空气潜孔锤取心跟管钻进技术
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潜孔锤跟管钻进法一、施工工法潜孔垂跟管钻进法采用φ60mm—φ127mm钻杆为钻具,钻进时潜孔冲击器振动、冲击中心钻头,中心钻头传递冲击给套管钻头并带动套管钻头钻进,套管与回转动力头无连接。
冲击器与内钻杆连接,内钻杆通过连接头的内螺纹与回转动力头连接,回转动力头通过连接头传递扭矩给套管和钻杆,将管棚钢管依次打入土层。
当钻进到设计长度时,反向旋转内钻杆90度即可将中心钻头与套管钻头分离,然后把内钻杆全部提到孔外,将套管(管棚钢管)留在孔内。
每打设一根进行封孔注浆,最终在隧道拱部形成一个环形拱架。
二、适用条件适用于卵石、碎石、塌方等不易成孔的地层中隧道开挖的超前支护,常用管径为φ108mm、φ133mm。
三、施工实例北京市轨道交通首都国际机场东直门站下穿二号线人行通道隧道工程,该段为沙卵石地层。
为了控制沉降,保证二号线人行通道的正常运行,设计要求在该处施工φ127mm超大管棚预支护。
如果采用普通钻进法,在钻进过程中容易塌孔,无法保证管棚质量达到设计要求。
2006年5月我公司在该隧道管棚施工中,采取了潜孔锤跟管钻进成管法施工,成功控制了地表沉降,最大沉降为3mm,确保了隧道开挖的施工安全。
四、施工方案1、工艺流程2、施工步骤2.1、桩位测放2.2、机具组装调试2.2.1、安装钻机前,要对轨道进行铺设,要求H型钢轨找平误差<3mm,底盘对角线找平误差±3mm,四柱对角误差±5mm,斜拉筋需绷紧,交叉拉力基本相等;2.2.2、卡瓦及所有螺母必须拧紧,丝杠、顶杠要顶紧,安装要牢固,确保不因震动而松动或脱落。
2.2.3、钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况,孔口管对中情况,确认正常后方可进行试钻;2.2.4、.空压机使用前要经过全面检修,通气管连接要严密,在通气管的端头另外安装一小气管,随时清理钻杆内孔;2.2.5、钻具前部的潜孔冲击器,必须经检验,保证质量合格,性能可靠,以下为钻具连接示意图。
空气潜孔锤钻进工艺嘿,咱今天就聊聊这空气潜孔锤钻进工艺。
这玩意儿可厉害啦!就像个超级战士,在地下世界冲锋陷阵。
空气潜孔锤钻进,那可是个充满挑战和惊喜的过程。
想象一下,一个巨大的钻头,像一头凶猛的野兽,狠狠地咬进大地的怀抱。
而空气潜孔锤呢,就像是这野兽的心脏,不断地跳动,为钻头提供强大的动力。
它的工作原理其实并不复杂。
压缩空气通过钻杆进入潜孔锤,推动锤头高速冲击岩石。
这冲击的力量,那可真是惊人!就好像无数个小锤子,不停地敲打,把坚硬的岩石一点点地打碎。
这过程,不就像一个勇敢的战士,拿着武器,与敌人展开激烈的战斗吗?在实际应用中,空气潜孔锤钻进工艺有很多优势。
首先,它钻进速度快。
那速度,简直就像火箭一样,嗖的一下就钻进了地下。
相比传统的钻进方法,它能节省大量的时间。
这对于那些着急完成工程的人来说,可真是个大宝贝。
其次,它对地层的适应性强。
不管是硬岩还是软岩,它都能轻松应对。
就像一个万能的工具,不管遇到什么难题,都能找到解决办法。
这一点,可让很多工程师们省了不少心。
而且,空气潜孔锤钻进工艺还能提高钻孔的质量。
钻出的孔壁光滑,直径均匀,就像用尺子量过一样。
这对于后续的工程施工来说,可是非常重要的。
不过,空气潜孔锤钻进工艺也不是完美无缺的。
它对压缩空气的要求比较高。
如果压缩空气的压力不够,或者质量不好,就会影响钻进的效果。
这就像一个运动员,如果没有足够的氧气供应,就无法发挥出自己的最佳水平。
还有啊,操作空气潜孔锤钻进设备也需要一定的技术和经验。
如果操作人员不熟练,就容易出现问题。
这就像开车一样,新手司机和老司机的水平肯定不一样。
但是,这些问题都不能阻挡空气潜孔锤钻进工艺的发展。
随着技术的不断进步,这些问题都在逐渐得到解决。
现在,越来越多的工程都开始采用空气潜孔锤钻进工艺,它的应用前景一片光明。
总之,空气潜孔锤钻进工艺是一种非常有前途的钻进方法。
它就像一颗闪亮的星星,在地下工程领域绽放着光芒。
让我们期待它在未来能为我们带来更多的惊喜吧!。
潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用摘要:砂卵石地层是钻探中常见的复杂地层,在该地层快速成孔的技术一直困扰着钻探人员。
通过分析目前砂卵石地层常用的钻进方法,提出用潜孔锤偏心跟管钻进技术在该地层快速钻进成孔。
理论结合实践证明,该技术在砂卵石地层能够快速成孔,并具有广阔的应用前景。
