地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验.pdf

第 40 卷 第 1 期2024年 1月Uranium Geology铀矿地质Vol.40 No.1Jan.2024地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验李博1，刘晓阳2，王琳3，邓氚军3，杨爱军4（1.核工业北京地质研究院，北京 100029；2.中国核工业地质局，北京 100013；3.核工业二四三大队，内蒙古 赤峰 024000；4.核工业二八大队，内蒙古 包头 014010）摘要 为解决单管钻具取心工艺方法在深部目的层/矿层等松散岩层取心中存在的取心质量差、取心效率低和操作难度大的问题，开展了地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管钻具的研制和试验。通过设计和改进单动机构、断心结构、液力退心机构和快拆机构，研制了两类分别具有可直接液力退心和快速拆卸功能的 SD 型单动双管钻具。试验结果表明：SD110型双管钻具可在免拆内管的情况下实现地表快速液力退心，提高双管钻具退心效率；SDKC110型钻具可快速拆装更换内管，实现退心和钻进平行作业。与单管钻具相比，SD 系列单动双管钻具在松散岩层的平均回次长度提高 28.62%，平均机械钻速提高 11.61%；与常规单动双管钻具相比，退心操作时间降低了 32.69%。SD 系列单动双管钻具适用于在松散破碎地层进行取心钻进应用，可有效提高岩心采取效率和岩心质量。关键词 单动双管钻具；液力退心；快速拆卸；设计与试验文章编号 1000-0658（2024）01-0181-08 中图分类号 P634.5 文献标志码 A地浸砂岩型铀矿取心钻探普遍采用投球式单管 取 心 方 法，单 管 钻 具 结 构 简 单，退 心 操 作 便捷1-4，在松散砂岩地层取心时，采用小泵量或无泵取 心 钻 进，可 获 取 较 高 的 岩 心 采 取 率 和 岩 心 质量5-7。随着近年来地浸砂岩型铀矿勘查钻探工作量逐步提升，钻探深度逐步加深，投球式单管取心方法的不足凸显，包括深部取心效率低、松散岩层回次进尺短、操作要求高、作业强度高和易发生孔内事故等。特别是在深部松散岩层采用无泵取心工艺方法，要求操作者具有很高的操作技术，同时需要较大能力的钻探设备和强度较高的钻杆柱，钻探材料成本高，孔内事故率较高。单动双管钻具是外管转动而内管不转，内管隔水可有效降低水流对岩心的冲刷，降低钻头振动对岩心的扰动，可避免强力规程的无泵取心方法，降低取心难度，减少钻头消耗。中国核工业地质局曾组织多家单位对双管钻具开展系列研究，研制了HD-216 型投球式单动双管钻具、HD-89/71 多功能半合管单动双管钻具、孔底反循环取心钻具、射流式 取 心 双 管 钻 具 和 新 型 投 球 式 双 动 双 管 钻 具等8-10，对岩心采取率和钻探工程质量的提高发挥了积极有效的作用。但相比单管钻具，单动双管钻具结构相对复杂，退心操作时的拆卸组装工序多，时间长，影响了单动双管钻具的推广应用。随着地浸砂岩型铀矿勘查钻孔深度向 1 000 m突破，深部松散岩层取心难度增加，特别是对于部分勘查程度较高的矿区，仅目的层或矿层取心，取心工作量减少，取心质量要求提高。面对单管钻具取心工艺方法在深部目的层/矿层等松散岩层取心中存在的不足，为进一步提高单动双管钻具的应用DOI:10.3969/j.issn.1000-0658.2024.40.015李博基金项目 中国核工业集团“第四代铀矿勘查关键技术研究与示范”项目（编号：2021-143）资助。收稿日期 2023-09-13 改回日期 2023-10-25 作者简介 李博（1987），男，河北赵县人，高级工程师，硕士，主要从事钻探工艺技术研究工作。E-mail：通信作者 刘晓阳（1967），男，江苏泰兴人，正高级工程师，博士，主要从事地质岩心钻探技术研究工作。E-mail：铀 矿 地 质第 40 卷便捷度，提高双管钻具退心效率，研制了可液力退心式单动双管钻具和快拆式单动双管钻具，其中，可液力退心式单动双管钻具在免拆内管的情况下实现地表快速液力退心；快拆式单动双管钻具可快速拆装单动机构与内管，提高钻具拆装效率11。