(1) SCG 3 튜브 코어 드릴링 공구
안후이성 광산국 3 13 지질팀 탐광공학기술연구소에서 개발한 SCG 3 관취심드릴은 제 4 계와 제 3 계 지층에서 원상암심 샘플을 채취할 수 있다. 시추할 때, 심심은 직접 3 층 유기 투명 플라스틱 파이프로 들어간다. 코어를 뽑을 때 플라스틱 파이프를 코어와 함께 직접 빼내고, 플라스틱 파이프의 양끝을 밀봉하여 코어 샘플이 오염, 물 손실, 2 차 풍화를 받지 않도록 하여 장기적으로 원상태를 유지한다. 이 드릴은 이미 국가 특허를 획득했다 (특허 번호: ZL20082004 1782.3).
1. 드릴 구조
SCG 3 튜브 단일 이동 중심 드릴은 주로 외부 튜브 어셈블리, 내부 튜브 싱글 어셈블리 및 코어 홀더로 구성됩니다 (그림 4-2). 여기서 외부 파이프 어셈블리에는 상단 접합, 외부 파이프, 외부 파이프 짧은 섹션 및 외부 드릴이 포함됩니다. 내부 튜브 단일 동작 어셈블리는 위쪽 강철 볼, 베어링, 베어링, 아래쪽 베어링, 실링 링, 샤프트, 위쪽 조정 잠금 너트, 내부 커플링, 아래쪽 조정 잠금 너트, 샤프트 밸브 스프링, 볼 밸브, 밸브, 내부 튜브, 코어 튜브 또는 내부 튜브 앞으로 드릴 비트로 구성됩니다. 코어 장치는 튜브 밸브 덮개, 피스톤 씰, 피스톤, 볼 밸브, 코어 튜브 등의 부품으로 구성됩니다.
그림 4-2 SCG 3 튜브 교란 코어 드릴링 공구 구조 다이어그램 없음
1-다목적 커넥터; 2- 외부 튜브; 3- 볼; 4-상부 베어링; 5-베어링; 6-하부 베어링; 7-베어링 시트; 8-실링 링; 9 축 10-어머니 잠금 1 1- 내부 피팅 12-어머니 잠금 13-봄 14- 볼 밸브; 15- 밸브 시트; 16- 보닛; 17- 실링 링; 18-피스톤; 19- 볼 밸브; 20-내부 튜브; 21-심장 튜브 (유기 유리 튜브); 22-외부 튜브 짧은 섹션 및 클램핑 장치; 23-심장 튜브 시트; 24-드릴 비트; 고급 비트 소량
드릴링 공구의 작동 원리
드릴링하는 동안 드릴 외부 튜브 어셈블리는 리밍 드릴링의 회전 토크를 전달하는 데 사용되며, 내부 튜브 어셈블리는 코어 교란을 줄이기 위해 회전하지 않습니다. 동시에, 내부 튜브에 배치 된 코어 튜브 (유기 유리 튜브) 는 코어가 오염되지 않도록 하여 원래 샘플을 유지합니다. 드릴링하는 동안 진흙은 상부 조인트의 분수구멍을 통해 내부 및 외부 튜브 사이의 간격을 통해 드릴 하단으로 전달되고, 드릴을 냉각하고 윤활하며, 부스러기를 가지고 바닥으로 돌아옵니다. 내관과 암심 수용관에는 진흙이 직접 씻기지 않고, 드릴다운 과정에서 수용관의 소량의 진흙이 수용관의 단방향 밸브와 코어가 들어가는 내관축이 있는 단방향 밸브를 통해 내관과 외관 사이의 틈새로 배출되어 지면으로 돌아옵니다. 마지막 드릴링이 끝나면 드릴이 표면에서 들어올린 후, 내부 튜브를 뽑고, 내부 피팅을 제거하고, 전용 커넥터를 연결하고, 진흙을 펌핑하는 방법으로 인클로저 피스톤을 빼내고, 전체 인클로저를 밀어서 꺼낸 코어가 양호한 원래 상태를 유지할 수 있도록 합니다. 그런 다음 수용 튜브의 양쪽 끝을 밀봉하고 바위 샘플의 방향, 길이 및 구멍 깊이를 표시합니다.
연토층에 들어가면 선진적인 내관압식 드릴이나 플립형 외드릴로 대체할 수 있다. 내부 파이프의 주 축 잠금을 조정하여 내부 및 외부 파이프의 맞춤 길이를 미세 조정할 수 있습니다.
특수 드릴 비트 및 코어 캡쳐
서로 다른 지층의 원상 견본 요구 사항을 충족시키기 위해 전용 드릴과 카드 드릴 장치를 설계했다. 드릴 구조 및 코어 링 장치 설계는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(1) 드릴 연마제 선택
1) 제 4 계 느슨한 층은 초경합금 드릴을 사용한다. 일반적으로 팔각형 기둥과 네모난 기둥으로 굵은 자갈층을 만나 구형과 팔각형 합금을 사용한다.
