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文档简介

第七章土样与岩矿心的采取1、土样的采取2、岩矿心采取3、常用取心工具及方法4、绳索取心工具5、反循环钻进取心6、采集岩粉和补取岩样国家精品课程8/15/2023中国地质大学勘查教研室第一节土样的采取(另一门课程将展开,自习)第二节岩矿心采取钻探工程是获得实物地质资料的唯一手段,直接影响着判断地质构造、岩层性质、矿产资源及水文地质与工程地质的准确性与可靠性。对提交地质调查及矿产储量有重要意义;工程地质勘察中取岩土样,了解地层的物理力学性质;抽心验桩时,取心样以检查桩基的质量;硬岩层中钻大直径钻孔时,为提高钻速也可采取取心钻进以获取比全面钻进更高的钻进效率。因此,如何从钻孔中取出、取全、取准可靠的实物地质样品是钻探工作的关键技术之一。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室一、岩矿心采取的基本要求1、岩(矿)心的采取率岩(矿)心的采取率是指在回次钻进过程中,实际取出的岩(矿)心长度与实际钻进进尺的比值。对岩矿心采取率要求也不同,一般:岩心不低于65%,矿心不低于75%,如果不足应进行补取。2、完整性

取出的岩心、矿心要保持其天然的结构和构造。以便划分矿石类型,观察其原生结构和共生关系。在钻进取岩矿心尽量避免人为的破碎、颠倒和扰动。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室3、纯洁性取上的岩矿心不受外污的浸蚀,以免影响矿石的品位、物理性能等。4、避免选择性磨损选择性磨损会使其内在物质成分发生变化,造成矿物人为的贫化和富集。歪曲原来的品位和品级,丧失其代表性。5.取心部位准确

要求取上岩矿心的位置准确,为了得到岩矿层准确的埋藏深度、厚度和产状、以准确地计算

矿产储量和确定其地质构造。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室二、影响岩矿心采取率与品质的因素1.自然因素

地质因素主要有岩石的强度、硬度、完整度、胶结性、研磨性和易溶度等。钻进坚硬、致密、完整的岩矿时,岩矿心不怕冲刷、振动,取出的岩矿心完整,采心率高,能保持其原生结构。钻进松散、破碎、节理发育的岩矿时,取出的岩矿心多呈粒状、块状和粉状,不仅原生结构遭到破坏,而且岩矿心的采取率也低,甚至取不上岩矿心;钻进强研磨性地层,切削具易磨钝,钻进效率低,回次时间长,岩矿心受外力作用时间也长,影响岩矿心采取的品级和采取率。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室2.人为因素

2.1钻进方法选择不合理钢粒钻进→岩矿心细→对岩矿心的磨损作用;硬合金钻进→磨损轻微;金刚石钻进→磨损最小。2.2钻具结构选用不合理不合理的具组合→离心力和水平振动,使岩心受损破坏。2.3钻进规程不当压力↑→钻具弯曲振动→破坏岩心;压力↓······。转速↑→钻具振动↑→岩心破坏加剧;转速↓······泵量↑冲刷力↑冲毁和磨耗岩心。循环方式不当······。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室2.4操作方法不正确盲目追求进尺提钻不及时,增加岩矿心在孔底被破坏的可能性

;提动钻具过猛或采心方法不当,则易造成岩矿心脱落;退心时过分敲打易造成岩矿心的人为破碎和上下顺序颠倒,影响岩矿心的完整性,歪曲岩矿心的层次。三、岩矿心取心难度分类根据我国目前钻探工作所遇到的岩矿层,可大致分为五类。是研究选用取心方法和工具的依据(表7-2)。第七章土样及岩矿心的采取8/15/2023中国地质大学勘查教研室

第七章土样及岩矿心的采取第三节常用取心工具及方法一、卡取岩心的方法1.卡料卡取法回次终了时从地面投入卡料(小碎石、铁丝、钢粒),卡紧扭断岩矿心。适于硬、中硬、完整岩矿层硬合金和钢粒钻进。2.卡簧卡取法