1 设计思路与参数1.1 设计思路对于常规单动双管钻具在实际应用中存在的不足，为提高其操作便捷性和适用性，需优化单动双管钻具结构，简化其退心时的拆装操作程序，主要从两个方面开展研究工作。1）在不拆内管的情况下，利用液流直接将岩心从内管推出，实现液力退心功能；钻具单动机构中心通道具有冲孔和退心的功能，可实现单/双管模式切换。2）设计单动机构与内管的连接方式，避免丝扣连接，实现内管与单动机构的快速拆装。1.2 设计参数1）基于 110 mm钻孔口径12，钻头外径可适当增大至 112120 mm；2）岩心直径66 mm13，尽量选择较大岩心直径，以保证岩心强度；3）外管直径 108 mm，壁厚 4.5 mm；4）内管直径 89 mm，壁厚 3 mm或 4.5 mm；5）岩心直径与岩心管内壁环空间隙2.0 mm；6）单动机构润滑采用封闭方式。2 钻具设计2.1 尺寸规格单动双管钻具尺寸设计需考虑能获取较大的岩心直径。岩心进入钻具过程中会受到一定程度的磨蚀和扰动。同样岩性，岩心直径越大，横截面积越大，所能承受的横向剪切力越大，即抵抗钻具扰动的能力越强，岩心不易散乱，有利于单回次取得更长的岩心；同时更大直径的岩心也有利于地质人员获取信息。目前地浸砂岩型铀矿钻探主要采用单管取心钻进，钻孔口径以113 mm为主，钻具组合为：113 mm/72 mm 钻头+89 mm/6.5 mm 岩心管+60 mm 外丝钻杆。为考虑试验的便捷性和与现有常规单管取心钻具组合的适配性，双管钻具配套钻头外径尺寸依然为 113 mm。根 据 地 质 岩 心 钻 具 标 准 和 市场地质管材规格，并考虑钻具级配关系，选择外管 108 mm/4.5 mm，内管 89 mm/3 mm，岩心与岩心内管内径间隙为 2 mm，钻头内径（岩心直径）选择为 79 mm，大于现有单管取心钻头内径。2.2 单动机构2.2.1 轴承润滑方式地浸砂岩型铀矿钻探冲洗液以膨润土泥浆为主，固相含量极易受砂岩、泥岩等地层影响而迅速增高；同时在松软破碎岩层取心钻进时，钻速不高，轴承工作时产生的热量有限，正常单回次钻进时间（0.52 h）内不会对轴承的正常运转产生大的影响。因此，取心钻具单动机构中采用了全密封的润滑方式。使用轴承套配合 Y型密封圈的方式将推力球轴承密封，避免泥浆中粉砂岩屑等固相对轴承的磨损和冲蚀，降低了轴承故障率。2.2.2 缓冲弹簧选择为保护内管，避免其在提捞岩心时直接受岩心拉力，设计了多片碟形弹簧的缓冲结构；一方面，碟形弹簧可调整单动机构轴向安装间隙；另一方面，与螺旋弹簧相比，可以最大程度减少单动机构部件长度。在同长度外管条件下，可增长内管长度，增加回次进尺长度。2.3 断心结构在花岗岩和火山岩等可钻性级别较高的岩石钻探中，常用单动双管钻具或绳索取心钻具中的内管保护机构多采用螺旋弹簧，内管与卡簧座以丝扣连接。拉断岩心时，弹簧压缩，内管和卡簧座下移至钻头内台阶，使得拉断岩心的力由内管传至外管，保护内管不受损坏14。考虑沉积岩地层岩心强度低，拔断岩心所需的力较小，断心时可不需外管受力；同时，为安装和退心方便，钻具内管与卡簧座采用插接方式连接，在提拉岩心时，内管与缓冲弹簧受力即可满足要求（图 1）。图 1 内管与卡簧座连接方式Fig.1 Connection way of inner tube and core lifter case 182李博，等：地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验第 1期2.4 可液力退心式单动双管钻具2.4.1 液力退心机构液力退心机构的设计思路在于不拆卸内管的情况下实现液力推出岩心，则钻具上接头需和内管联通，有液流通道；但正常钻进时，上接头与内管间的通道是闭合状态，兼顾内管上方应有球阀机构。设计的液力退心机构如图 2 所示，上接头侧面有液流通道连接内外管环状空间，单动机构芯轴采用中空设计，连通上接头和内管。1）冲孔状态：钻具下放至孔底后，单动机构芯轴连通内管，便于使用较大泵量实施冲孔。2）钻进状态：从孔口钻杆内投入钢球，钢球落在单动芯轴上方位置，挡住芯轴中心通道，冲洗液从上接头侧面通道流走，不冲刷岩心，同时起到钻具球阀作用（图2a）。3）退心状态：待钻具提至地表后，拆下钻头和卡簧，使用工具将钢球从单动芯轴上方取出，使钻具内部中心流道从上到下完全贯通；塞入退心隔水管至上接头抵住单动芯轴，退心隔水管断开了上接头中心通道与侧向流道的通路，将泥浆泵或其他液力泵管路与上接头连接，冲洗液自上接头进入钻具，经退心隔水管和单动芯轴中心通道进入内管，将内管中的岩心从钻具底部推出（图2b）。