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一种高采取率的岩心样品采集方法.pdf

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一种 采取 岩心 样品 采集 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910090553

申请日:

20190130

公开号:

CN109594945A

公开日:

20190409

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: E21B25/00;E21B49/02 主分类号: E21B25/00;E21B49/02
申请人: 中国地质科学院水文地质环境地质研究所
发明人: 董秋瑶;白华
地址: 050000 河北省石家庄市中华北大街268号
优先权:
专利代理机构: 11350 代理人: 李兴林
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910090553

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种高采取率的岩心样品采集方法,包括以下?#34903;瑁?#23545;岩心样品采样地的地质地层和地下水进行鉴别和监测、合理选择恰当的钻探方式、选择合理的回次进尺长?#21462;?#36873;择多糖类植物胶水溶液作为冲洗液、对于正常形态地层的岩心样品取样地,选择合适的取样器进行岩心样品的采集工作以及对于岩心样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层更换取样器;本发明通过在岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时适当活动采集器的钻具以及在钻具无效钻动时应立即起钻的操作,可以避免长时间的提动和强行钻进导致岩心的互磨或冲洗液冲走钻头底部细颗粒岩心而造成的?#26723;?#23721;心采取率的问题,可以有效的保证岩心样品采取率。

权利要求书

1.一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于,包括以下?#34903;瑁??#34903;?#19968;:对岩心样品采样地的地质地层进行精度的鉴别,?#31169;?#22320;下水的情况,?#26723;透?#31181;因素对岩心样品取样段的影响; ?#34903;?#20108;:根据上述?#34903;?#19968;中鉴别的地质地层结果与地下水情况综合进行判别,合理选择恰当的钻探方式; ?#34903;?#19977;:根据岩心采样地的?#23548;?#24773;况以及该岩心采样地的施工经验选择合理的回次进尺长度; ?#34903;?#22235;:选择多糖类植物胶水溶液作为岩心样品采集过程中使用的冲洗液; ?#34903;?#20116;:对于正常形态地层的岩心样品取样地,选择合适的取样器进行岩心样品的采集工作,岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时应适当活动采集器的钻具,钻具无效钻动时应立即起钻; ?#34903;?#20845;:对于岩心样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层时及?#22791;?#25442;岩心样品采集方式,选择单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样的采集方式进行岩心样品采集。 2.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#19968;中对岩心样品采样地的地质地层进行精度的鉴别具体包括:对岩心样品采样地的地质地层种类、深?#21462;?#23721;石性质以及地下水的水位情况进行鉴别和监测,记录并形成报告。 3.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20108;中选择恰当的钻探方式时,对于第四系松散堆积物场地或者城市建筑物,采用100型以上或汽车钻的方式进行钻探;对于要求缺氧或者鉴别的地层,选择回转的方式钻进,以获得岩土样品;对于遇到碎石、块石和漂石时,采用振动回转式钻探方式;对于脱离水层之上的土层,选择?#39318;?#36827;行钻进取样,确保孔内干燥;对于砂层和粘土层,需要根据相关要求使用泥浆护臂。 4.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#19977;中选择合理的回次进尺长度规则为:在土层中采用螺旋钻头钻进,并按照要求?#21482;?#27425;的提取土样,要求回次进尺长度保证在1米以内;在重点研究位置或者持力层,回次进尺则应?#21271;?#25345;在0.5米以内;在砂土层、粉土层钻探采用标准贯入器间断取样或者?#36136;?#21462;样的方法,保证间距不超过1米。 5.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,取样器必需在静压状态下进行连续取样,岩心样品的贯入速度应?#21271;?#25345;在0.1米/秒。 6.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,如果取样器钻孑L为圆直型,需要确保孔径正常,取样长度也应保证一定的长度,当取样器进入相应的温度后,回转取样器,从而将岩心样品底端切断。 7.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,先要进行标准贯入试验,先使得粉土、砂石饱和,再进行后续试验。 8.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,需要采取保持天然结构的岩心样品,为不影响原状岩心样品的取样质量,取样器的内径应大于89毫米,粘性土的取样器钻入长度应小于取样器?#26412;?#30340;3倍,岩心样品的取样程度控制为取样?#26412;?#30340;1.5~3倍。 9.根据权利要求1所述的一种高采取率的岩心样品采集方法,其特征在于:所述?#34903;?#20845;中单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样时,单管钻具和双管钻具每个钻进回次结束后均需要将钻头、钻杆以及岩心全部提出孔口,然后取出岩心后再次将钻头和钻杆下入到孔内。

