提高复杂地层取心质量的新型钻具.pdf

《提高复杂地层取心质量的新型钻具.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第45卷第2期地质与勘探Vo1．45No．22009年3月GEOL0GYANDEXPLORAT10NMarch，2009提高复杂地层取心质量的新型钻具卢春华，鄢泰宁，H．r．叶戈罗夫(1．中国地质大学工程学院，武汉430074；2．俄罗斯自然资源部地质研究所，图拉300026)[摘要]地质勘探钻进的主要任务是可靠准确地获取有代表性的地层岩芯样品，然而，在复杂地层中，现有的钻探方法很难获得有代表性的高质量岩芯样品。本文介绍了一种双管强制取芯新型钻具．论述了其工作机理，对其关键机构的设计进行了分析探讨，并归纳出新型钻具的主要技术特征，生产试验表明，该新型钻具

2、能够显著提高复杂地层的取芯质量，应用前景广泛。[关键词]岩芯样品双管强制取芯钻具工作机理取芯质量[中图分类号]P634．5[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2009)02—0112—03LuChun—hua，YanTai—ning，Egorov．Newdrillingtoolsforimprovingcorerecoveryincorn-plexstrata[J]．GeologyandExploration，2009，45(2)：112—114．部分岩屑经滤管12后较大颗粒的岩屑留在岩芯管1问题的提出内，含有小颗粒岩屑的冲洗液继续上升，顶开

3、钢球岩芯样品是评价矿产资源储量、地质构造等最8，经水口9进入岩屑收集器11，在离心力作用下小直观、准确的资料，采用合理的钻探技术和工具准确颗粒的岩屑样品沉积在岩屑收集器11内，较为干净获取有代表性的岩芯样品意义重大。对于坚硬完整的冲洗液经溢流管l0继续上升，最终从出水口6进的岩矿层，要获取质量满足要求的岩芯样品并不难，入钻具与孔壁之间的环状间隙完成循环。然而对于节理发育、松软、破碎、怕冲毁、怕溶蚀、怕污进尺结束后要提钻取芯时，先停泵，把销阀3通染的复杂地层，要想获得有代表性的岩芯样品则十分过水笼头投入钻具内，再短暂开泵后关泵。销阀3困难，甚至有些复杂地层

4、根本无法取上岩芯。论文针投人后沿钻杆内腔直达取芯钻具并堵死取芯钻具中对提高复杂地层取芯质量的新型钻具展开研究。心水路，开泵后，取芯钻具内管总成在水压作用下相对钻具外管整体向下位移，爪簧l4与带内锥度的爪2双管强制取芯钻具的工作机理簧座l5收紧卡死岩芯，同时滑阀5与外接头7的出双管强制取芯钻具的结构如图1所示，主要包水口错开，内管基本处在封闭状态，可以很好地保护括上接头1、带倒刺的衬套2、销阀3、连杆4、滑阀5、收集的岩屑和岩芯。出水口6、外接头7、钢球8、水口9、溢流管10、岩屑收集器11、滤管l2、内岩芯管l3、爪簧14和爪簧座3关键机构设计分析15、

5、钻头16部件。3．I爪簧卡取岩芯机构双管强制取心钻具按如下方式工作：卡取岩芯机构主要由爪簧和爪簧座组成，如图正常钻进时，销阀3留在地表不投入取芯钻具2所示。爪簧的设计：在一个薄壁圆筒上均匀地加内。冲洗液经过衬套2的中心通道后进入取芯钻具工10条长30mm，宽0．3mm～0．8ram的垂直缝隙，内外管之间的环状间隙，直达孑L底，冲洗液的流向如圆筒被l0条缝隙分隔内lO个爪子，每隔一个爪子图1中箭头所示，冲洗液到达孔底后分为两部分，一上安装半球形的铆钉。爪簧座的设计：圆筒内部带部分沿钻具内腔上升，另一部分沿钻具外管与孔壁一内锥面。卡取岩芯时，如前所述，在水压

6、力的作用之间的环状间隙上升。沿钻具内腔上升的液流携带下，爪簧相对爪簧座位移，铆钉3与爪簧座的内锥面[收稿日期]2008—07—07；[修订日期]2009—02—07。[责任编辑]王梅。[基金项目】中国地质大学(武汉)优秀青年教师资助计划项目(编号：CUGQNL0819)资助。[第一作者简介】卢春华(1976年一)，男，2007年毕业于中国地质大学，获博士学位，讲师，现主要从事钻探工艺与机具的研究与教学工作。l12第2期卢春华等：提高复杂地层取心质量的新型钻具套4内部带有倒刺状结构。由强制取芯钻具的工作机理可知，爪簧卡紧岩芯的握固力与钻具内管总成所受的竖向

7、压力密切相关。如果能够保持这个竖向水压力，则起钻过程中爪簧能够始终紧紧卡住岩芯，岩芯不会脱落。销阀衬套配合机构正是为此目的而设计的。图3销阀与衬套配合机构Fig．3Fitmechanismofpinvalveandbushl一紧固螺钉；2一薄铜片；3一销阀；4一衬套。1一t邱bolt；2一sheeteopper；3-pinvalve；4一bush销阀投入钻具后与衬套配合，销阀前部的球状图l强制取芯钻具结构图结构堵住水路形成水压，而销阀尾部的薄铜片则与Fig．1Structurechartofenforcedcoringtoods1-上接头；2一带倒刺的衬

8、套；3一销阀；4一连杆；5一滑阀；6一出衬套的倒刺结构配合，使得销阀即使在起钻过