第六章 冲击回转钻进与冲击振动钻进
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2023年回旋式钻机(冲击钻机)安全操作规程第一章总则第一条为了保证回旋式钻机(冲击钻机)的安全运行,防止事故的发生,制定本安全操作规程。
第二条本规程适用于2023年回旋式钻机(冲击钻机)的操作人员及相关人员。
第三条操作人员应当具备相应的安全操作和维护知识,并严格遵守本规程的要求进行操作。
第四条操作人员应当经过专门培训并取得操作证书后方可从事回旋式钻机(冲击钻机)的操作。
第五条相关人员应当定期进行安全培训,提高自身的安全意识和应急处置能力。
第二章安全操作要求第六条操作人员应当在操作前检查回旋式钻机(冲击钻机)的设备是否正常、可靠,并确保安全装置齐全。
第七条操作人员在操作过程中应当严格遵守操作规程,不得超负荷使用设备,避免人为操作失误。
第八条操作人员应当在操作过程中随时观察设备运行情况,如发现异常情况应立即停机检查,并及时报告上级领导。
第九条操作人员应当配备个人防护装备,如安全带、头盔、防护眼镜等,并正确佩戴使用。
第十条操作人员应当进行定期的设备维护保养,保持设备的良好状态,及时排除设备故障。
第三章应急处置措施第十一条在发生事故或突发情况时,操作人员应当立即采取应急措施,保护自己和他人的安全。
第十二条在发生设备故障时,操作人员应立即停机并采取相应的维修措施,确保设备安全运行。
第十三条在发生火灾时,操作人员应立即使用灭火器进行灭火,如无法控制火势应及时报告消防部门。
第十四条在发生人员伤害事故时,操作人员应立即拨打急救电话,并进行简单的急救处理。
第十五条在发生放炮事故时,操作人员应立即撤离现场,并与现场人员保持良好的沟通以便及时采取应急措施。
第四章管理和监督第十六条监督部门应当对操作人员进行定期检查,以确保其安全操作和维护能力。
第十七条监督部门应当及时更新操作人员的安全知识,提高其安全意识和应急处置能力。
第十八条监督部门应当定期对回旋式钻机(冲击钻机)的设备进行检测和维护,保证设备的正常运行。
第十九条监督部门应当建立健全事故统计和分析制度,及时总结、分析和整改事故原因,预防事故的再次发生。
关于大孔径钻探的应用之我见工程地质勘探钻孔的孔径,大多数是168MM开孔,91MM终孔,这样的孔身结构能够满足一般的勘探、试验要求。
但是在特殊情况下,譬如为了探查坝基软弱夹层和强透水带的位置及展布方向、断层破碎带和缓倾角裂隙的产大辩论和特征,以及为了检查基础的灌浆质量和混凝土的浇筑情况,就需按照工程地质的要求,打一些大口每项钻孔,以工程技术人员进入孔中直接观察和测量。
大口径钻孔主要在水电工程地质勘探中采用。
我国于1963年在丹江口坝直址打成了第一口大口每径钻孔;之后,葛洲坝、小浪底、偏窗子、三峡等水利枢纽工程中相继采用,均取得很好的勘探效果。
面且承担了大坝基础处理等任务。
由于大口径钻孔能够让勘探人员直接进入其中观测和取样,准确地搜集到第一性地质资料,因而避免了用一般勘探耗费大量进尺而未能搞清某些地质现象和问题的弊病。
它也代替了施工复杂的竖井工程,而且由于无爆破震动,可以保持岩层的天然状态。
大口径钻探方法有冲击钻进和回转钻进,在工程地质勘探中主要使用后者,其孔径分别1150、1050、950和750MM,孔深30—60M,可以取得材心。
钻具是在现有设备基础上改装的,主要包括钻头、岩心管、取粉管、钻杆等。
除钻具外,还应配备吊笼、绞国及潜水泵等必要的设备。
1大口径钻探应用应用大口径钻探主要用于地下资源开发、基础工程施工和处理、地下工业设施建造三方面。
地下资源开发包括:工业和民用供水井、地热矿泉井、集水井;可溶盐类的钻孔水溶法开采;海底砂矿采选(反循环抽吸)等。
(1)基础工程施工和处理包括:各种钻孔灌注桩、扩底桩基础,陆地和水域嵌岩钢管桩基础;各种深层地基处理、注浆加固,原有工程基础的改造加固;高大建筑箱形基础及其挡土防渗墙;深基坑边坡和山坡防塌挡土墙;水坝防渗墙;深基坑开挖的降水井,防治地面沉降的回灌井;预制钢筋混凝土桩管的埋设和大型爆破孔等。
(2)地下工业设施建造包括:竖井、斜井等各种坑道;通风、排水、运输和灭火通道;输电、气、水等地下管线的敷设;隧道涵洞、地下铁路、地下街道房屋的承重框架;安放地震、地壳运动观测仪器的地下孔洞;地下核试验井、导弹发射井;储存石油、液化气的地下库,储藏珍贵物品、危险品的特种地下保险库;排放核废料、有毒废液渣、污染物的地下洞池等。