说明书


一种高采取率的岩心样品采集方法
?#38469;?#39046;域


本发明涉及样品采集?#38469;?#39046;域,尤其涉及一种高采取率的岩心样品采集方法。


背景?#38469;?br>

岩心采样又称岩心钻探采样,是以钻探获得的岩心或矿心为对象所进行的采样工
作,它一般用人工或机械的方法,按一定的采样长度,沿岩心长轴将其劈成两半或四份,然
后取其中的一半或四?#31181;?#19968;作为样品,岩心采取率是指钻探取出的完整岩石加上破碎岩石
总长度与回次进尺的比值,是?#20174;?#38075;探质量的指标,岩心采取率与地层岩性破碎程?#21462;?#38075;探
?#38469;?#21644;质量控制有关。


在地质勘探工作中,耗费大量人力、物力、财力和时间进行岩心钻探的根本目的,
就是为了保质、保量地采出岩心,作为对勘探区进行地质研究、对矿产资源进行评价及储量
计算的第一性实物资料,岩心采取率是衡量钻孔质量的一项重要指标,现有的岩心样品采
集作业中,岩心样品采集方法均存在采取率低的问题,导致采集的岩心样品质量差,无法为
地质勘探研究提供稳定、科学的基础,因此,本发明提出一种高采取率的岩心样品采集方
法,以解决现有?#38469;?#20013;的不足之处。


发明内容


针对上述问题,本发明通过在岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时适当活动采集
器的钻具以及在钻具无效钻动时应立即起钻的操作,可以避免长时间的提动和强行钻进导
致岩心的互磨或冲洗液冲走钻头底部细颗粒岩心而造成的?#26723;?#23721;心采取率的问题,通过对
岩心样品采样地的地质地层以及地下水进行鉴别和测定可以为岩心样品采集提供地质情
况基础信息,便于选择出最优的钻探方式,可以有效的保证岩心样品采取率。


本发明提出一种高采取率的岩心样品采集方法,包括以下?#34903;瑁?br>

?#34903;?#19968;:对岩心样品采样地的地质地层进行精度的鉴别,?#31169;?#22320;下水的情况,?#26723;?br>各种因素对岩心样品取样段的影响;


?#34903;?#20108;:根据上述?#34903;?#19968;中鉴别的地质地层结果与地下水情况综合进行判别,合
理选择恰当的钻探方式;


?#34903;?#19977;:根据岩心采样地的?#23548;?#24773;况以及该岩心采样地的施工经验选择合理的回
次进尺长度;


?#34903;?#22235;:选择多糖类植物胶水溶液作为岩心样品采集过程中使用的冲洗液;


?#34903;?#20116;:对于正常形态地层的岩心样品取样地,选择合适的取样器进行岩心样品
的采集工作,岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时应适当活动采集器的钻具,钻具无效钻
动时应立即起钻;


?#34903;?#20845;:对于岩心样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层时及?#22791;?#25442;岩心样
品采集方式,选择单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样的采集方式进行岩心样品采集。


