钻探岩芯破坏规律探究

以三山岛金矿地质勘探钻孔取芯为研究背景,通过统 计调查,将岩芯破坏形态分为３种:岩芯断裂成凹凸饼状、岩 芯沿纵向破碎以及岩芯裂而未断.基于该矿区岩性以及地 应力环境,应用３DEC数值模拟技术对钻孔取芯进行试验分 析.通过监测双向等围压条件下岩芯径向应力分布情况,发 现在弹性阶段应力主要集中在岩芯底部下方;通过分析最大 主应力、最大剪应力、应变能密度云图,得出岩芯最易破坏的 位置位于岩芯底部最外缘附近.分别以加载双向等围压、双 向不等围压与三向围压为应力条件,根据破坏单元动态分布 与应变能密度动态云图分析各种应力条件下岩芯破坏形式. 分析结果表明:①双向不等围压与双向等围加载条件下,岩 芯破坏几何形式不同;②双向围压条件下,岩芯断裂形式为 岩芯外缘张拉破坏、岩芯轴心部分拉剪破坏;③双向等围压 条件下,钻进速度影响岩芯是否发生断裂;④在三向围压条 件下,当钻进方向与最小水平主应力夹角小于３０°时,岩芯破 坏位置为岩芯底部,当这一夹角大于３０°时,岩芯不仅底部发 生破坏,沿轴线方向也发生劈裂破坏.通过试验,揭示了岩 芯破坏规律,为研究岩芯破坏反演地应力以及钻探方位选取 提供了参考.