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关于破碎岩心问题,请解答

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wangxinpu 发表于 2009-9-30 11:30:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
第一,请问在什么情况下钻机取出的岩心是呈岩屑状的,有那些岩性可能会出现这种情况?
第二,这样的岩心与构造及地应力有关?

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zong2006 发表于 2009-9-30 14:00:23 | 显示全部楼层
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tsywyg 发表于 2009-9-30 15:27:37 | 显示全部楼层
1.岩心呈岩屑状和许多因素有关,主要因素有岩石的矿物成分、风化程度、钻进速度、钻杆垂直度、钻头直径等。强风化的花岗岩、均质混合岩、泥质胶结的砂岩砾岩岩心常呈岩屑状;坚硬的脆性岩石有时呈岩屑状。如果钻杆晃动严重,硬岩有时呈岩屑状。
2.岩心采取率低多和构造发育有关系,要结合区域构造及工点局部构造综合进行分析。我单位曾在著名的郯庐断裂带上多次进行勘察工作,岩心采取率一直不很高。
岩心采取率和地应力好象没有直接关系,高地应力段岩心取出后软岩多呈饼状,硬岩易崩解。

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riversun 发表于 2009-9-30 15:38:54 | 显示全部楼层
专家都提前放假了,没人来啊,我试着解答一下,专家来后斧正:
不知道你所说的岩屑状是啥样子,是不是像砂子一下?
一般来说岩芯钻探的取芯率除了和钻探水平有关外,还和岩体的风华程度有关系,风华程度高的岩体,在正常钻进技术水平下,破碎率高,取芯率低,特别是强风化,就更低了。
例如,强风化花岗岩,在钻探技术差时,岩芯管的磨损加上循环水的冲刷,就可能只剩下一堆砂子一样的东西,取芯率差的一塌糊涂,这样的钻探水平是要坚决枪毙的。
但是好的钻工,会把这样的岩芯取上来,取芯率最高可达80%,碎裂的岩芯能拼成圆柱状。
在我碰到的岩性里,都是这样子的,钻探出来成岩屑状的大部分都是钻探技术造成的。所谓一分价钱一分货。此言不虚!!
是否有的岩性尽管钻探技术合格,也会成岩屑状,我没见过,请专家补充。
除了和风化程度有关外,有时候和地应力有关,在把岩芯取出来后,由于应力释放,有的岩芯会自己爆裂,例如页岩会裂成一层层的,像饼干一样,所谓饼化现象(严格地说,饼化也不都是地应力的关系,水和粘土矿的结合导致膨胀,也会导致页岩饼化)。是否由于地应力导致成岩屑状,我没有见过,不知专家是否见过。一般来说,由于地应力释放导致的岩体爆裂一般会成规律状的碎裂,感觉不会碎成岩屑。
另外,一般的工程,不会涉及到很深的岩体内部,地应力可以忽略,只有埋深较大的工程(如隧道)需要考虑,100米以内的钻孔似乎地应力都不大(个别地点地应力异常不在其内,例如板块接触的部位附近)。
构造应力也和附近构造有关吧。构造破碎,导致岩芯也破碎,但是我用过的钻机能够吧破碎的岩芯拼成圆柱状。很棒!!
粗浅见识,仅供参考,专家补充哦

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lucenyu 发表于 2009-9-30 16:05:57 | 显示全部楼层
说得好,就是与岩石的岩性、风化程度,构造、钻杆有关

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ljmtidilgw 发表于 2009-9-30 16:40:20 | 显示全部楼层
没有办法补充,已经很全了
楼上几位专家把破碎岩石都分析了,那么如何提高破碎岩石的取芯率?因为几乎所有的工程都关心破碎岩石,作为地基,可能是压缩层;搞地下水,可能是含水层或脉状含水带;搞隧道,可能有涌水或需要钢架之护、系统锚杆加喷护,可能把TBM窝到那里.......总之,我们都更关心破碎的岩石,好的岩石一般轻描淡写就OK了!
提高取芯,需要从钻探技术上考虑:
(1)不用单管,采用双管取芯。甚至三管取芯。我见到的三管取芯,把玄武岩比较破碎的都可以取到,一般达到95%以上。接近中型剪切样的水平
(2)绳索取芯
这个在很多大型水利工程中应用很多,可以取断层破碎带里的东西。
(3)钻机要稳固,不要遥遥晃晃;供水要慢、压力适当减小,适当提高钻机旋转速度等措施。

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riversun 发表于 2009-9-30 17:00:27 | 显示全部楼层
不同意见:
绳索取芯的原理是套管钻进,用钢丝绳索吧岩芯管提上来,可以加快提钻速度,节约时间,提高钻进效率,理论上与提高岩芯采集率无关。
但是由于减少了岩芯管磨损岩芯的时间,有时候也能减少磨损,提高采集率
不知对否?!

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 楼主| wangxinpu 发表于 2009-9-30 18:42:34 | 显示全部楼层
谢谢各位解答,大家都认为岩石风化后可能会出现岩心呈岩屑状的情况,尤其像花岗岩样的矿物结晶较好的岩石风化后更是容易出现类似情况,可是本人所见到的,所取岩心的原岩的风化情况仅是中等风化,在外表看来比较完整只是节理较发育。岩石成分多是细粉砂质和泥质沉积岩变质所成的板岩。由于对此情况不甚了解特向大家求解,再有板岩只是轻度动力变质的结果,如果板岩岩心取出如此,那动力变质程度更高的千枚岩,片麻岩,片岩的情况会是怎样呢?如有在上述岩性区进行过勘探的请给予答复。如能解释其原因,将不胜感激!