a b图 2 SD型单动双管钻具液力退心机构Fig.2 Hydraulically-driven core-outting structure of SD double tube core barrela钻进状态；b液力退心状态。1上接头；2垫片；3轴承壳；4垫片；5芯轴。2.4.2 SD110型液力退心式单动双管钻具在以上钻具尺寸规格、单动机构、断心机构和液力退心机构的基础上，设计了 SD110 型可液力退心式单动双管取心钻具（图 3）。图 3 SD110液力退心式单动双管取心钻具结构图Fig.3 Structure of SD110 double tube core barrel with hydraulically-driven core-outting mechanism1上接头；2垫片；3轴承壳；4垫片；5轴；6内管接头；7外管；8内管；9扶正环；10扩孔器；11卡簧座；12卡簧；13钻头。SD110 型液力退心式单动双管钻具结构如图 3所示。其使用操作方式为：钻具下入孔底后，先大泵量冲孔，后从钻杆中心通道投入钢球，连接主动钻杆，开泵送钢球至钻具上接头内单动芯轴上方；根据内管的长度规格不同，正常钻进 36 m 后，停泵，钻具加压 0.21.5 t，慢速回转钻具 35 圈后提钻；钻具提至地面后，卸掉钻头和内管卡簧座，使用专用工具将单动芯轴上方钢球掏出，从钻具上接头处或变丝接手处塞入专用退心隔水管至单动芯轴上方，连接泥浆泵回水胶管，开泵进行液力退心；退心完成后，取出隔水管，安装卡簧座和钻头，下钻进行下一回次钻进。183铀 矿 地 质第 40 卷SD110型液力退心式单动双管钻具在下入孔底后可满足大泵量冲孔的需求。退心时不需要拆卸上部单动机构，只需取下钻头和卡簧座后，下入隔水管即可进行退心操作，整个退心流程步骤简洁，操作快速方便。2.5 快拆式单动双管取心钻具2.5.1 快拆式连接机构常规单动双管钻具在退心时，需从钻具内将内管拉出。由于内管长度较长，同时内管内部装有岩心样，使得内管、内管接头和单动机构等部件连接组成的内管总成纵向尺寸较长，重量也较重。在从外管中向外拉动内管时，占地面积较大，并且在将内管与内管接头分离和组装时，拧动连接螺纹操作均比较困难。为简化单动双管钻具拆装流程，提高操作便捷性，设计了内管快拆式连接机构（图 4）。快拆机构包括卡口槽和卡头，卡头与内管接头为一体结构，卡头与卡口槽沿径向插接，且沿轴向彼此卡合。这样的连接方式可以称之为卡口式快拆连接机构。卡口方式类似钻机提引器连接方式，但卡口与被卡内管接头配合面间隙更紧密，避免过大的横向活动空间引起振动，造成内管不稳定；同时卡口限位套上部采用轴用钢丝挡圈作为上限位。限位套内部有限位内槽，配合定位钢球，作为卡口快拆机构连接后的限位套固定机构，避免限位套在钻进过程中移动造成卡口机构脱开。图 4 卡口式快拆连接机构Fig.4 Bayonet-type connection structurea分离状态；b连接状态。1钢丝挡圈；2调节接头；3限位套；4定位钢球；5弹簧；6内管接头；7钢球。2.5.2 SDKC110快拆式单动双管取心钻具SDKC110 快拆式单动双管取心钻具单动机构和内管接头采用卡口式快拆连接机构（图 5）。其退心操作方式为：快拆式钻具可以包括多组内管和内管接头，利用一组内管和内管接头在钻孔取心后需要退心时，可以将钻具提至地面，卸开上接头与外管的螺纹连接，通过拉动上接头从外管中向外拉动内管，当露出快拆机构时，将内管接头与快拆机构分离，再从外管中抽出内管接头和内管，之后可快速安装另一内管和内管接头，组装好钻具后再次下放至孔底进行取心作业。同时，拆下的内管和内管接头可以进行退心作业，实现平行作业操作，节省时间，减少辅助时间，提高钻探整体施工效率。图 5 SDKC110快拆式单动双管取心钻具结构图Fig.5 Structure of SDKC110 double tube core barrel with quick release connector1上接头；2轴承壳；3垫片；4轴；5调节接头；6外管；7限位套；8内管接头；9阀座；10内管；11扶正环；12扩孔器；13卡簧座；14卡簧；15钻头。