卡簧(也称提断器)卡取法在回次终了稍上提钻具,把岩心卡住并拉断。适于硬和中硬、岩心完整、直径均匀岩矿层的金刚石钻进,取心方便可靠,但对岩心直径与卡簧的配合精度要求较高。8/15/2023中国地质大学勘查教研室第二节单层岩心管取心工具8/15/2023中国地质大学勘查教研室图1常用创卡芯辜工具亮的结等构简王图图2.俄罗寄斯专忆用卡馆心工硬具-17/孩4/往20冠23中国司地质蚕大学控勘查吹教研掠室图3俄罗斯专用卡心工具-2图4专用卡心工具-37/俊4/味20呀23中国惯地质级大学简勘查舰教研电室对卡怠簧及摇卡心暮操作林的要脱求卡簧局应有逃足够吼强度底和弹声性。笑用弹拴簧钢昌65描锰及鉴调质斜钢4滋0铬姐加工鼠,硬具度H茂RC趁45似—5掩0。卡簧拳自由呢内径白<钻霞头内乎径0圈.3陈mm克±,剩自由梦内径禁过大等卡不榴牢岩提心→率中途太脱落薪。自营由内接径过狗小→飞岩心拉堵塞勺。检查抵卡簧虏自由去内径球合适俯否的梁方法旺,将天卡簧句套在泼岩心时上既锋有一降定抱捕紧力剂,又厨能在听岩心铃上被岩轻轻员推动滋。为减劫少残偿留岩漆心,嘱卡簧惕安放鞭位置钩应尽马量靠蝇近钻减头底撤部。正常利钻进剩时不呼能提芹动钻御具,嗓否则盗会过机早提干断岩堆心,五造成室岩心谢堵塞寒。第七痕章蛾土样辽及岩翻矿心绝的采浅取7/吓4/筹20闸23中国章地质爹大学机勘查刺教研谋室3.夏干钻翻卡取崭法回次秆终了慨停水朗干钻微一段浑,让晕岩粉愈聚集半孔底析塞住啊岩心奶即可桌提钻箱。但汗有埋慌、烧醋钻的脏危险厅,适们用于摆硬合正金钻享软或傅粘性割岩层赌。4.非沉淀值卡取咐法回次环终了扶停止辞循环泉让管袍内岩贪屑碎制渣沉握淀挤兽塞卡季牢岩碧心。脆适用蔬软、汇脆、刃碎的切岩层酿反循让环钻蛙进。预常与在干钻爷法结英合使给用。5.楔断专器卡躁取法

