巖土鉆掘工程學(xué)第7章

2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

第七章土樣與巖礦心的采取1、土樣的采取

2、巖礦心采取

3、常用取心工具及方法

4、繩索取心工具

5、反循環(huán)鉆進(jìn)取心

6、采集巖粉和補(bǔ)取巖樣國(guó)家精品課程2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第一節(jié)土樣的采?。硪婚T課程將展開(kāi)，自習(xí)）第二節(jié)巖礦心采取鉆探工程是獲得實(shí)物地質(zhì)資料的唯一手段，直接影響著判斷地質(zhì)構(gòu)造、巖層性質(zhì)、礦產(chǎn)資源及水文地質(zhì)與工程地質(zhì)的準(zhǔn)確性與可靠性。對(duì)提交地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)儲(chǔ)量有重要意義；工程地質(zhì)勘察中取巖土樣，了解地層的物理力學(xué)性質(zhì)；抽心驗(yàn)樁時(shí)，取心樣以檢查樁基的質(zhì)量；硬巖層中鉆大直徑鉆孔時(shí)，為提高鉆速也可采取取心鉆進(jìn)以獲取比全面鉆進(jìn)更高的鉆進(jìn)效率。因此，如何從鉆孔中取出、取全、取準(zhǔn)可靠的實(shí)物地質(zhì)樣品是鉆探工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室一、巖礦心采取的基本要求1、巖(礦)心的采取率巖(礦)心的采取率是指在回次鉆進(jìn)過(guò)程中，實(shí)際取出的巖(礦)心長(zhǎng)度與實(shí)際鉆進(jìn)進(jìn)尺的比值。對(duì)巖礦心采取率要求也不同，一般：巖心不低于65％，礦心不低于75％，如果不足應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)取。2、完整性

取出的巖心、礦心要保持其天然的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。以便劃分礦石類型，觀察其原生結(jié)構(gòu)和共生關(guān)系。在鉆進(jìn)取巖礦心盡量避免人為的破碎、顛倒和擾動(dòng)。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室3、純潔性取上的巖礦心不受外污的浸蝕，以免影響礦石的品位、物理性能等。4、避免選擇性磨損選擇性磨損會(huì)使其內(nèi)在物質(zhì)成分發(fā)生變化，造成礦物人為的貧化和富集。歪曲原來(lái)的品位和品級(jí)，喪失其代表性。5.取心部位準(zhǔn)確

要求取上巖礦心的位置準(zhǔn)確，為了得到巖礦層準(zhǔn)確的埋藏深度、厚度和產(chǎn)狀、以準(zhǔn)確地計(jì)算

礦產(chǎn)儲(chǔ)量和確定其地質(zhì)構(gòu)造。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室二、影響巖礦心采取率與品質(zhì)的因素1.自然因素

地質(zhì)因素主要有巖石的強(qiáng)度、硬度、完整度、膠結(jié)性、研磨性和易溶度等。鉆進(jìn)堅(jiān)硬、致密、完整的巖礦時(shí)，巖礦心不怕沖刷、振動(dòng)，取出的巖礦心完整，采心率高，能保持其原生結(jié)構(gòu)。鉆進(jìn)松散、破碎、節(jié)理發(fā)育的巖礦時(shí)，取出的巖礦心多呈粒狀、塊狀和粉狀，不僅原生結(jié)構(gòu)遭到破壞，而且?guī)r礦心的采取率也低，甚至取不上巖礦心；鉆進(jìn)強(qiáng)研磨性地層，切削具易磨鈍，鉆進(jìn)效率低，回次時(shí)間長(zhǎng)，巖礦心受外力作用時(shí)間也長(zhǎng)，影響巖礦心采取的品級(jí)和采取率。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室2.人為因素

2.1

鉆進(jìn)方法選擇不合理鋼粒鉆進(jìn)→巖礦心細(xì)→對(duì)巖礦心的磨損作用；硬合金鉆進(jìn)→磨損輕微；金剛石鉆進(jìn)→磨損最小。2.2鉆具結(jié)構(gòu)選用不合理不合理的具組合→離心力和水平振動(dòng)，使巖心受損破壞。2.3

