[发明专利]在砂土中采用泥衣包裹岩芯的钻进取芯方法

说明书

本发明公开了在砂土中采用泥衣包裹岩芯的钻进取芯方法。它包括如下步骤：钻探设备就位、组装；按地层分布情况配制天然复合泥浆；钻进取芯：根据地层类别，钻探设备按相应的施钻参数，钻至进尺1.50m；停泵，停止向钻杆孔内及钻孔孔内天然复合泥浆，打开回浆阀门，向钻杆内投入止水弹珠；烧钻，停泵后进行干钻，开始时采用小转速、小钻压施钻，当岩芯装满岩芯管，则采用大钻压，快转速施钻，在短时间内使合金钻头底部和砂土岩芯样品间产生较高的温度，使合金钻头底部和岩芯微微烧结在一起；提钻；浆压退芯。本发明具有砂土岩芯样品采取率大幅提高、可达100％，泥衣包裹砂土岩芯样品，使砂土岩芯样品保持砂土原状颗粒级配及结构的优点。

技术领域

本发明涉及砂土岩芯样品采取技术领域，具体地说它是在砂土中采用泥衣包裹岩芯的钻进取芯方法；更具体地说它是通过一种新型泥浆材料、配比方案结合确定的施钻方法，实现砂土岩芯样品采取率大幅提高、可达100％，泥衣包裹砂土岩芯样品，使砂土岩芯样品保持砂土原状颗粒级配及结构。

背景技术

砂类土是第四系地层中常见的一种松散土，具有呈颗粒状、无粘结力、在无围压条件下易散碎、在水力作用下易形成流砂随水流动的特点。砂类土层钻探取芯率不高一直是影响工程钻探质量的主要问题之一，对一些需要研究砂层微观结构的工程，现有工艺和方法很难满足工程要求。

现有砂土岩芯样品采取技术水平较低，砂层芯样采取率一直较低，大多在50％以下，影响砂土分层和地质鉴定准确性。

砂土岩芯样品常常混入泥浆，难以准确判定砂土岩芯样品的颗粒成分，且在钻具内反复扰动，取出的砂土岩芯样品不能反映砂土的原始结构。

发明内容

本发明的目的是提供在砂土中采用泥衣包裹岩芯的钻进取芯方法，实现砂土岩芯样品采取率大幅提高、可达100％，泥衣包裹砂土岩芯样品，使砂土岩芯样品保持砂土原状颗粒级配及结构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：在砂土中采用泥衣包裹岩芯的钻进取芯方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：钻探设备就位、组装；钻探设备就位后，首先将镶焊合金的合金钻头进行水口切割，形成钻头水口，将切割完毕的合金钻头安装在岩芯管末端，岩芯管接头安装于岩芯管顶部，将带有弹珠座的钻杆接头与岩芯管接头连接，将钻杆与钻杆接头连接，完成钻具安装；

步骤2：按地层分布情况配制天然复合泥浆；

步骤3：钻进取芯：

(1)钻孔，根据地层类别，钻探设备按相应的施钻参数，钻至进尺1.50m；回次进尺小于或等于2m；每回次前采用天然复合泥浆循环钻进至上一回次底部，对上回次钻进深度范围内，采用天然复合泥浆进行泥浆护壁；天然复合泥浆经钻杆进入岩芯管，沿岩芯管内壁向下流动，抵达钻头水口后，经钻头水口流出，沿岩芯管外壁与钻孔孔壁返回地面；

(2)停泵，停止向钻杆孔内及钻孔孔内天然复合泥浆，打开回浆阀门，向钻杆内投入止水弹珠，在重力作用下止水弹珠沿钻杆内壁落至弹珠座内，封闭岩芯管上部；

(3)烧钻；停泵后进行干钻，开始时采用小转速、小钻压施钻，当砂土岩芯样品装满岩芯管，则开大钻机动力系统，采用大钻压，快转速施钻，在短时间内使合金钻头底部和砂土岩芯样品间产生较高的温度，使合金钻头底部和砂土岩芯样品微微烧结在一起，将砂土岩芯样品封闭在岩芯管内；

(4)提钻；当完成烧钻工序后，进行提钻，即将钻杆、岩芯管、合金钻头提出孔口；

步骤4：浆压退芯，岩芯管取出地面后，将砂土岩芯样品取出放置；

(1)岩芯管倾斜倒置，倒出止水弹珠；

(2)采用天然复合泥浆外部循环系统连接岩芯管；

(3)用铁锤轻敲合金钻头周边，震松砂土岩芯样品；