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ljmtidilgw 发表于 2009-9-30 20:53:10 | 显示全部楼层
我刚毕业就被安排到了宁夏山区,那里是浅变质砂岩、粉砂岩和板岩,有时是薄层互层。总之,在西北地区,地质构造复杂,构造运动有多期性,变质岩很多。一般在场地可以观察到很多组构造,变质沉积岩,保留沉积岩的特征,如层理、粒序等,又有变质岩的 特征,如岩石单轴抗压很高、片理十分发育、卸荷作用显著、岩石很破碎等。
楼主为为什么岩石那样破碎,我大概按主要和次要因素给几个可能主要的原因:
(1)构造发育
断裂及伴随的纵横交错的节理裂隙,把岩石切割成碎块状或块状。特别是多期构造运动对原岩体完整性的改造和破坏。
(2)片理发育
毕竟变质岩是在高温高压下形成的或局部于构造运动几部位有关,那么沉积岩在变成变质岩过程中会发生一系列变化,如重结晶、充填改造已有的结构面(包括层面)、产生次生构造节理等。
(3)层面构造
变质沉积岩继承了沉积岩的特性,层面仍然是不连续结构面。因此,象页岩、泥岩变质成的板岩,也有密集的层面构造。当然也有片理构造。
(4)卸荷作用
位于地表的变质岩石,在卸荷作用下,产生张裂隙和微张裂隙,对岩体完整性进行进一步改造。这个一般深度和地貌有关,有的影响深度可达几十米深,如果是高山峡谷地段。
(5)地应力作用
位于构造活跃地区、构造交汇地段、地形地貌变化大的地段、山脚等,容易引起地应力集中,应力释放就会引起岩石的变形或破坏。

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牧马人 发表于 2009-10-1 02:12:35 | 显示全部楼层
岩心为何呈岩屑状,上面各位发表的意见也反映出地区不同,情况有异。我根据本地区情况谈谈个人认识。
根据我在工程实践中的体会,我认为岩心呈岩屑状固然与钻探因素、岩石风化程度等有关,但更主要的恐怕是岩性因素,主要是岩石的胶结物或充填物、胶结程度及溶蚀程度等有关。在我们这里有一些白云岩,其风化程度属微风化,哪怕是同一个钻探工人,用同一台钻机和采用相同钻探参数,钻出的岩心都会是呈岩屑状,而其他中风化甚至强风化白云岩的岩心则相对比较完整。原因何在?岩石的胶结程度较差或者晶间胶结物(碳酸钙)溶蚀较发育,岩石孔隙度较大,也就是岩石的结构比较疏松,自然容易破碎。换句话说,胶结物比较软弱(如泥质)、胶结程度差(或胶结物溶蚀较发育)、结构疏松的岩石,岩心的完整程度就差。

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twycxg 发表于 2009-10-4 23:45:00 | 显示全部楼层
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jyb0199 发表于 2009-10-7 09:31:34 | 显示全部楼层
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chenglianwei 发表于 2009-10-10 10:23:35 | 显示全部楼层
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zhiri 发表于 2009-10-12 09:11:10 | 显示全部楼层
岩芯采取率的高低,主要与钻进方法、技术以及钻工的责任心有关(可能很大程度上与经济效益密切相关)。
岩芯采取的完整程度除受原岩本身结构、构造及外界构造影响因素外,同时也受钻进方法、技术以及钻工的责任心的严重影响。下面发几张风化花岗岩的岩芯照片,虽然是全 - 强风化花岗岩,只要认真了,仍可取出完好的柱状岩芯。

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zhiri 发表于 2009-10-12 09:13:41 | 显示全部楼层
风化花岗岩的完好的柱状岩芯
1
PICT0788.JPG

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zhiri 发表于 2009-10-12 09:30:09 | 显示全部楼层
岩芯采取率的高低,主要受钻进方法、技术影响,更取决于作业人员的责任心,当然现今情况下,已直接与经济效益紧密相连。
    岩芯采取的完整状况,除受岩体本身结构、构造以及外界构造作用影响外,更主要的还是在于钻进方法、技术与作业人员的责任心,同样直接与经济效益紧密相连。
    下面发几张全 - 强风化花岗岩中采取的完整的柱状岩芯照片。当然,这是在作业人员相当认真的情况下才做到的。

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zhiri 发表于 2009-10-12 09:36:21 | 显示全部楼层
风化花岗岩中采取的完整的柱状岩芯
1
PICT0788.JPG
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dong2743 发表于 2009-10-12 09:40:12 | 显示全部楼层
以上都是精辟之言啊
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zhiri 发表于 2009-10-12 09:41:36 | 显示全部楼层
总也传不上去,怎么出了这么多?!

还得接着把照片发完。

风化花岗岩中采取的完整的柱状岩芯
2
PICT0789.JPG
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zhiri 发表于 2009-10-12 09:44:47 | 显示全部楼层
请把多的给删掉。

风化花岗岩中采取的完整的柱状岩芯
3
PICT0790.JPG
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y99ld127000 发表于 2009-10-13 17:02:54 | 显示全部楼层
不错,学习
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muzieswn 发表于 2010-7-2 13:51:44 | 显示全部楼层
谢谢各位解答
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Pgain 发表于 2010-7-2 21:23:42 | 显示全部楼层
领教了
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东方不败 发表于 2010-7-23 23:51:25 | 显示全部楼层
学习了
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xyzxyz 发表于 2014-12-24 07:21:29 | 显示全部楼层
不错!  
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cxc1995-1999 发表于 2014-12-24 08:40:41 | 显示全部楼层
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楚八怪怪 发表于 2014-12-25 17:41:23 | 显示全部楼层
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flyingegg 发表于 2021-10-10 14:37:23 | 显示全部楼层
鉴定完毕.!  
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