回次臭终了扫将钻执具提摔出孔也外,垂下入魔楔断瘦器,度利用厅吊锤蜘冲击崖楔子艰将岩猜心楔子断,卧再下膜入夹榜具将直岩心秆提出今。该阔法适督用于辛大直籍径和烘岩石破比较括坚硬跑、完甚整的衫岩矿恳层钻控进。第七子章厨土样超及岩元矿心笑的采就取7/踪蝶4/忌20典23中国巾地质洽大学疤勘查呈教研政室二、丑单层钟岩心泼管钻蒸具——最简挨单的届取心繁钻具为↑掏采取裕率在用单管顿钻具弱中增拌加分坏水投校球接鞭头和厉分水写帽。使钻进闪时冲粒洗液画通过证分水坛接头翅中心拍孔直诱接进纠入岩裁心管酒内,使活动公分水栋帽呈幅伞形献保护碰岩心虏不受而冲洗启液直意接冲雨刷,哭且随挪岩心漆一起缎上移彼。提钻第前投曲入球黄阀封私闭中折心水张道,仿在水杰压作叉用下吉球阀明下移府超过阶小卡迹时通祖水孔贸被打歉开,刺使孔馆底形退成干巾钻条蠢件。第七脾章焦土样做及岩严矿心怒的采采取7/信4/锣20溉23中国片地质股大学腿勘查我教研判室三、拌双管旗钻具为克们服单仅管钻偶进时冠冲洗杂液对仓岩矿遭心的录冲蚀诱。在领岩心径管内各设置免内管蒜容纳吴岩心问,冲棉洗液则从二孤管之叮间流嚼动,定避免村对岩件心的蔑直接火冲刷舒,保徒护岩浅矿心担。钻进茂时双场管若涂同步淋转动桑,内乖管仍耗可能症与岩天心相涌对转倘动,哪对岩呜心造形成的族损害战。内管牛在钻殖进时滨不随川外管浆转动器,既代避免应了冲绪洗液螺对岩钩心的迹冲刷密,又前避免克了钻爱具转回动对枯岩心迁造成蔬的不吃良影仙响。息在难绕取心握地层楚或高洞速回动转的阵金刚删石钻虾进中洽,往疫往能留取得灾较高纺的取顾心质贷量。第七核章劲土样斗及岩扮矿心欧的采曲取7/白4/健20裕23中国凳地质塞大学躲勘查援教研植室双管便钻具教结构技特点为减鸟弱机大械力杂对岩执心破恭坏,枯钻具资中设资置避主振缓袍冲装施置.为减学轻对担岩心屿冲刷际作用痛,钻拦具中耗设置脑隔水果和分队流装费置.为防妙止或答缓解疑岩矿必心互闸磨,双管兰钻具苍中增技加减制磨防谦磨装刮置.为防霸止岩拴矿心烦污染诱,设置陆隔浆弯活塞恭、压强入式珍内管墨钻头掠、密懂封装概置等.为防少止岩仅矿心箩脱落者,设置塔爪簧乳、压斥卡装辰置、奥隔水遮球阀等.7/萄4/杨20欧23中国漆地质刃大学干勘查我教研谜室1、摸双动俊双管由双轮管接亭头,驾内、炉外岩搅心管盗、钻凉头和旺止逆荒阀组项成。落一般用于挥钻进扮I一前Ⅶ级劫的松敲散、布易坍馅塌和目怕冲堪刷的遣岩矿吴层。为保扶护岩毅矿心昌根部林不被射冲刷帽,钻酬具的每内钻制头大肉都超节前于外钻院头,警一般中为20珠~5并0m猴m,岩带层越伯松散颤,胶傲结性兆越差序,超溉前距离烦就越糊大。第七气章免土样烂及岩册矿心全的采剂取7/顷4/嫂20铺23中国趣地质吨大学担勘查歪教研愿室2、长单动奇双管皆钻具由异激径接枣头、潜外管具、内谋管、河单动合装置粒和卡阶心装麦置等家组成隐。单动蚊轴承悔套与帽内管得连接甘,内潜管下心端与督短节哭和卡肠簧座凶采用穴插接疼方式穷连接自。利最用心吵轴上党端的眨螺纹摘调节悉卡簧演座与炼钻头陈内台畅阶的每间隙娘。卡心机装置终包括尤卡簧原和卡军簧座走。第七栋章帅土样张及岩库矿心想的采衬取7/疏4/饥20俭23中国脚地质青大学拨勘查晶教研蠢室冲洗铅液由衡内外喂管间村隙到致达卡妄簧座杜与钻摧头内讲台阶奴部分娃分流踩。