关键词:潜孔锤;跟管钻进;砂卵石地层1.砂卵石地层钻进技术现状砂卵石地层复杂,分布无规律,结构松散变化大,粒径不一,常有粒径20~30cm的漂石,甚至有粒径1m以上的大孤石,架空现象严重,透水性强。
在钻进过程中总会遇到钻进难和护壁难等难题[1-4]。
1.1锤击跟管硬质合金取芯钻进技术[5]该技术通常采用硬质合金和钢粒钻进,吊锤击打套管跟进。
当孔壁坍塌影响钻进或钻遇大孤石时,采用孔内爆破技术进行爆破。
该方法的缺点是钻进效率低、取芯率低和孔故率高。
1.2金刚石取芯钻进技术该技术在砂卵石地层钻进时,通常以植物胶作为冲洗液配合金刚石钻头钻进和用单动双管取芯钻具取芯。
该技术能够提高取芯质量、提高钻进效率和降低孔故率。
但在水敏性地层和极破碎等复杂地层钻进效果较差。
1.3冲击钻进、粘土护壁法该方法利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法,可有效护壁,保证孔壁稳定。
但是一般钻孔直径较大,效率较低,且孔内遇水或孔隙较大时,孔壁不稳定,钻进效果较差。
1.4空气潜孔锤跟管钻进技术空气潜孔锤跟管钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术,可以较好的解决护壁问题,具有地层适应性强、钻进效率高、孔壁稳定的优点。
近年来已广泛应用于砂卵石地层钻进。
其有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种方式。
目前应用较多的为空气潜孔锤偏心跟管钻进。
通过对比分析,使用空气潜孔锤偏心跟管钻进技术能较好的解决在砂卵石地层快速成孔的问题。
2.空气潜孔锤偏心跟管钻进原理以单偏心潜孔锤偏心跟管钻具为例[6]说明其跟进原理,跟管钻具结构见图1。
钻进时,压缩空气经钻杆进入冲击器,推动冲击器的活塞做高频冲击导正器的往复运动,冲击器通过导正器将冲击波和钻压传递给中心钻头和偏心钻头以破碎孔底岩石。
技术平台空气潜孔锤跟管钻进工艺在某矿探放老空水顺煤层钻孔施工中的应用时 晓(平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处,河南 平顶山 467099)摘 要:本文主要介绍了空气潜孔锤跟管钻进工艺在平煤股份公司某矿探放老空水中的实际应用,总结了操作中的技术要点,分析了存在的问题,提出了建议,为在井下探放老空水顺煤层钻孔钻进中的应用和推广提供了经验。
关键词:空气潜孔锤;跟管钻进;探放;老空水;应用1 概述跟管钻进技术已发展成为对付复杂地层钻进的一种有效方法,在河南省已广泛应用到了水文水井钻探施工、金矿勘探、煤层气施工、抗旱救灾、地质灾害治理工程等领域中。
然而该技术却未被广泛应用于井下探放老空水钻孔施工中。
2013年,我单位承担了平煤股份公司某矿的探放老空水施工任务,采用空气潜孔锤跟管钻进工艺,成功穿越了采空区,圆满完成了4个探放老空水顺煤层钻孔的钻凿施工任务。
2 工程概况平煤股份公司某矿采用倾斜分层走向长臂下行垮落法开采己15-17煤层。
其中己15-17-12092采面位于该矿己二采区东翼,北临已回采完毕的己15-17-12091采面风巷,南跨过已回采完毕的己15-17-12111采南风巷,作面可采走向长876m,倾斜宽129m,煤层揭露平均厚度2.5m,平均倾角25°。
该采面风上帮距己15-17-12091采面风巷下帮直线距离约41m,距己15-17-12071机巷下帮直线距离约50.5m。
己15-17-12071采面于2007年1月回采完毕,不再维护。
己15-17-12091采面于2008年8月回采完毕,不再维护。
从2013年起,己15-17-12071采空区积水通过断层带渗入到了己15-17-12092风巷,造成己15-17-12092风巷F5点附近巷道顶板淋水,水量约2m3/h,且有增大的趋势。
为确保己15-17-12092采面安全回采,需要在己15-17-12092风巷的适当位置对己15-17-12071采空区积水进行探放。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术
一、基本概况
空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层,采用空气钻进而研发的一种钻探新方法,具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势;主要用于浅部地质钻探(绿色钻探、砂卵砾石层钻探等),水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。