184李博，等：地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验第 1期SDKC110 快拆式单动双管钻具可实现内管总成的上部分与内管总成的下部分快拆与快装，避免了内管总成在长尺寸、大重量情况下拆卸螺纹的繁锁操作，提高了拆卸钻具、退心操作效率以及钻探作业的整体效率，缩小了作业空间，提高了作业安全度。3 钻进试验钻具在内蒙古鄂尔多斯地区和通辽地区进行了取心试验。3.1 内蒙古鄂尔多斯地区试验SDKC110 型 单 动 双 管 钻 具 在 内 蒙 古 鄂 尔 多斯 地 区 ZKC15-0 钻 孔 中 8.521.9 m 孔 段 进 行 了取 心 钻 进 试 验。各 回 次 取 心 试 验 数 据 见 表 1所示。结果表明，浅层砂砾钻进中 SDKC110型单动双管钻具取心率达到 100%，特别砾石层，可以有效获取原状岩心结构（图 6，图 7）。表 1 SDKC110型单动双管钻具在 ZKC15-0钻孔中试验数据Table 1 Test data of SDKC110 double tube core barrel in hole of ZKC15-0机台243-9孔号ZKC15-0序号1234合计孔深/m8.5011.7011.7015.3015.3018.1018.1021.90进尺长度/m3.203.602.803.8013.40钻时/min50604060210岩心长度/m3.203.602.803.8013.40采取率/%100100100100钻速/（m h-1）3.843.604.203.80平均钻速/（m h-1）3.83岩性砂砾岩图 6 ZKC15-0钻孔浅部砂砾层岩心Fig.6 Sandy gravel core of ZKC15-0 hole图 7 ZKC15-0钻孔浅部砾石层岩心Fig.7 Gravel core of ZKC15-0 hole3.2 内蒙古通辽地区试验在通辽市宝龙山镇白兴吐地区采用两种钻具分别在 JM-1、JM-2、JM-3、JM-4 和 JM-5 钻孔中进行了取心试验（表 2）。表 2 SD110系列钻具在通辽地区试验数据Table 2 Test data of SD110 series drill tools in Tongliao area孔号JM-1JM-2JM-3JM-4JM-5钻具类型SDKC110双管钻具单管钻具常规双管钻具SD110双管钻具SD110双管钻具单管钻具单管钻具SD110双管钻具SDKC110双管钻具回次3781011171568382569钻进时间/h2.191.050.383.721.981.343.413.802.21进尺长度/m起316.40338.19345.53323.39320.00339.06331.00318.73335.66止338.19345.53347.80351.54339.06350.34350.83335.66352.57总计21.797.342.2728.1519.0611.2819.8316.9316.91岩心总长度/m19.916.512.1027.4518.1310.3718.7115.4014.72平均回次长度/m4.362.452.274.023.813.763.314.234.23钻速/（m h-1）9.956.995.977.579.638.425.824.467.65岩心采取率/%91.3788.6992.5197.5195.1291.9394.3590.9687.05 185铀 矿 地 质第 40 卷JM-1 钻孔中，分别应用了 SDKC110 快拆式单动双管取心钻具、常规 89 mm 单管钻具和常规双管钻具进行取心操作。该孔中常规 89 mm 单管钻具平均取心回次长度为 2.45 m，SDKC110型双管钻具平均取心回次长度为 4.36 m；该孔中常规 89 mm单管钻具平均机械钻速为 6.99 m/h，SDKC110 型双管钻具平均机械钻速为 9.95 m/h。两类双管钻具试验段岩心采取率分别达到 91.37%和 92.51%。JM-2钻孔中，取心段全部应用 SD110液力退心式 单 动 双 管 钻 具 进 行 取 心，试 验 孔 段 323.39351.54 m，岩心采取率为 97.51%，平均回次长度为4.02 m，平均机械钻速为 7.57 m/h。JM-3钻孔中，分别应用了 SD110液力退心式单动双管钻具和常规 89 mm 单管钻具进行取心操作。