2) 3 계와 4 ~ 6 층은 경질합금과 금강석 콤비네이션 드릴을 선택한다.
3) 자갈 지층은 다이아몬드 (주로 열압임신) 또는 침상 합금 드릴을 사용한다.
(2) 립 디자인
네 번째 느슨한 드릴 비트의 드릴 립은 드릴이 수축되고 막히지 않도록 계단과 옆구리로 설계되어 드릴이 막히는 것을 방지하고 드릴을 내려갈 때의 흡입 작용을 줄입니다 (그림 4-3). 자갈 지층에서 드릴의 아랫입술은 밑바닥으로 설계되어 파고들 때의 진동을 줄이고 드릴의 수명을 높이는 것이 가장 좋다.
(3) 수로 설계
부드러운 지층은 드릴링 과정에서 물에 쉽게 떠내려가기 쉬우므로, 드릴수로의 설계는 진흙이 직접 씻기고 암심을 오염시키는 것을 피해야 한다. 따라서 하단 스프레이 및 측면 스프레이 드릴 구조는 일반적으로 드릴링 중 진흙이 코어를 씻지 않도록 하는 데 사용되며, 드릴을 냉각하고 비듬을 제거할 수도 있습니다 (그림 4-3).
그림 4-3 전용 코어 링 드릴 및 코어 링 장치
(a) 하단 주사 합금 드릴; (b) 외부 리브의 바닥에 스프레이 된 합금 드릴 비트; (c) 링 나이프 고급 코어 링 장치; (d) 플립 플레이트 코어 링 장치; (e) 가시 코어 링 장치
(4) 코어 캡쳐 설계
일반적인 드릴 카드 스프링 외에도 그림 4-3 과 같이 3 중 튜브 드릴은 여러 가지 복잡한 상황에 따라 드릴 비트나 단절에 고급 압입식 코어, 플립형 코어 및 스프링 혀 코어 추출기를 설계했습니다.
4. 효과 적용
SCG 3 관 원상 샘플 코어 드릴은 이미 2 1 개의 지질 탐사 시추공 및 과학 시추공 (4 개의 환경 과학 시추공, 8 개의 지진 단층 단면 샘플 구멍, 7 개 도시 3 차원 지질 조사공 및 2 개의 지질 탐사공 포함) 에서 응용 프로그램을 추진해 누적 시추 작업량 6488.5 1m. 시공의 과학 시추공 심심 품질 지표는 표 4- 1 에 나와 있으며, 다른 지층 심심수확률은 표 4-2 에 나와 있다.
그림 4-4 코어 샘플의 트리플 튜브를 방해하지 않음
표 4- 1 건설 과학 드릴링 코어 링 품질 지표 목록
표 4-2 다른 지층에서의 코어 채택률 목록
(2) 반 폐쇄 코어 드릴링 공구
반조합관 드릴은 일반적인 단작용 이중관을 기초로 개선된 일종의 심심 (샘플) 을 방해하지 않는 중심 도구이다. 현재 국내에서 일반적으로 사용되는 반조합 드릴 드릴은 KZ 시리즈 (중국 지질과학원 탐사기술연구소 설계), SDB 시리즈 (청두 궁리 시추 설비 유한회사 설계), WX 시리즈 (무석 드릴공장 유한회사 설계) 를 갖추고 있습니다. 이 드릴은 복잡하고 산산조각 난 지층에 파고들 때 방해받지 않은 샘플링의 좋은 성능 우위를 보였다.
1. 드릴 구조
반폐쇄 파이프 코어 드릴은 외부 파이프, 단일 작용 어셈블리, 전환 커넥터, 반폐쇄 내부 튜브 어셈블리, 코어 클램프 시스템 및 드릴링 분리 헤드로 구성됩니다. KZ 및 SDB 시리즈 반접속 코어 드릴은 그림 4-5 와 그림 4-6 에 나와 있습니다.