鉆進(jìn)規(guī)程不當(dāng)壓力↑→鉆具彎曲振動(dòng)→破壞巖心；壓力↓······。轉(zhuǎn)速↑→鉆具振動(dòng)↑→巖心破壞加??；轉(zhuǎn)速↓······

泵量↑沖刷力↑沖毀和磨耗巖心。循環(huán)方式不當(dāng)······。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室2.4操作方法不正確盲目追求進(jìn)尺提鉆不及時(shí)，增加巖礦心在孔底被破壞的可能性

；提動(dòng)鉆具過(guò)猛或采心方法不當(dāng)，則易造成巖礦心脫落；退心時(shí)過(guò)分敲打易造成巖礦心的人為破碎和上下順序顛倒，影響巖礦心的完整性，歪曲巖礦心的層次。三、巖礦心取心難度分類根據(jù)我國(guó)目前鉆探工作所遇到的巖礦層，可大致分為五類。是研究選用取心方法和工具的依據(jù)（表7-2）。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

第七章土樣及巖礦心的采取第三節(jié)常用取心工具及方法一、卡取巖心的方法1.卡料卡取法回次終了時(shí)從地面投入卡料(小碎石、鐵絲、鋼粒)，卡緊扭斷巖礦心。適于硬、中硬、完整巖礦層硬合金和鋼粒鉆進(jìn)。2.卡簧卡取法

卡簧（也稱提斷器）卡取法在回次終了稍上提鉆具，把巖心卡住并拉斷。適于硬和中硬、巖心完整、直徑均勻巖礦層的金剛石鉆進(jìn)，取心方便可靠，但對(duì)巖心直徑與卡簧的配合精度要求較高。2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第二節(jié)單層巖心管取心工具2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室圖1常用卡芯工具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2.俄羅斯專用卡心工具-12024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室圖3俄羅斯專用卡心工具-2圖4專用卡心工具-32024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

對(duì)卡簧及卡心操作的要求卡簧應(yīng)有足夠強(qiáng)度和彈性。用彈簧鋼65錳及調(diào)質(zhì)鋼40鉻加工，硬度HRC45—50。卡簧自由內(nèi)徑＜鉆頭內(nèi)徑0.3mm±，自由內(nèi)徑過(guò)大卡不牢巖心→中途脫落。自由內(nèi)徑過(guò)小→巖心堵塞。檢查卡簧自由內(nèi)徑合適否的方法，將卡簧套在巖心上既有一定抱緊力，又能在巖心上被輕輕推動(dòng)。為減少殘留巖心，卡簧安放位置應(yīng)盡量靠近鉆頭底部。正常鉆進(jìn)時(shí)不能提動(dòng)鉆具，否則會(huì)過(guò)早提斷巖心，造成巖心堵塞。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室3.干鉆卡取法

回次終了停水干鉆一段，讓巖粉聚集孔底塞住巖心即可提鉆。但有埋、燒鉆的危險(xiǎn)，適用于硬合金鉆軟或粘性巖層。

4.沉淀卡取法回次終了停止循環(huán)讓管內(nèi)巖屑碎渣沉淀擠塞卡牢巖心。適用軟、脆、碎的巖層反循環(huán)鉆進(jìn)。常與干鉆法結(jié)合使用。