岩锻心进移入内净管后还,内哭管中寨的液惹体经号单向预阀排肤到内统、外时管之难间。回次虚结束壁稍上午提钻丙具,晕卡簧爱相对柿下移古卡紧档岩心酒,卡开簧座玩下移姿并抵技在钻仰头内玩台阶贷上。奶此时划外管津承受佛拉力挖,并愚提断霸岩心适用手于为7~12级的瘦完整茫、微迹裂隙宇或不屈均质窜、中彩等裂掠隙的刺岩矿辰层。第七凑章版土样娘及岩辟矿心找的采炉取7/谱4/旁20霉23中国处地质借大学峡勘查乖教研括室3.追活塞担单动告双管触钻具由分熟水接属头、捡单动浊装置待、半责合管劫、活钞塞和仪阶梯集钻头灰等组质成。方严密澡防止乌冲洗安液接嘱触、狂污染泼和冲结刷岩着矿心托。半合舟管保善持岩属矿心贿的原沾生结忆构;勾活塞恩使岩劈燕矿心校与泥摸浆隔柜绝。该钻进命中岩巴矿心挖顶着恭活塞狱进入紧半合泊管,逃起刮边浆和设减振栗作用巴,提性高了冠岩矿母心的良纯洁引度和陕取心援的可带靠性发。阶梯杠钻头缝体开技有斜北水口糠,冲惰洗液拖不冲垮刷孔要底。在钻孝头水慎口下领部与捡半合切管间腿设有怪密封沿圈,软防止丧岩矿榜心受亲到污匆染。第七染章毫土样范及岩雅矿心场的采购取7/胆4/搭20叮23中国窝地质肚大学似勘查油教研员室下钻历先送熟水将别活塞虹推到拴底部尤再开至车扫月孔。扫孔是完毕欧后投酒入钢年球。钻进洞中水奴压推虾动球赏阀向鸟下打粥开通尽水孔阿,改铲变液衔流方魄向,课使活孩塞上滴部免景受动兔水压冬力,薪防止掉孔底钥缺水韵烧钻尘。严禁倦提动初钻具狗,以收免污奖染矿摇心。适于巨可钻乏性为4~6级的避松散物、粉炮状、父节理栗发育研、怕阵污染并的岩年矿层狠。在原滑石员、石间墨矿在中取浅心效柄果尤图其显昂著。第七蜻章锡土样象及岩面矿心迎的采卖取7/着4/枝20丹23中国舌地质陷大学狭勘查费教研散室第四米节垦绳球索取喉心工黄具绳索终取心桐:钻吩进中傲岩心讽充满昼岩心条管后糕不需朋提钻敬,借狐助绳欢索和司专用鸦打捞巨工具销从钻裂杆中星把内督管及焦岩心拢提至漫地表落的取郑心方缎法。极大宿地减壶少了下起下颤钻具台时间坦,机歼械化烂程度地高,零增加扩纯钻鉴进时办间,瞧虽然倾绳索券取心末钻头卸壁更摩厚,袭机械肺钻速机略低忌于普体通钻酒头。切总的狮钻效效提高晕了,逐且这它种趋穴势随生孔深琴的增麻大而能增大宗。岩心膀堵塞伴后能立即时邻报警熔,岩并心采议取率闹高,谅地质蔽效果财好。减少杨了提近钻次填数,躁钻杆邻与孔诸壁间悼隙小隔,钻奶头回团转平突稳,拔钻头像寿命滤比普森通钻侦头寿挡命高灿一倍砍左右顺。降低恢钻探萌成本单。第七盘章榨土样支及岩朽矿心错的采咏取7/开4/纹20沸23中国奔地质狭大学术勘查壳教研庄室缺点堂:钻钻杆的透内径寸大而压管壁秆薄,怕钻头朵壁较仁厚,匠钻进半时碎绢岩功胃率消隶耗较鼠大。绳索摸取心维钻具仙配套皆设备付较多炉,一言次性哭投资渔较大辉。地质辛条件寸:适销于各叫种地快层,吵在6~蔬9级中娘硬岩咱层中驳效果倚最好劲。一塌般不赏宜钻10迹~1运2级岩牙石。垄这时勾钻效择极低高,钻厦头极泳易磨锈损,熔不能馒充分匙发挥迅绳索进取心茶钻进倦的优膊越性秧。绳索恒取心简与液撒动冲纸击器弹相配表合,柳钻进魂硬地穗层有扯良好设的前覆景。绳索塞取心烟一般瘦在深碍孔中恨采用方。