该技术通过“优质、高效”的途径,解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题;可“以钻代槽”,避免槽探对植被的破坏。
二、技术主要内容
空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理,将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合,通过优化结构,优势互补,形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法,为工程地质勘察提供有效的技术手段。
其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。
图1 空气潜孔锤取心跟管钻具
空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。
前者执行取心钻进任务,并随钻带动后者跟进套管;后者执行推动套管随钻向孔底延伸,实现随钻跟管钻进。
整套钻具结构简单,使用简便。
中心钻具属于可提升部分,完成取心钻进回次后,可随钻杆被提到地表。
套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。
该总成直接连接在套管下端,由中心钻具带动套管钻头旋转,承担
跟管任务,钻孔施工期间,始终留在孔内隔离孔壁。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理:回转取心钻具,进行冲击取心钻进;同时,通过传扭副带动套管钻头回转,使其保持同步冲击回转钻进,并靠承传压付使套管向孔底延伸,而套管不回转。
钻进回次结束,直接将中心取心钻具提到地表进行取心,而管靴总成仍留在孔内;加长套管后,再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接,可进行下一回次钻进。
表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标
钻具名称 Φ127取心跟管钻
具
Φ146取心跟管钻
具
Φ168取心跟管钻
具
钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168
钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176
岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75
跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168
钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头
钻具长度/mm 1570(外管1米)
2570(外管2米)
1525(外管1米)
2525(外管2米)
1710(外管1米)
三、重要意义及应用情况
1、成果的重要意义
现阶段及相当长时间,我国高原等植被脆弱地区地质勘探,铁路等基础设施,水利水电和滑坡等工程地质勘察,其各种堆积地层钻探工作量巨大;“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设,也将有巨大的工程地质勘察工作,该技术具有巨大市场,应用前景非常广阔。
2、典型应用实例
空气潜孔锤取心跟管钻进技术先后在中铁二院的成都地铁4号线温江段、四川省蜀通岩土工程公司的川藏铁路林芝段、四川省地质工程院的成昆铁路米易段、
四川省地质工程集团的西藏阿里普兰县友谊大桥工程、四川省通川岩土工程技术开发公司 的绵广路K284+798~K284+854 滑坡、中国电建集团成都勘测设计研究院的大渡河水电站等等20余家地勘单位的地质勘察工程应用该技术(Φ146mm 、Φ127mm 口径系列)施工钻孔近200个,钻探工作量5000米左右;岩心采取率大于95%,与回转钻进比较钻进效率提高100%以上。
受到地勘单位普遍肯定,国内关注度较高。
表2 成果应用情况统计
应用单位
试验与应用 工程名称 完成 钻孔 钻进工 作量/m 采取率/% 台班进尺 机械钻速/m/h 中铁二院 岩土公司 成都地铁4号
线温江段 5 199.63 ≥2.50 藏铁路林芝段 37 1152.5 95 10 ≥2.50 四川省蜀通 岩土工程公司 藏铁路林芝段 20
615.00
95
12
≥2.50
四川省地质 工程院
成昆铁路米易
段
20 635.00 95 12 ≥2.50
图2 现场施工图集
(供稿单位:中国地质科学院探矿工艺研究所)。