5.楔斷器卡取法

回次終了將鉆具提出孔外，下入楔斷器，利用吊錘沖擊楔子將巖心楔斷，再下入夾具將巖心提出。該法適用于大直徑和巖石比較堅(jiān)硬、完整的巖礦層鉆進(jìn)。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室二、單層巖心管鉆具——最簡(jiǎn)單的取心鉆具為↑采取率在單管鉆具中增加分水投球接頭和分水帽。鉆進(jìn)時(shí)沖洗液通過(guò)分水接頭中心孔直接進(jìn)入巖心管內(nèi)，活動(dòng)分水帽呈傘形保護(hù)巖心不受沖洗液直接沖刷，且隨巖心一起上移。提鉆前投入球閥封閉中心水道，在水壓作用下球閥下移超過(guò)小卡時(shí)通水孔被打開(kāi)，使孔底形成干鉆條件。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室三、雙管鉆具為克服單管鉆進(jìn)時(shí)沖洗液對(duì)巖礦心的沖蝕。在巖心管內(nèi)設(shè)置內(nèi)管容納巖心，沖洗液從二管之間流動(dòng)，避免對(duì)巖心的直接沖刷，保護(hù)巖礦心。鉆進(jìn)時(shí)雙管若同步轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)管仍可能與巖心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)巖心造成的損害。內(nèi)管在鉆進(jìn)時(shí)不隨外管轉(zhuǎn)動(dòng)，既避免了沖洗液對(duì)巖心的沖刷，又避免了鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)巖心造成的不良影響。在難取心地層或高速回轉(zhuǎn)的金剛石鉆進(jìn)中，往往能取得較高的取心質(zhì)量。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

雙管鉆具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為減弱機(jī)械力對(duì)巖心破壞，鉆具中設(shè)置避振緩沖裝置.為減輕對(duì)巖心沖刷作用，鉆具中設(shè)置隔水和分流裝置.為防止或緩解巖礦心互磨，雙管鉆具中增加減磨防磨裝置.為防止巖礦心污染，設(shè)置隔漿活塞、壓入式內(nèi)管鉆頭、密封裝置等.為防止巖礦心脫落，設(shè)置爪簧、壓卡裝置、隔水球閥等.2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

1、雙動(dòng)雙管

由雙管接頭，內(nèi)、外巖心管、鉆頭和止逆閥組成。一般用于鉆進(jìn)I一Ⅶ級(jí)的松散、易坍塌和怕沖刷的巖礦層。為保護(hù)巖礦心根部不被沖刷，鉆具的內(nèi)鉆頭大都超前于外鉆頭，一般為20~50mm，巖層越松散，膠結(jié)性越差，超前距離就越大。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

2、單動(dòng)雙管鉆具由異徑接頭、外管、內(nèi)管、單動(dòng)裝置和卡心裝置等組成。單動(dòng)軸承套與內(nèi)管連接，內(nèi)管下端與短節(jié)和卡簧座采用插接方式連接。利用心軸上端的螺紋調(diào)節(jié)卡簧座與鉆頭內(nèi)臺(tái)階的間隙?？ㄐ难b置包括卡簧和卡簧座。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室沖洗液由內(nèi)外管間隙到達(dá)卡簧座與鉆頭內(nèi)臺(tái)階部分分流。巖心進(jìn)入內(nèi)管后，內(nèi)管中的液體經(jīng)單向閥排到內(nèi)、外管之間?；卮谓Y(jié)束稍上提鉆具，卡簧相對(duì)下移卡緊巖心，卡簧座下移并抵在鉆頭內(nèi)臺(tái)階上。此時(shí)外管承受拉力，并提斷巖心適用于為7～12級(jí)的完整、微裂隙或不均質(zhì)、中等裂隙的巖礦層。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