SD110 液力退心式单动双管钻具取心孔段为320.00339.06 m，89 mm 单 管 钻 具 取 心 孔 段 为339.06350.34 m；该孔中常规 89 mm 单管钻具平均取心回次长度为 3.76 m，SD110 型双管钻具平均取心回次长度为 3.81 m；常规 89 mm 单管钻具平均机械钻速为 8.42 m/h，SD110型双管钻具平均机械钻速 9.63 m/h；常规 89 mm 单管钻具岩心采取率为91.93%，SD110型双管钻具岩心采取率 95.12%。JM-4钻孔中，38回次应用了常规 89 mm 单管钻具进行取心操作。平均回次长度为 3.31 m，平均机械钻速为 5.82 m/h，岩心采取率 94.35%。JM-5钻孔中，分别试验应用了 SD110液力退心式单动双管钻具和 SDKC110 快拆式单动双管取心钻具进行取心操作。该孔中 SD110型双管钻具平均取心回次长度为 4.23 m，SDKC110 型双管钻具平均取心回次长度为 4.23 m；SD110 型双管钻具平均机械钻速 4.46 m/h，SDKC110 型双管钻具平均机械钻速 为 7.65 m/h；SD110 型 双 管 钻 具 岩 心 采 取 率90.96%，SDKC110型双管钻具岩心采取率为87.05%。3.3 单动双管钻具试验评价1）岩心质量方面，可液力退心式和快拆式单动双管钻具可获取原状程度较高的岩心。单管取心工艺方法中，钻具对岩心的扰动性强，一方面泥浆直接冲刷岩心，另一方面取心钻具与钻头级配大，钻具振动幅度大，影响岩心质量。单动双管钻具可有效降低水流对岩心的冲刷，钻具外管外径 108 mm，钻头外径 113 mm，钻具与钻头级配小，环空振动幅度小，可提高取心质量，例如ZKC15-0钻孔浅部松散层岩心。JM-1至 JM-5钻孔均 为 目 的 层 取 心，对 岩 心 质 量 要 求 较 高，以SDKC110 型双管钻具在通辽白兴吐地区 JM-1 钻孔中 316.40338.19 m 为例，该段岩心上部为一段极松软的含水砂层（图 8）。单管钻具在钻遇此类地层时取心极为困难。图 8 通辽地区 JM-1孔松软砂层Fig.8 Sandstone core in hole JM-1 of Tongliao area2）回次进尺长度方面，可液力退心式和快拆式单动双管钻具取心回次长度较稳定，受地层干扰性较小。在松散岩层中，提钻式单管取心采用无泵取心，取心回次较短，且不稳定。而单动双管钻具取心对岩心的扰动较小，操作简单，可以获得较长且稳定的回次进尺长度。SD 系列钻具在通辽地区钻孔试验中共成功取心钻进 25 回次，平均回次长度3.82 m，平均机械钻速 7.40 m/h，平均岩心采取率92.97%，与 单 管 钻 具 相 比，平 均 回 次 长 度 高 出28.62%，岩心采取率基本相当（表 3）。3）取/退心效率方面，可液力退心式和快拆式单动双管钻具操作使用整体效率高。取心效率方面，与单管钻具相比，SD系列单动双表 3 SD系列双管钻具与单管钻具钻进效果对比Table 3 Comparison of drilling results between SD series double tube core barrel and single tube core barrel钻具类型SD系列双管钻具单管钻具提高百分比/%平均回次长度/m3.822.9728.62平均机械钻速/（m h-1）7.406.6311.61岩心采取率/%92.9792.560.44 186李博，等：地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验第 1期管钻具平均回次长度和平均机械转速分别提高28.62%和 11.61%（表 3），单动双管钻具取心不需要无泵取心时的反复提拉操作，岩心满管后即可提钻取心；同时，较小钻头胎体厚度保证了较高的钻进效率。退心效率方面，SD110型钻具平均退心时间为0.33 h，SDKC110型钻具平均退心时间为0.37 h，平均退心时间为0.35 h，比普通双管钻具退心时间降低了 32.69%（表 4）。SDKC110 型具有快拆结构的双管取心钻具，可在钻具提至孔口后采用更换内管方式，进行退心与钻进平行作业，提高时间利用率，进而提高整体效率。