그림 4-5 KZ 단일 이동 이중 파이프 드릴
1-상부 커넥터; 2-베어링 캐비티; 3- 스프링 4- 중심 축; 5- 리머; 6-너트; 7-내부 피팅; 8- 외부 튜브 9-내부 튜브; 10- 중앙 링; 11-카드 스프링 시트; 12-카드 스프링; 13 비트 ：
B 1- 베어링 B2 베어링; B3--방수 볼; B4- 탄성 워셔
드릴링 공구의 작동 원리
본 발명은 일반 단동 이중관의 내관을 반조합관으로 설계했다. 드릴링할 때 내부 및 외부 파이프는 회전하고 반복합 파이프는 회전하지 않습니다. 암심은 반조합관에 들어가고, 진흙은 내관과 외관 사이의 고리 틈새를 통해 방수 드릴에 도달하고, 외관과 공벽 사이의 틈새에서 구멍으로 돌아와 반조합관의 암심이 진흙으로 오염되지 않도록 한다. 코어를 뽑을 때, 반관을 외부 파이프에서 빼내고, 반관의 클립을 제거하면, 반관에서 원심을 꺼낼 수 있다. 이렇게 하면 기존의 외부 튜브 또는 코어 풀링 방법으로 인한 간섭, 혼란 및 구조 변형을 방지할 수 있습니다. 이 드릴과 함께 제공되는 방수 방부 드릴은 그림 4-7 에 나와 있습니다.
3. 효과 적용
KZ, SDB, WX 의 반관형 코어 채취 도구는 원촨 지진 단층대 과학 시추 프로젝트의 5 개 시추 프로젝트에 사용되었습니다. 희귀하고 복잡한 지층 조건 하에서 암심의 원상 (그림 4-8), 평균 암심 수확률이 90% 이상에 달하며 과학 시추의 요구 사항을 완벽하게 충족하고, 지학 연구에 고품질의 실물 샘플을 제공하였다. 안후이성 지광국 3 13 지질팀이 시공한 원촨 지진단열대 과학시추 WFSD 3 구멍, 최종 구멍 깊이 1502.30m, 전공은 반폐쇄관 취심, 평균 암심 수확률 92.5% 로 나타났다. 지름이 다른 반폐쇄 파이프 코어 드릴링 통계는 표 4-3 에 나와 있습니다.
그림 4-6 SDB 반 폐쇄 튜브 코어 드릴링 공구
1-외부 튜브; 2- 반 폐쇄 파이프; 3- 종정; 4- 침전조; 5-단방향 밸브 메커니즘; 6-상부 단일 이동 메커니즘; 7 축 8-단일 동작 메커니즘
그림 4-7 전형적인 방수 부식 방지 드릴
그림 4-8 원래 코어 샘플 이미지
표 4-3 WFSD 3 홀 코어 드릴링 데이터 목록
(3) 유압 피스톤 코어 링 드릴링 공구
베이징조사공학연구원이 개발한 유압 피스톤 코어 드릴은 주로 부드러움이나 반고결지층에서 원상암심 () 을 채취하는 데 쓰인다. 이 드릴은 이미 국가 특허를 획득했다 (특허 번호: ZL201120295071).
1. 드릴 구조
유압 피스톤 코어 드릴은 그림 4-9 와 같이 내부 튜브 어셈블리, 인양 접합, 전단 핀, 내부 튜브 링, 외부 튜브 링, 빠른 릴리즈 장치, 드릴 파이프, 드릴 칼라, 하단 지지 베어링, 버퍼, 피스톤 헤드 및 실링 링, 절단 신발 및 외부 드릴로 구성됩니다.
그림 4-9 유압 피스톤 코어 링 드릴의 구조와 원리
드릴링 공구의 작동 원리
드릴 내부 튜브 어셈블리는 로프 코어 외부 튜브 내부에 위치 및 밀봉되어 있습니다. 지상 펌프에서 나오는 고압 진흙은 드릴 파이프를 통해 내부 튜브 어셈블리에 압력을 가하며, 안전 핀이 잘릴 때까지 압력이 점차 증가하여 즉시 내부 튜브를 지층으로 밀어 넣습니다. 압력 속도는 6 ~ 12m/s 에 달할 수 있으며, 압력 속도가 빠르기 때문에 드릴은 회전하지 않고 코어 교란은 매우 작으며 위아래로 혼동되지 않으며 코어 수확률은 100% 에 이릅니다. 피스톤이 진흙을 분리해서 암심이 오염되지 않아 꺼낸 암심은 섬세하고 제자리, 충실함.
3. 사용 방법 및 효과
소프트 (느슨한) 지층을 샘플링할 때, 외부 파이프와 외부 드릴은 주로 코어를 채취한 후 구멍을 확장하는 역할을 하며, 내부 파이프와 절단 신발은 정압이 빠르게 지층으로 들어가 심지를 채취하는 데 사용된다. 암심이 내관에 들어간 후 밧줄로 인양기로 내관 부품을 인양하고 원상암심 샘플을 꺼낸다. 그런 다음 외부 튜브 드릴을 사용하여 마지막 샘플 구멍의 하단을 확장한 다음 다른 샘플 드릴 세트를 드릴 파이프 안에 넣는 방식입니다.
이 코어 드릴은 이미 남해에서 3 차례의 해상 심수 샘플링을 실시했으며 성공률과 암심 원상 회수율은 100% 에 달하여 좋은 응용 효과를 거두었다.