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双出口旋流取样器在RC钻探试验中的应用
2018-11-7 07:02 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1668
【中国泵阀第一网 行业论文】双出口旋流取样器包括溢流口1、直筒体3、锥筒体4、分渣室6、双出渣口7构成。直筒体上设有进渣口和支腿。分渣室内设有阀门,阀门外焊接一换向手柄,可通过换向手柄控制阀门的位置。分渣室两侧镶有磁铁,可吸附固定阀门。分渣室外侧设有锁定装置,可以固定换向手柄的位置。分渣室下设有2个出渣口,通过调节换向挡板可以控制2个出渣口的开关。

刘杰,刘跳民 杨胜兴,王安刚,底衡波,钱书伟

(1中色地科矿产勘查股份有限公司,北京100012; 2有色金属矿产地质调查中心,北京100012; 3贵州省有色金属和核工业地质勘查局,贵州贵阳550005)

摘要:反循环取样(RC)钻探是钻探技术的又一次技术革命,以其高效率、低成本、高适应性在西方国家得到了广泛应用。近年来,RC钻探在我国也越来越得到重视,应用越来越多。采样工艺是RC钻探的重要组成部分,国外在这方面比较先进,而我国采样工艺相对简单落后。双出日旋流取样器是对单出口旋流取样器的改进,在单出口的基础上增加了一个出口及阀门阀门为两个出口共用,开启一个的同时关闭另一个。通过阀门的开关实现两个出口轮流接样,避免了连续进尺情况下的样品遗漏,减少了取样过程中粉尘外溢造成的污染。通过在卡拉塔格整装勘查区RC钻探试验中的应用,证明了它在防止样品遗漏、减少环境污染及便利取样操作方面有很大优越性。

关键词:空气反循环钻探(RC);取样钻探;岩样收集;取样器

1 概述

2014-2016年,有色金属矿产地质调查中心在新疆哈密地区开展了“卡拉塔格整装勘查区成矿规律与找矿预测研究”项目,该项口是国土资源部公

益性行业科研专项经费项目,项目的研究口标是:查明卡拉塔格整装勘查区成矿地质背景、关键控矿因素和盆一弧构造演化机制和规律;研究开发一套适应荒漠一浅覆盖区VMS型和斑岩型铜多金属矿床快速勘查评价技术方法,集成成矿规律和勘查技术研究成果,构建VMS型、斑岩型矿床找矿预测标志体系和勘查模型,为找矿突破提供技术支撑;开展找矿靶区预测与快速评价示范;开展RC(空气反循环)钻探技术对比研究与应用示范,为制定空气反循环钻探行业技术规范提供科学依据,为整装勘查区提供先进的钻探技术手段。

该研究项目分4个课题,其中一个是‘`RC钻探与金刚石岩心钻探对比试验(编号:201411026 -4) ",在实施RC钻探与金刚石岩心钻探对比试验研究中,课题组对岩样收集工具—旋流取样器进行了研究,针对国内普遍使用的单出口旋流取样器存在的问题做出了改进,研制出了双出口旋流取样器。

2 国内外取样器简介

国外发达国家的RC钻探样品收集装置大多把旋流取样器与样品缩分器做成一个整体(参见图1),并悬挂于钻机旁边,样品收集后直接进人缩分器,出来的样品只收集2个小样,大部分样品弃掉,节省收集成本,提高了施工效率。

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图1 取样、缩分一体的采样系统

国内的取样器大多是单出口旋流取样器,取样和缩分是分开的,先取大样,即所有段长的样品收集于一个大塑料袋中,再倒人缩分器中进行缩分(参见图2、图3)。这种两步走的样品收集方式效率低,工人劳动强度大。

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图2单出口取样器

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图3缩分器

3 单出口旋流取样器存在的问题

本课题实验中采用国内用得较多的单出口旋流取样器,高速空气携带孔底样品从切线方向进人旋流取样器,通过离心力及重力作用使气体和固体在取样器中分离,质量大的固体颗粒沿旋流器内壁下落,从下出口进人样袋;一部分很细小的粉尘被气流携带从旋流器的排气口排出到环境中。

试验发现,单出口取样器存在以下问题。

( 1)由于不规范操作造成取样、换样品袋间隙的样品遗漏。

单出口取样器取样过程:一个取样段长施工结束,取样工得到司钻人员指令后取下样袋,再把空样袋套到取样器出口上绑好。按操作流程,在取样时间段内是不能进尺的,但实际生产过程中,操作人员往往会不按规程操作,连续进尺。经试验实测,换样品袋的时间一般3~5 s,钻进时效18~37 m/h,据此计算,造成每米样品流失0. 02~0.05 m。图4为试验钻孔MRC0904在孔深102 m时遗漏的样品。

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图4 遗漏的样品

(2)取样造成环境污染。

取下样品袋后,大量气体、粉尘从下出口排出,弥漫在取样器周围,影响操作人员健康,对环境造成了很大的污染。因出口周围粉尘大,操作人员看不清,换样袋时只能凭感觉(见图5)。

4 双出口旋流取样器

为解决上述问题,课题组对单出口旋流取样器进行了改进,设计了双出口旋流取样器(见图6),并已获得了国家专利(专利号:ZL 2014 2 0766736. 5)。

主要的改进有两点

(1)增加了一个出料口。把单出口改成双出口,两个出口共用一个阀门,一个关闭时另一个敞开。这样可进行连续取样,避免了换样品袋间歇的样品遗漏及粉尘污染,减小对工人的健康危害。

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图5取样时的粉尘

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图6双出口取样器示意图

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(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 取样器 阀门 调节阀 水泵 
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