3.活塞單動(dòng)雙管鉆具

由分水接頭、單動(dòng)裝置、半合管、活塞和階梯鉆頭等組成。嚴(yán)密防止沖洗液接觸、污染和沖刷巖礦心。半合管保持巖礦心的原生結(jié)構(gòu)；活塞使巖礦心與泥漿隔絕。鉆進(jìn)中巖礦心頂著活塞進(jìn)入半合管，起刮漿和減振作用，提高了巖礦心的純潔度和取心的可靠性。階梯鉆頭體開(kāi)有斜水口，沖洗液不沖刷孔底。在鉆頭水口下部與半合管間設(shè)有密封圈，防止巖礦心受到污染。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室下鉆先送水將活塞推到底部再開(kāi)車掃孔。掃孔完畢后投入鋼球。鉆進(jìn)中水壓推動(dòng)球閥向下打開(kāi)通水孔，改變液流方向，使活塞上部免受動(dòng)水壓力，防止孔底缺水燒鉆。嚴(yán)禁提動(dòng)鉆具，以免污染礦心。適于可鉆性為4～6級(jí)的松散、粉狀、節(jié)理發(fā)育、怕污染的巖礦層。在滑石、石墨礦中取心效果尤其顯著。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第四節(jié)繩索取心工具繩索取心：鉆進(jìn)中巖心充滿巖心管后不需提鉆，借助繩索和專用打撈工具從鉆桿中把內(nèi)管及巖心提至地表的取心方法。極大地減少了起下鉆具時(shí)間，機(jī)械化程度高，增加純鉆進(jìn)時(shí)間，雖然繩索取心鉆頭壁更厚，機(jī)械鉆速略低于普通鉆頭。總的鉆效提高了，且這種趨勢(shì)隨孔深的增大而增大。巖心堵塞后能即時(shí)報(bào)警，巖心采取率高，地質(zhì)效果好。減少了提鉆次數(shù)，鉆桿與孔壁間隙小，鉆頭回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，鉆頭壽命比普通鉆頭壽命高一倍左右。降低鉆探成本。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室缺點(diǎn)：鉆桿的內(nèi)徑大而管壁薄，鉆頭壁較厚，鉆進(jìn)時(shí)碎巖功率消耗較大。繩索取心鉆具配套設(shè)備較多，一次性投資較大。地質(zhì)條件：適于各種地層，在6~9級(jí)中硬巖層中效果最好。一般不宜鉆10~12級(jí)巖石。這時(shí)鉆效極低，鉆頭極易磨損，不能充分發(fā)揮繩索取心鉆進(jìn)的優(yōu)越性。繩索取心與液動(dòng)沖擊器相配合，鉆進(jìn)硬地層有良好的前景。繩索取心一般在深孔中采用。通常鉆孔越深其經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果越好,但最大深度受鉆桿強(qiáng)度制約。若繩索取心鉆頭壽命短，便失去了繩索取心的意義。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室繩索取心鉆具的規(guī)格和型號(hào)第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室一、繩索取心單動(dòng)雙層巖心管——由外管總成和內(nèi)管總成組成外管總成：彈卡擋頭1、

彈卡室7、穩(wěn)定接頭23（上擴(kuò)孔器）、外管46和鉆頭52。內(nèi)管總成：撈矛、彈卡定位、懸掛

、到位報(bào)訊、巖心堵塞報(bào)警、單動(dòng)、內(nèi)管保護(hù)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(1)撈矛機(jī)構(gòu)由撈矛頭2和回收管4等組成。取心時(shí)打撈器在鉆桿內(nèi)下放到內(nèi)管總成上端

，打撈鉤抓住撈矛，向上提升打撈器使回收管上移，并向內(nèi)壓縮彈卡6使其收攏，于是內(nèi)管

總成和外管總成脫離，從而把內(nèi)管總成提升上來(lái)。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(2)彈卡定位機(jī)構(gòu)：彈卡6、張簧5和彈卡座10。內(nèi)管總成在鉆桿內(nèi)下放時(shí)