通弦常钻席孔越覆深其蝴经济罗技术脊效果柿越好,但最社大深烤度受男钻杆舞强度吵制约叶。若绳齐索取汪心钻鞠头寿鸽命短蛛,便井失去笔了绳俭索取箩心的疑意义犬。第七趟章抖土样泥及岩丝式矿心凯的采住取7/钩4/甜20哲23中国摄地质按大学积勘查蒙教研准室绳索要取心胆钻具滑的规鼻格和膏型号第七觉章炊土样昼及岩乒矿心恭的采片取7/权4/席20坐23中国静地质虎大学兵勘查像教研耕室一、怖绳索搭取心单动腔双层膏岩心风管——由外佛管总淘成和卡内管护总成模组成外管艳总成碧:弹络卡挡狭头1、弹卡假室7、稳呼定接坊头23(上性扩孔电器)房诚、外袖管46和钻时头52。内管壤总成诵:捞恶矛、邮弹卡黑定位外、悬选挂、到锄位报等讯、罩岩心生堵塞脱报警士、单葬动、偶内管姿保护置和调抢节机吨构。第七夕章绳土样码及岩或矿心难的采灶取7/每4/鱼20死23中国篇地质亭大学禾勘查锯教研箩室(1密)捞矛敏机构米由捞宝矛头2和回攻收管4等组这成。逮取心耀时打垮捞器结在钻堪杆内惜下放骡到内拖管总蹲成上稀端,打勤捞钩迹抓住猜捞矛泽,向诉上提源升打岛捞器阴使回卫收管娱上移羊,并松向内抖压缩搭弹卡6使其氏收拢迹,于妈是内产管总成杠和外嗽管总牙成脱缎离,洪从而谢把内论管总驾成提暮升上两来。第七捕章度土样陵及岩勺矿心惕的采亿取7/谊4/浑20躺23中国轿地质拥大学换勘查梢教研箱室(2慈)弹卡散定位绕机构粉:弹卵卡6、张连簧5和弹俗卡座10。内胜管总乱成在盐钻杆垂内下广放时弹卡诉外张找,一甚旦到脸达外类管的择弹卡爆室7,弹延卡两嗓翼贴棵附在您弹卡只室内乡丰壁。缘瑞弹卡槐室挡详头即绵可防融止内五管向办上串迷动,今又可仁带动也内管顾总成谁轴承兽上部击与外昨管一填起旋奖转,混以免世因相缴对运慕动造搬成弹纽奉卡磨礼损。第七脱章尤土样县及岩汪矿心鲜的采不取7/其4/卧20霉23中国森地质缴大学介勘查辫教研汤室(3闹)悬挂呀机构舍:内拍管悬矩挂环21与外番管座强环22的直煮径相将差0.5~染1.0m雨m。内板管总冠成下欣降到恶外管垃弹卡余室时慕,悬湾挂环促座在户座环察上,剩使内偶管总影成下批端卡鱼簧座51与钻划头52内台棚阶2~规4m狂m的间杏隙,粗保证典内管酒单动蕉。第七两章租土样休及岩须矿心汉的采掘取7/栗4/怪20裤23中国赏地质知大学耍勘查崭教研某室(4料)到位桨报信慈机构裂:冲棋洗液尝下送针内管宿总成念时,欣冲洗既液由虑内管牙外环铁间隙先通过攻;内全管坐巨在悬寒挂机警构上色时,掏冲洗翠液通侨道被吧堵泵女压明凭显升冈高(0.5~盖1M跃Pa),禁表明军内管叮已到或位。介此时锅阀堵奸39耗打开虫,泵扫压恢英复正测常,横可以模正常希钻进饭。第七郊章硬土样雅及岩馅矿心异的采剩取7/帖4/搅20步23中国洗地质姨大学拢勘查办教研笨室(5内)岩心拘堵塞伤报警淋机构纽奉:钻广进中欧发生红岩心带堵塞蕉或装咐满内鹿管时赤,岩耀心对样内管问产生裳的顶猾推力绢压缩付碟簧晴,使贴滑套防24分上移访堵塞真接头38的通俘水孔碗,造绝成泵额压升属高,典告诫酬操作特者应屈停止华钻进筑,捞盒取岩难心。第七却章雁土样严及岩复矿心丸的采妙取7/南4/州20班23中国剩地质怖大学祝勘查扒教研舟室(6喜)单动鸭机构紧:两听副推耐力轴求承29、31使内踏管不葡随外慈管转折动。霸

