取芯鉆頭以環狀結構破碎井底巖石用于鉆取巖芯,從而在中心部位形成巖芯柱。巖芯收獲率的大小、鉆進快慢都與鉆頭的質量和選擇有關。取芯鉆頭的結構設計要有利于提高巖芯收獲率,鉆頭鉆進時應平穩,以免振動、損壞巖芯,鉆頭外緣與井孔中心應同心,鉆頭水眼位置應使射流不直射巖芯處并減少紊流對巖芯的沖蝕。鉆頭的內腔應能使巖芯爪盡量靠近巖芯入口處,這樣可使巖芯形成后很快經巖芯爪進入巖芯筒而被保護起來,同時可使割芯時盡量靠近巖芯根部,減少井底殘留巖芯。
根據不同的地層、水井鉆機常用的取芯鉆頭分為鋼粒取芯鉆頭、刮刀取芯鉆頭和金剛石取芯鉆頭等類型。
1.鋼粒取芯鉆頭
鋼粒取芯鉆頭以研磨方式破碎巖石,為水井鉆機施工最為常用的一種鉆頭形式,亦是目前最為常用的水井施工鉆進方法,常用于較大口徑的管井施工中。
鉆頭體一般為優質厚壁無縫鋼管,上部為方形絲扣,連接巖芯管;下部割有水口,沖洗液由鉆桿、巖芯管通過水口循環。巖芯管上部與取粉管連接,取粉管連接一短鉆桿,從而與鉆桿連接為一個整體。
2.刮刀取芯鉆頭
刮刀取芯鉆頭以切割方式破碎巖石,它與全面鉆進刮刀鉆頭相同,在刀刃部鑲焊硬質合金,刮刀片對稱均布在一個同心圓的環狀面積上,鉆頭制成階梯狀以提高水井鉆機的鉆進效率。
3.金剛石取芯鉆頭
金剛石取芯鉆頭結構形式多樣,適應地層范圍較廣,有天然金剛石取芯鉆頭、人造金剛石取芯鉆頭和聚晶復合片取芯鉆頭等。
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