进一步改进在于:所述?#34903;?#19968;中对岩心样品采样地的地质地层进行精度的鉴别具
体包括:对岩心样品采样地的地质地层种类、深?#21462;?#23721;石性质以及地下水的水位情况进行鉴
别和监测,记录并形成报告。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20108;中选择恰当的钻探方式时,对于第四系松散堆积物
场地或者城市建筑物,采用100型以上或汽车钻的方式进行钻探;对于要求缺氧或者鉴别的
地层,选择回转的方式钻进,以获得岩土样品;对于遇到碎石、块石和漂石时,采用振动回转
式钻探方式;对于脱离水层之上的土层,选择?#39318;?#36827;行钻进取样,确保孔内干燥;对于砂层
和粘土层,需要根据相关要求使用泥浆护臂。


进一步改进在于:所述?#34903;?#19977;中选择合理的回次进尺长度规则为:在土层中采用
螺旋钻头钻进,并按照要求?#21482;?#27425;的提取土样,要求回次进尺长度保证在1米以内;在重点
研究位置或者持力层,回次进尺则应?#21271;?#25345;在0.5米以内;在砂土层、粉土层钻探采用标准
贯入器间断取样或者?#36136;?#21462;样的方法,保证间距不超过1米。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,取样器必需在静压
状态下进行连续取样,岩心样品的贯入速度应?#21271;?#25345;在0.1米/秒。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,如果取样器钻孑L为
圆直型,需要确保孔径正常,取样长度也应保证一定的长度,当取样器进入相应的温度后,
回转取样器,从而将岩心样品底端切断。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,先要进行标准贯入
试验,先使得粉土、砂石饱和,再进行后续试验。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20116;中进行岩心样品的采集工作时,需要采取保持天然
结构的岩心样品,为不影响原状岩心样品的取样质量,取样器的内径应大于89毫米,粘性土
的取样器钻入长度应小于取样器?#26412;?#30340;3倍,岩心样品的取样程度控制为取样?#26412;?#30340;1.5~
3倍。


进一步改进在于:所述?#34903;?#20845;中单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样时,单管
钻具和双管钻具每个钻进回次结束后均需要将钻头、钻杆以及岩心全部提出孔口,然后取
出岩心后再次将钻头和钻杆下入到孔内。


本发明的有益效果为?#21644;?#36807;在岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时适当活动采集
器的钻具以及在钻具无效钻动时应立即起钻的操作,可以避免长时间的提动和强行钻进导
致岩心的互磨或冲洗液冲走钻头底部细颗粒岩心而造成的?#26723;?#23721;心采取率的问题,通过对
岩心样品采样地的地质地层以及地下水进行鉴别和测定可以为岩心样品采集提供地质情
况基础信息,便于选择出最优的钻探方式,可以有效的保证岩心样品采取率,通过在重点研
究位置或者持力层,回次进尺则应?#21271;?#25345;在0.5米以内的?#38382;?#35774;置,可以保证鉴别厚度和薄
度能够满足?#23548;?#30340;岩心样品采集要求,保证岩心样品采集采取率?#25442;?#21463;到回次进尺?#38382;?#30340;
影响,通过对于岩心样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层,选择单管钻具钻进取样
和双管钻具钻进取样的采集方式进行岩心样品采集可以进一步保证岩心样品的采集工作
具有高采取率。


具体实施方式


为了使发明实现的?#38469;?#25163;段、达成目的与功效易于明白?#31169;猓?#19979;面结合具体实施
方式,进一步阐述本发明。


本实施例提出一种高采取率的岩心样品采集方法,包括以下?#34903;瑁?br>

?#34903;?#19968;:对岩心样品采样地的地质地层进行精度的鉴别,?#31169;?#22320;下水的情况,具体
包括对岩心样品采样地的地质地层种类、深?#21462;?#23721;石性质以及地下水的水位情况进行鉴别
和监测,记录并形成报告,?#26723;透?#31181;因素对岩心样品取样段的影响;