(7美)内管男保护寇(缓幕冲机题构)翅:拉葡断岩向心时弦内管愁及卡疑簧座狐下移托至钻事头内具台阶芬上,跌拉力律由钻阵头传病至外霞管,企内管敢不受污损坏围。(8笋)调节尖机构乳:内缸外管申组装非时,场调节脉卡簧锄座与纤钻头葬内台揭阶之煤间隙氏(0~桑30判mm)。第七厘章刮土样同及岩脆矿心南的采忽取7/考4/龄20河23中国瓜地质踪蝶大学棚勘查保教研胳室二、矿打捞贷器——启由打万捞和召安全翁脱卡掌机构枯组成贵

打捞余机构泪:打品捞钩1、打详捞钩第架3、重歼锤7和钢侮丝绳赔接头蚂。取砌心时鼓,用宋钢丝秆绳把梯打捞葡器放禁入钻弹杆内良靠重室锤以1.5~第2.0刮m/蛛s的速情度下妇降,肚当它霉到达粘内管束总成注上端丽时,凭能准朽确钩避住捞害矛头购,把蹦内管送总成舌提升论上来鸽。(2薯)安全略脱卡图机构粱:需参脱卡牌时将骄内径棒比重盈锤稍象大的1m长套妄管(壁上拦开有衔斜口)套入诱钢丝给绳,靠自准重下颈降,细撞击峡并罩冰住打侵捞钩隐尾部得,迫上使其院向内系收缩市,端振部张购开,体从而躬使打摧捞器与痛内管对总成你脱离滴。第七坟章获土样委及岩咐矿心贺的采东取7/滋4/固20殊23中国腰地质恶大学粪勘查吹教研估室三、耳绳索塔取心名附属倚工具1、钻杆拜——区内外贼平(历包括匪接头莫)、冤强度绪、同严心、驴垂直对。2、怕绳索茎取心秆绞车库:专吃用于么下放底打捞妈器和则打捞纽奉岩心冷管。3、轰钻杆来夹持渔器:辆用于腔夹持述外平纪的绳歉索取路心钻般杆的夹超持器求有脚畅踏夹嚷持器叨(木豪马夹糕持器榨)和坛球卡夹持俯器两溪种型网式。第七吴章活土样拐及岩秀矿心输的采闪取7/队4/少20挺23中国陶地质延大学众勘查限教研情室四、工艺适过程度注意呀事项打捞额器到熊底可粗缓慢粪提动辱钢丝常绳。虹若有拖冲洗毙液由饲钻杆暂中溢苦出说缴明打顿捞可物能成窝功,喷否则码需再矛次下遮打捞杏器。当判史明外续管和仓钻杆舍内无企岩心悬时,袖将备明用内尘管从悄孔口揭下入尾钻杆龟内。欠此时听可开补机缓棉慢转裙动并过开泵央冲送悼,加矛快内堪管下酿降速冈度。若打子捞不横成功习,则掘应提永钻处丘理。干孔援中不者能直削接投传内管卷,在寨钻杆敏柱内蛋注入宋冲洗社液,棍然后幕迅速哄投入盏内管真。确认吃内管法已经菊到位说才开秒始扫排孔钻挥进。第七悦章违土样咐及岩概矿心泡的采住取7/州4/云20锦23中国页地质傅大学仁勘查求教研供室第五昨节污反循胃环钻视进取狡心一、包孔底驻局部予反循哥环取期心1.烟无常泵反峡循环有钻具

在钻段进中满关水坏泵利鹿用孔仰内的侵静水钓柱压智力和农上下赴提动呆钻具守在孔吊底形猪成局笔部反改循环歌冲洗侧孔底孙钻进趣。

2.发喷包射式偶孔底冤反循次环钻施具

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