筒钻环切后形成岩岩芯

原理介绍：筒钻为环切破碎，钻进后形成12cm圆环破碎带，切削后筒内未破碎区域形成岩芯，岩芯呈柱状，在筒钻环向切削的影响下，岩芯内部裂隙进一步扩大，最终将导致岩芯断裂。岩芯断裂后，通过钻头筒体内台阶、齿座、内齿的卡滞以及钻渣的塞填作用，可卡住岩芯，将岩芯整体取出。

筒钻台阶示意                

筒钻卡钻岩芯

筒钻破碎后取芯成功，则不需要改换截齿捞沙斗将岩芯先破碎成小块，再将钻渣捞出，可大幅提升岩石工况钻进效率。

目前在取芯操作中，只要岩芯发生断裂，便可轻松取出岩芯。在岩石节理不发育的情况下，筒钻钻进后，岩芯不断裂，是目前取芯的难点。因此提高取芯概率，需从让岩芯发生断裂方面入手。

提升方法：

1.选择小直径钻头进行取芯（推荐直径0.8m-1.5m），钻头直径越小，筒钻钻进后，形成的岩芯直径越小，岩芯越容易断裂。

2.增大筒体高度（推荐筒体高度1.8m—3.0m），筒体高度越高，筒钻钻进后，形成的岩芯越高，岩芯越容易断裂。

3.增大对岩芯的扭矩，可在筒钻内腔顶部焊接截齿，截齿破碎岩芯形成钻渣，钻渣将不断填充到岩芯与筒壁之间，此时钻机可通过钻头对岩芯施加更大的扭矩，不断正反转钻头可将岩芯拧断。

4.在筒钻的顶部、中部焊接三角筋板，在筒钻钻进时，对岩芯施加水平推力，使岩芯不断摆动，使岩芯断裂。

以上介绍的方法1、2、3可在牙轮筒钻、截齿筒钻上直接应用，筒钻破碎岩石后可将岩芯直接取出。方法4使用在专用取芯钻头上，取芯钻头底部不不安装切屑齿，在岩芯不断裂时，更换专用取芯钻头将岩芯掰断、取出。

取芯效果：

施工中采用专用取芯钻头取出的岩芯高度均在3m左右

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知识点：岩石取芯技术