在岩心钻探中,由于种种原因,在某些孔段取出的岩矿心在数量和品质上未能满足地质方面的要求,或者打丢了岩矿心,都必须补取岩样。补取方法通常有侧壁取样和偏斜取心。
侧壁取样采用下列几种工具。
1)弹簧压筒取样器(图11-12)
该取样器外壳侧面开有切槽,内藏拉力弹簧(1)和取样压筒(3)。压筒可围绕轴销(4)转动。用钻杆或钢绳(在此情况下要增加重锤)下入孔内补取岩样处,压筒靠弹簧拉力紧贴于孔壁。提升取样器时压筒就压进孔壁岩矿层,装满样品并转动大约180°。岩心卡簧(2)将岩样保持在压筒内,万一从压筒中脱落,也会掉在取样器的底座内。
2)水力刮刀取样器(图11-13)
此种取样器常用于补取煤样,所以又称刮煤器。用钻杆将取样器下到孔内取样位置,然后开泵送入冲洗液。在液体压力作用下活塞与活塞杆下行,活塞杆下端的双面齿条推动张敛板直到刮刀抵紧孔壁。然后在停泵的情况下缓慢提升取样器,此时刮刀刮削孔壁煤层,煤屑沿导片进入收集筒。取样完毕后,停泵,弹簧使活塞复位,活塞杆上升,其下端齿条带动张敛板缩进取样器壳体。
图11-12 弹簧压筒取样器
1—拉簧;2—岩心卡簧;3—取样压筒;
4—轴销;5—取样器底座;6—取样器外壳
图11-13 水力刮刀取样器
1—张敛板;2—煤屑收集筒;3—底盖;4—导片;
5—硬质合金刮刀;6—轴销;7—壳体;
8—带双面齿条的活塞杆;9—活塞筒;
10—弹簧;11—皮碗;12—垫圈;13—螺母;
14—连接管;15—异径接头
3)水力冲射取样器(图11-14)
该取样器结构简单,操作方便,是补取煤样和其他松软岩矿样品的最经济的工具之一。它主要由喷嘴、三通接头和取样筒等组成。用钻杆将取样器下到取样位置,开动水泵,由喷嘴射出的高速水流冲击孔壁岩矿层,岩矿碎块与碎屑即落入取样筒内。(www.xing528.com)
4)放炮取样器(图11-15)
该取样器由3个放炮器相互连接而成。在放炮器炸药室顶部设有提引环,以便连接电缆,升降取样器。3个放炮器按同样方法装配。首先在经过烘干处理的炸药室(3)内装满炸药,然后安置石棉板衬垫(2),经过通孔(1)穿入导线,导线上有一直径为0.1~0.2mm的高压金属丝截头,金属丝截头埋在炸药内。在导线上再覆以一层石棉板衬垫(4)和钢板衬垫(5),并拧入炮筒(6)。在炮筒内安装与细钢绳相连的取样冲头,最后用电缆将取样器下到孔内取样位置,通以电流,则金属丝发热,使炸药起爆。爆炸力推动取样冲头,射入孔壁岩石。射击完毕即可提升取样器,细钢绳从孔壁牵出取样冲头,将样品取到地表。
图11-14 水力冲射取样器
1—钻杆;2—三通接头;3—喷嘴;
4—相塞;5—连接杆;6—取样筒
图11-15 放炮取样器
1—通孔;2—石棉板衬垫;3—炸药室;4—石棉板衬垫;
5—钢板衬垫;6—炮筒;7—细钢丝;8—取样冲头
偏斜补心是借助于导斜楔使取样筒沿楔面压入孔壁岩矿层取心,或者打分支孔钻取岩矿心。压入补心装置如图11-16所示。
根据补取岩矿心的钻孔深度,确定下部导杆的长度,连接好上部其他部件,将补心装置下入孔内。到底后,通过钻机液压系统加压,稳钉(3)剪断,上部导杆(1)下行,取心筒(8)即沿导斜楔面压进孔壁,然后提钻。打分支孔钻取岩矿心的操作方法基本上与定向钻进相同。如果在高于孔底的部位补取,一般则先架桥,后侧钻;如果从孔底补取,则不架桥而直接侧钻。侧钻时可下入偏斜楔导斜钻进,也可采用机械式连续造斜器或螺杆钻造斜钻具造斜钻进,重新穿过需要补心的岩矿层,取出样品。
图11-16 压入补心装置
1—上部导杆;2—键;3—稳钉;4—上接头;5—导斜楔;6—销钉;
7—取心筒接头;8—取心筒;9—下接头;10—下部导杆
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