?#34903;?#20108;:根据上述?#34903;?#19968;中鉴别的地质地层结果与地下水情况综合进行判别,合
理选择恰当的钻探方式,对于第四系松散堆积物场地,采用汽车钻的方式进行钻探;对于要
求鉴别的地层,选择回转的方式钻进,以获得岩土样品;对于遇到碎石、块石和漂石时,采用
振动回转式钻探方式;对于脱离水层之上的土层,选择?#39318;?#36827;行钻进取样,确保孔内干燥;
对于砂层和粘土层,需要根据相关要求使用泥浆护臂;


?#34903;?#19977;:根据岩心采样地的?#23548;?#24773;况以及该岩心采样地的施工经验选择合理的回
次进尺长度,在土层中采用螺旋钻头钻进,并按照要求?#21482;?#27425;的提取土样,要求回次进尺长
度保证在1米以内;在重点研究位置,回次进尺则应?#21271;?#25345;在0.5米以内;在砂土层、粉土层
钻探采用标准贯入器间断取样的方法,保证间距不超过1米;


?#34903;?#22235;:选择多糖类植物胶水溶液作为岩心样品采集过程中使用的冲洗液;


?#34903;?#20116;:对于正常形态地层的岩心样品取样地,选择合适的取样器进行岩心样品
的采集工作,先要进行标准贯入试验,先使得粉土、砂石饱和,再进行后续试验,岩心样品采
集过程中遇到岩心遇阻时应适当活动采集器的钻具,钻具无效钻动时应立即起钻,取样器
必需在静压状态下进行连续取样,岩心样品的贯入速度应?#21271;?#25345;在0.1米/秒,如果取样器
钻孑L为圆直型,需要确保孔径正常,取样长度也应保证一定的长度,当取样器进入相应的
温度后,回转取样器,从而将岩心样品底端切断,岩心样品的采集工作时,需要采取保持天
然结构的岩心样品,为不影响原状岩心样品的取样质量,取样器的内径应大于89毫米,粘性
土的取样器钻入长度应小于取样器?#26412;?#30340;3倍,岩心样品的取样程度控制为取样?#26412;?#30340;2.5
倍;


?#34903;?#20845;:对于岩心样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层时及?#22791;?#25442;岩心样
品采集方式,选择单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样的采集方式进行岩心样品采集,
单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样时,单管钻具和双管钻具每个钻进回次结束后均需
要将钻头、钻杆以及岩心全部提出孔口,然后取出岩心后再次将钻头和钻杆下入到孔内。


通过在岩心样品采集过程中遇到岩心遇阻时适当活动采集器的钻具以及在钻具
无效钻动时应立即起钻的操作,可以避免长时间的提动和强行钻进导致岩心的互磨或冲洗
液冲走钻头底部细颗粒岩心而造成的?#26723;?#23721;心采取率的问题,通过对岩心样品采样地的地
质地层以及地下水进行鉴别和测定可以为岩心样品采集提供地质情况基础信息,便于选择
出最优的钻探方式,可以有效的保证岩心样品采取率,通过在重点研究位置或者持力层,回
次进尺则应?#21271;?#25345;在0.5米以内的?#38382;?#35774;置,可以保证鉴别厚度和薄度能够满足?#23548;?#30340;岩
心样品采集要求,保证岩心样品采集采取率?#25442;?#21463;到回次进尺?#38382;?#30340;影响,通过对于岩心
样品取样地存在破碎地层和严重漏失底地层,选择单管钻具钻进取样和双管钻具钻进取样
的采集方式进行岩心样品采集可以进一步保证岩心样品的采集工作具有高采取率。


以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的?#38469;?#20154;员应该
?#31169;猓?#26412;发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原
理,在不脱离本发明精神和?#27573;?#30340;前提下,本发明?#22815;?#26377;各种变化和改进,这些变化和改进
都落入要求保护的本发明?#27573;?#20869;。本发明要求保护?#27573;?#30001;所附的权利要求书及其等效物界
定。


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