稳、缓慢,以减少振动,同时提钻过快易在底部产生负压,使岩芯脱落,也可能导致孔壁不稳定而塌孔,岩芯越是提到上部,岩心顶底压力差就越小,越容易滑落,到井口时,应迅速托住,防止掉心。
(2)要保持孔底乾净,才能提高取芯质量。沖孔过多,把原状地层冲掉,沖孔不到位则会有残留岩粉,影响正常取芯,应注意观察泥浆情况正确判断清孔的效果。
(3)搅制的SM 植物胶浆液,要浸泡半天以上,待粘度提高才能使用,否则达不到预期的护壁和护芯效果。如果浆液中岩粉不易沉澱,可适当加入聚丙烯醯胺,絮凝岩粉,可一直保持优质泥浆在井内循环。