彈卡外張，一旦到達(dá)外管的彈卡室

7，彈卡兩翼貼附在彈卡室內(nèi)壁。彈卡室擋頭即可防止內(nèi)管向上串動(dòng)，又可帶動(dòng)內(nèi)管總成軸承上部與外管一起旋轉(zhuǎn)，以免因相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成彈卡磨損。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(3)懸掛機(jī)構(gòu)：內(nèi)管懸掛環(huán)21與外管座環(huán)22的直徑相差0.5~1.0mm。內(nèi)管總成下降到外管彈卡室時(shí)，懸掛環(huán)座在座環(huán)上，使內(nèi)管總成下端卡簧座51與鉆頭52內(nèi)臺(tái)階2~4mm的間隙，保證內(nèi)管單動(dòng)。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(4)到位報(bào)信機(jī)構(gòu)：沖洗液下送內(nèi)管總成時(shí)，沖洗液由內(nèi)管外環(huán)間隙通過(guò)；內(nèi)管坐在懸掛機(jī)構(gòu)上時(shí)，沖洗液通道被堵泵壓明顯升高(0.5~1MPa)，表明內(nèi)管已到位。此時(shí)閥堵39打開(kāi)，泵壓恢復(fù)正常，可以正常鉆進(jìn)。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(5)巖心堵塞報(bào)警機(jī)構(gòu)：鉆進(jìn)中發(fā)生巖心堵塞或裝滿內(nèi)管時(shí)，巖心對(duì)內(nèi)管產(chǎn)生的頂推力壓縮碟簧，使滑套24上移堵塞接頭38的通水孔，造成泵壓升高，告誡操作者應(yīng)停止鉆進(jìn)，撈取巖心

。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室(6)單動(dòng)機(jī)構(gòu)：兩副推力軸承29、31使內(nèi)管不隨外管轉(zhuǎn)動(dòng)。(7)內(nèi)管保護(hù)（緩沖機(jī)構(gòu)）：拉斷巖心時(shí)內(nèi)管及卡簧座下移至鉆頭內(nèi)臺(tái)階上，拉力由鉆頭傳至外管，內(nèi)管不受損壞。(8)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：內(nèi)外管組裝時(shí)，調(diào)節(jié)卡簧座與鉆頭內(nèi)臺(tái)階之間隙（0~30mm）。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室二、打撈器——由打撈和安全脫卡機(jī)構(gòu)組成打撈機(jī)構(gòu)：打撈鉤1、打撈鉤架3、重錘7和鋼絲繩接頭。取心時(shí)，用鋼絲繩把打撈器放入鉆桿內(nèi)靠重錘以1.5~2.0m/s的速度下降，當(dāng)它到達(dá)內(nèi)管總成上端時(shí)，能準(zhǔn)確鉤住撈矛頭，把內(nèi)管總成提升上來(lái)。(2)安全脫卡機(jī)構(gòu)：需脫卡時(shí)將內(nèi)徑比重錘稍大的1m長(zhǎng)套管(壁上開(kāi)有斜口)套入鋼絲繩,靠自重下降，撞擊并罩住打撈鉤尾部，迫使其向內(nèi)收縮，端部張開(kāi)，從而使打撈

器與內(nèi)管總成脫離。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室

三、繩索取心附屬工具1、鉆桿——內(nèi)外平（包括接頭）、強(qiáng)度、同心、垂直。2、繩索取心絞車：專用于下放打撈器和打撈巖心管。3、鉆桿夾持器：用于夾持外平的繩索取心鉆桿的夾持器有腳踏夾持器(木馬夾持器)和球卡夾持器兩種型式。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室四、工藝過(guò)程注意事項(xiàng)打撈器到底可緩慢提動(dòng)鋼絲繩。若有沖洗液由鉆桿中溢出說(shuō)明打撈可能成功，否則需再次下打撈器。當(dāng)判明外管和鉆桿內(nèi)無(wú)巖心時(shí)，將備用內(nèi)管從孔口下入鉆桿內(nèi)。此時(shí)可開(kāi)機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)并開(kāi)泵沖送，加快內(nèi)管下降速度。若打撈不成功，則應(yīng)提鉆處理。干孔中不能直接投內(nèi)管，在鉆桿柱內(nèi)注入沖洗液，然后迅速投入內(nèi)管。確認(rèn)內(nèi)管已經(jīng)到位才開(kāi)始掃孔鉆進(jìn)。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第五節(jié)反循環(huán)鉆進(jìn)取心