经统计 JM-1、JM-3 和 JM-4 钻孔中采用单管取心的回次中，每一回次中退心和摆心操作时间占整个回次时间的 10.55%25.32%，平均为17.92%。采用进行退心与钻进平行作业后，该段时 间 即 可 节 省，即 每 回 次 施 工 效 率 提 高 约17.92%（表 5）。表 4 SD系列双管钻具与常规双管钻具退心时间对比Table 4 Comparison of core-outing time between SD series double tube core barrel and ordinary double tube drill tool钻具种类SD110钻具SDKC110钻具平均SD双管钻具退心时间/h0.330.370.35普通双管钻具退心时间/h0.52时间降低百分比/%36.5428.8532.69表 5 JM 钻孔中单管取心钻进各阶段时长统计Table 5 Time statistics of stages of single tube core drilling in JM holes孔号JM-1JM-4JM-3平均回次89103456678下钻时间/h0.380.500.400.480.420.581.100.330.420.42钻进时间/h0.420.430.200.250.430.400.500.300.620.42提钻时间/h0.570.520.551.750.580.550.520.550.600.58退心和摆心时间/h0.450.40/0.300.240.300.250.400.40/总时间/h1.821.851.152.781.671.832.371.582.041.42钻进时间占比/%23.0823.2417.398.9925.7521.8621.1018.9930.3929.5822.04退心时间占比/%24.7321.62/10.7914.3716.3910.5525.3219.61/17.92注：“/”为统计过程中数据缺失。4 结论1）SD110型单动双管钻具可在免拆内管的情况下实现地表快速液力退心，提高双管钻具退心效率；SDKC110 型钻具采用快拆机构，可快速拆装更换内管，利于实行退心和钻进平行作业，提高时间利用率。2）SD 系列单动双管钻具适用于在松散破碎地层和对取心质量要求较高的矿层等局部取心段，降低了冲洗液对岩心的冲刷和钻具对岩心的扰动，可有效提高岩心采取效率和岩心质量；避免松散岩层单管无泵卡心工艺，提高了取心钻进安全性。参考文献1 姜德英，刘晓阳.核工业地浸砂岩型铀矿钻探技术发展概况 J.探矿工程（岩土钻掘工程），2003，（增刊1）：204-207.JIANG Deying，LIU 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Meso-Cenozonic basin sedimentary rocks in northwest China J.Exploration Engineering（Rock&Soil Drilling and Tunneling），2009，36（5）：7-12（in Chinese）.11刘晓阳，李博，李军委，等.地浸砂岩型铀矿高效安全取心钻进技术研究 R.北京：核工业北京地质研究院，2020.LIU Xiaoyang，LI Bo，LI Junwei，et al.Research on efficient and safe drilling technology for in-situ leachable sandstone-type uranium deposits R.Beijing：Beijing Research Institute of Uranium Geology，2020.12国防科学技术工业委员会.EJ/T 11402002，地浸砂岩型铀矿钻探规范 S.北京：核工业标准化研究所，2002.13中国国家标准化管理委员会.GB/T 169502014，地质岩心钻探钻具 S.北京：中国标准出版社，2014.14汤凤林，A.加里宁，段隆臣.岩心钻探学（第 2版）M.武汉：中国地质大学出版社，2009.Research and Test of Swivel Type Double Tube Core Barrel in the Loose Bed of In-situ Leachable Sandstone-type Uranium LI Bo1，LIU Xiaoyang2，WANG Lin3，DENG Chuanjun3，YANG Aijun4（1.Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2.Bureau of Geology，CNNC，Beijing 100013，China；3.Geologic Party No.243，CNNC，Chifeng，Inner Mongolia 024000，China；4.Geologic Party No.208，CNNC，Baotou，Inner Mongolia 014010，China）Abstract：In order to solve the problems of poor quality,low efficiency and difficult in core sampling by single-tube core barrels in the loose bed such as deep target/ore host layer,a swivel type double tube core barrels with hydraulically-driven core-out structure and quick release connector were studied and tested by designing and improving the swivel structure,hydraulically-driven core-out structure and quick release connectors.Two types of SD110 swivel type double tube core barrels with hydraulically-driven core-out and quick release functions were developed and tested.The results show that the SD110 swivel type double tube core barrels can hydraulically drive core out of barrel rapidlly on the surface without removing the inner tube and improve the core-outing efficiency of the double-tube drilling tools;the SDKC110 type drilling tools can quickly disassemble and replace the inner tube to achieve parallel core-outing and drilling operations.Compared with the single-tube core barrels,the average round trip meterage of SD series double-tube drilling tools increased by 28.62%and the average rate of penetration increased by 11.61%;While to the conventional swivel type double tube core barrels,the core-outing operation time of SD series reduced by 32.69%.Thefore SD series swivel type double tube core barrels are suitable for core drilling applications in loose rock,which can effectively improve core drilling efficiency and quality.Keywords：swivel type double tube core barrel；core-outing operation；quick-release；research and test 188