煤田地质勘探中小口径反循环钻进技术探讨

心 通道 。
反 循 环 连续 取 心钻 进 一般 采 用 清 水 或 稀 泥 浆作 循 环 介质 ，
取 出 的是 一 段 一 段 的 岩 心 。反循 环连 续取 样 ， 钻 进 采 用 的 冲 洗 介
双 壁 钻 杆 由单 独 的双 管 段 组 成 。 管 段 中 用 定 心肋 骨把 内 管 固 定在 外 管 内 ， 防 止 内 管轴 向 窜 动。 外 管两 端 用 带 螺纹 的接 头 连 接 ， 而 内 管两 端 采 用 插 入 连 接 。 内 管密 封 靠 接头 内 的 弹性 密 封 圈 。外 管传 递 转 矩和 轴 向压 力 ， 内管 只作 为输 送 岩 心 的通 道 。外 管 由钢 材 制 成 ， 内管 采 用轻 合 金 材 料 ， 其两端接钢材 套 ， 硬 质 合
图 １是水 力输 送 岩心 反循 环连 续 取 心 钻 进 装置 示 意 图 。 冲 洗液 由泵 １ Ｏ 经过 专 门水 接 头 压 送 到 双 壁 同 心 管 柱 的 环 状 间 隙
中， 并且在Ｉ ￣ Ｅ Ｔ Ｌ 底 ２ Ｏ～３ ０ ｍｍ 处 ， 经过 钻头 １进 入 内 管 ４。冲 洗
２ 反 循 环 连 续 取 样 钻进 现 场 工 作 程 序
质一般是空气或充气泥浆 ， 取 出 的是 破 碎 较 粗 的颗 粒 。 反循 环 连 续 取 心《 取 样） 钻 进 是 在 不 提 钻 的 条件 下 ， 利 用 冲 洗 液 反 循 环 液 流 在 钻 杆 柱 内 的上 升 力 ， 将岩 心连 续 不 断地 从 孔底 输 送 到 地 表 ， 经 过 缓 慢 弯曲 的导 管进 入 到 岩 心 收 集 箱 中 。 反循 环连 接 取 心 （ 取样） 是 一种 完 善的 取 心 方法 ， 能 取得 １ Ｏ Ｏ ％的岩 心 ， 还 能边钻 进 ， 边 取 心， 准 确 控 制 地 层 的埋 藏 深 度 ， 换层界 限清楚， 能 够 随 时 了 解 孔 底 岩 性 的 变化 。 由于 岩 心 形成 后不 久就 被 冲洗 液 携 至 地 表 ， 岩 心 在 孔 底 停 留 时 间短 ， 受破 坏 程 度 较 小 ， 完整 度、 纯 洁性 和 代 表 性都较好。反循环连续取心｛ 取样） 不 仅 可 以采 上 完 整 、 坚 硬 的 岩
具 ， 使 切 削 具得 到冷 却 。 钻 进较 硬 、 研磨性地层时 ， 必须 使 用 金 刚
石 钻头 。
心， 还 能采 上破 碎 、 松 散 的岩 心 。 由于 钻杆 柱 与孔 壁 间 隙小 ， 此 方
法能利用于坍塌地层。
岩 心 卡 断器 。 它 装在 钻 头 上 部 的 某 一 高 度 ， 有 楔块 式 、 卡 球
金 钻头 。 其 直径 为 ７ ６ ｍｍ 、 ８ ４ ｍｍ 和 ９ ３ ｍｍ ， 具 有厚 壁钢 体 。底
唇 制 成螺 旋 状 扇形 块 ， 其 上 镶嵌 硬质 合 金 ， 回 转 时 可确 保岩 粉 由
钻 头边缘往 中心移动 ， 被 冲洗液流 带进 内管。 由于； 中 洗液 在距 钻
头 底唇 ２ ０～３ ０ ｍｍ 处进 入 内 管 。所 以 ， 要 靠 周 期 性 上 下 串 动 钻
第５ 卷 第５ 期 ２ ０ １ ４年 ５月
黑龙江科学
ＨＥ Ｉ Ｌ ＯＮＧⅡＡＮＧ Ｓ ＣＩ Ｅ ＮＣ Ｅ
Ｖｏ １ ． ５ Ｎｏ ． ５
Ｍａ ｖ ２ ０ｌ ４
煤 田地 质 勘 探 中小 口径 反循 环钻 进 技 术 探 讨
王秀英
（ 黑 龙江 省煤 田地 质 二 。四 勘 探 队 ， 黑 龙 江 七 台河 １ ５ ４ ６ ０ ０ ）
点， 在矿层及其顶底板交界处， 取 样段 要 适 当短一 点。 第二 ， 比
较 稳定 的 大型 沉 积 岩 矿 床 （ 煤） 取 样 段 可 比那 些矿 体 变化 剧 烈 的 小 型 金属 矿 床 长 一点 ， 但通常情况下 ， 在 矿 层 中 的 取样 段 长 度 不
式 和 滚球 式 等 结构 。卡 断器 与 器 座 是 动 配 合 ， 其 作 用原 理 是 在 岩
１ 反 循 环连 续取 心钻 进
１ ． １ 反 循 环连 续 取 心 钻进 原 理
心 形 成一 定 长 度后 ， 使 其 受 到径 向 力而 被切 断。 岩 心样 品 收 集 装 置， 主 要 包 括 岩 心 回 收槽和 岩粉 收 集器 。
摘 要 ：在 煤 田地 质勘 探 中 ， 小 口径 钻进 方法 主 要 有反 循环 连 续 取 心钻 进 和 反循 环 连 续 取样 钻进 。 两种 方法 都 要采 用 双壁 ， 驱 动 力 都 为水 泵 或空 压 机 的压 力 。 本研 究 主 要 阐述 了煤 田地 质 勘 探 中小 口径 反 循 环连 续 取 心 钻 进 、 反循 环 连续 取 样 钻 进 现场 工作 程 序 等 问题 。 关 键词 ：地 质 勘 探 ： 反循环钻进 ； 技术 中图分 类 号 ：Ｐ ６ ３ ４ ． ４ 文献 标 志码 ：Ｂ 文章 编号 ： １ ６ ７ ４ — ８ ６ ４ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ２ １ ３ — ０ １
起， 充分混合后作 为一个送检样 ， 这个 定 尺 长 度 即为 取 样 段 。
取 样段 长 度 的确 定 遵 循 以 下要 求 ： 第一 ， 围 岩 中取 样 段 可适 当长
一
的 ２倍 ） ， 即 被 岩 心 卡 断 器 卡 断。 岩 心 就 被 成 段 的 连 续 不 断地 从
孔 底 输送 到 地 表 。
２ ． １ 以取 样段 取代 了取 心 钻探 中的 回 次长 度 取 样 段 长 度是 在 钻 进 过 程 中 ，将 一 定 长 度 内 的岩 样 收 集到
一
液携带岩 心和岩粉沿内管通道 ， 再经 水 龙 头 ７上 行 到 排 水 管 ９ ，
与岩粉一起 流到岩心接收装置 １ １ 。钻 进 过 程 中 ， 在 钻 具 内管 下 部 装有 岩 心 卡 断器 ３， 在钻 成 的岩 心 达到 一 定 长 度 时（ 约 为直 径