一、孔底局部反循環(huán)取心1.無(wú)泵反循環(huán)鉆具

在鉆進(jìn)中關(guān)水泵利用孔內(nèi)的靜水柱壓力和上下提動(dòng)鉆具在孔底形成局部反循環(huán)沖洗孔底鉆進(jìn)。

2.噴射式孔底反循環(huán)鉆具

噴射式孔底反循環(huán)鉆具（噴反鉆具）不必頻繁提動(dòng)鉆具，而是利用射流泵工作原理形成孔底反循環(huán)。噴反鉆具是在一般鉆具上增設(shè)噴反元件，噴反元件由噴嘴、混合室、喉管、擴(kuò)散管、分水接頭等組成。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室工作原理：高壓沖洗液沿鉆桿進(jìn)入噴嘴4，高速3~15m/s射入擴(kuò)散管5。噴嘴與擴(kuò)散管周圍的液體被射流帶走一部分而形成負(fù)壓區(qū)。在壓差作用下，下部巖心管8中液體被抽吸到噴射器里，高速液流和吸入的液體在混合室12內(nèi)混合，進(jìn)行能量傳遞和交換后流入喉管13；再經(jīng)擴(kuò)散管和出水孔11或彎管排出。排出的沖洗液一部分沿鉆桿外環(huán)返回地面；一部分在負(fù)壓下流向孔底，沖洗孔底。改變沖洗液量或調(diào)節(jié)噴射器元件參數(shù)，就能控制孔底反循環(huán)沖洗的強(qiáng)弱。

第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室二、全孔反循環(huán)取心

1.全孔反循環(huán)分類：氣舉反循環(huán)、泵吸反循環(huán)、泵壓反循環(huán)。2.全孔反循環(huán)工作原理

沖洗液經(jīng)雙管水龍頭進(jìn)入雙層鉆桿內(nèi)外管環(huán)隙，到達(dá)孔底分流，大部分進(jìn)入內(nèi)管中，以反循環(huán)方式向上流動(dòng)把巖心及巖屑攜帶到水龍頭處，通過(guò)軟管將巖心排至巖心收集器內(nèi)；另一小部沖洗液從鉆桿外環(huán)以正循環(huán)方式緩慢向上流，穩(wěn)定孔壁和潤(rùn)滑鉆具用。改變所用鉆頭形式可分別得到巖心和巖屑。取心鉆頭在鉆具內(nèi)管下部裝有巖心切斷器，巖心成段地連續(xù)從孔底輸至地表。若采用牙輪鉆頭，那么得到的就是巖屑被輸至地表。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第七章土樣及巖礦心的采取全孔反循環(huán)連續(xù)取心的優(yōu)點(diǎn)無(wú)需提鉆減少了輔助時(shí)間，鉆效高。巖心采取率達(dá)95％以上，取心質(zhì)量好。巖粉及時(shí)被排出孔底干凈，減少孔底重復(fù)破碎大幅度提高時(shí)效，延長(zhǎng)鉆頭壽命。易于穿過(guò)坍、漏、破碎等復(fù)雜地層。單位成本低。相同地層條件下，反循環(huán)連續(xù)取心鉆進(jìn)的成本，僅為普通取心鉆進(jìn)的1/5~1/3。2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室目前存在的問(wèn)題（1）鉆進(jìn)深度和巖層有一定的局限性，遠(yuǎn)不能完全取代普通巖心鉆探；（2）碎屑狀的巖樣破壞了地層的原狀結(jié)構(gòu)，難以直接獲得所鉆地層的真實(shí)屬性；（3）堅(jiān)硬巖層，巖心難以切斷或巖心切斷器磨損嚴(yán)重；（4）另外鉆探設(shè)備和附屬工具過(guò)于笨重，一次性投資大。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了它的推廣。第七章土樣及巖礦心的采取2024/11/6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)勘查教研室第六節(jié)采集巖粉和補(bǔ)取巖樣

一、采集巖粉

正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)采集的巖粉只作為輔助樣品；孔底局部反循環(huán)巖粉收集裝置獲得的巖粉才具有代表性。1.巖粉沉淀槽：