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第四章 探矿工程技术

第二节 常用取心工具

在取心过程中根据一次性采取岩心的长度可以将取心钻具分为短筒取心钻具和长筒取

心钻具。单管取心，双管单动取心，双管双动取心，绳索取心工具由上稳定器、分水接头、
堵孔钢球、外返孔嘴、悬挂总成、内岩心筒组、外岩心筒组、下稳定器、组合内筒鞋、岩
心爪、取心钻头等部件组成。取心钻头的主要功用是形成岩心，而取心工具的主要功用则

是保护岩心和取出岩心。显然没有合适的取心工具就不可能高质量地取好岩心。根据割心
方式，目前国内外的取心工具基本上可分为加压式、自锁式和砂卡式三类。割心时，下放

钻具，岩心爪靠钻压和内筒下滑冲击力收缩变形，包住、卡断或扭断岩心的取心工具称为
加压式取心工具。割心时上提钻具，岩心抓靠自身的弹性力或它与岩心之间的摩擦力收缩
变形，卡紧并拔断岩心的取心工具称为自锁式取心工具。

第一，取心钻头用于钻取岩心。取心钻头以环状破碎井底岩石在中心部位形成岩心柱。
根据取心所钻地层不同，取心钻头分为牙轮取心钻头、刮刀取心钻头和金刚石取心钻头等
几种类型。第二，岩心管及其悬挂装置。岩心管是取心钻具的重要组成部分之一。它包括

内岩心管、外岩心管、内外岩心管扶正器、内岩心管回压阀和悬挂总成等部件。目前常用
的悬挂装置有螺纹式悬挂、销钉式悬挂和球座式悬挂三种。岩心管是指在岩心钻探中连接
在钻头上部用以容纳和保护岩心的一段管材。钻进时，它还起导正钻具的作用。普通的岩

心管仅只是一根两端有丝扣的无缝钢管，直径略比钻头直径小一点（小 2 ～ 4 毫米）。单
根的岩心管长 1 ～ 2 米，为防止钻孔弯曲可将几根岩心管连接起来，组成长粗径钻具。在
特殊地层（如松散、破碎地层）钻进时常采用特殊的岩心管，如双层岩心管。第三，岩心

爪的作用是在取心钻进结束后用以割断岩心，并在起钻时承托已经割取的岩心以防脱落。
单管钻具结构简单、加工方便，是硬质合金和钢粒钻进常用钻进的取心工具。由于单
管钻具中冲洗液由钻杆送入岩心管。直接冲向岩心顶部，加之岩心管回转对岩心产生的碰
撞、摩擦作用的钻机配件，岩心极易损耗，故只适用于较完整稳固的地层。双层岩心管是

在原岩心管（外管）中增设一根岩心容纳管（内管）而成。根据钻进中内管是否转动分为
双动与单动两种类型：双层双动岩心管（双动双管）外管转动，内管也转动。双层单动岩
心管（单动双管）外管转动，内管不转动。双层岩心管可隔离冲洗液对岩心的冲刷作用。

双动双管隔水不隔振，用于松软、松散的易冲蚀地层；单动双管隔水又可隔振，适用范围
更为广泛，金刚石钻进基本上都使用单动双管钻具的钻机配件。
取心工具选择。不同井深条件下取心工具的选择：浅井选短筒，深井中长筒。根据地

层岩性选择取心工具：在松散、松软地层中应选用加压式取心工具，而在中硬～硬地层以
及岩心成柱性较好的软地层中应选用自锁式取心工具。目前，国内外钻井取心均广泛使用
金刚石取心钻头。金刚石取心钻头使用效果好特别是胎体式金刚石取心钻头，能保证钻头

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