钻探工程[填空题]1简述钻探工程的基本过程。
参考答案:是有动力机(电机、柴油机)带动钻机回转,并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒,从而使钻头勊取岩石,达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。
[填空题]2什么是钻探设备?参考答案:从事钻探工作所使用的全套技术装备。
[填空题]3钻探工艺要求钻机能完成的工序是?参考答案:①提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)回转的动力;②具有能使钻杆柱及碎岩钻头继续前进的能力,以达到不断破碎岩石、连续钻进的目的;③当钻头磨钝后、需要提取岩心及处理有关井内事宜时,钻机具有使钻杆柱及钻进工具提出孔口及再下入孔内继续下一个回次钻进的能力。
[填空题]4回转式钻机的基本组成有哪些?参考答案:回转机构、给进机构、升降机构、传动机构、操纵装置及机座等基本组成。
[填空题]5回转器有哪几种方式?参考答案:立轴式、转盘式二大类。
[填空题]6给进机构任务是?参考答案:量钻具重量;进行加压或减压钻进——调节和保持孔底钻头上的轴向压力和钻进速度;并根据钻头的钻进速度给进钻具,保证钻头连续不断地钻孔;平衡钻具重量;倒杆、提动和悬挂钻具;强力起拔钻具等。
[填空题]7给进机构其性能应满足哪些工艺要求?参考答案:①能根据地层性质、钻进方法、钻头类型和直径,无级调节轴心压力②能无级地调节钻进速度,最好能自动调节。
③有快速提升和一定的起重能力。
④应能准确迅速地反映孔内情况,以便及时掌握和分析孔内情况,调整钻进工艺或采取处理措施,因此要具有一定的观测装置,如孔底压力、进尺和钻速的观测仪表等。
⑤要尽可能缩短辅助工序时间。
[填空题]8钻机的技术参数是什么的重要依据?参考答案:钻机的技术参数是选择钻机、使用钻机及评价钻机的重要依据。
[填空题]9钻机的技术特性参数包括哪些内容?参考答案:钻机的能力参数、各工作机构的工作参数,配备动力机的有关参数、钻机的重量及总体尺寸等。
[填空题]10选用、评价钻机的原则有哪些?参考答案:①钻进能力参数②回转系统参数③钻机给进系统参数④钻机升降系统参数[填空题]11泥浆泵在钻探工作中的作用?参考答案:(1)清除岩屑(2)冷却、润滑钻头和钻具(3)保护井壁(4)供给钻具能量(5)输送特种物质(6)判断孔内情况[填空题]12泵按工作原理分为哪几类?参考答案:叶轮泵:如离心泵(单级离心泵、多级离心泵、潜水泵、深井泵)、轴流泵、混流泵、漩涡泵等。
煤田地质勘探中的冲击回转钻进工艺【摘要】本文主要阐述了煤田地质勘探中冲击回转钻进的钻具转速、钻压、泵量与泵压、净化冲洗液等技术工艺技术问题。
【关键词】煤田地质;勘探;冲击回转;钻进工艺1、钻具转速进行冲击回转钻进时,钻具回转转速的高低,一般按所钻岩石的性质、所用磨料的种类以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。
以块柱状硬质合金为磨料的钻头,钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时,由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷,所以钻具的回转转速应在20-80./min之间。
钻的岩石越硬,其钻具的回转转速就越低。
实践表明,若钻具的转速过高,不仅会使冲击间距大,降低破碎岩石效果和崩坏硬质合金;还随着钻头圆周速度的提高,硬质合金与岩石进行摩擦的里程增加,也会迅速磨损切削具,其结果会大幅降低回次进尺长度。
要提高钻具的转速,转速通常要在80-300r/min之间。
按钻探生产实践经验,钻具转速的选取可参阅表1。
选择钻具转速除要岩石性质外,还应考虑冲击器的性能状况。
冲击器的冲击功较大时,要适当的提高钻具转速;反之,要降低钻具的转速。
同样,冲击器的冲击频率较高时,钻具的转速也要适当增加;反之,应适当降低转速。
冲击频率高时要提高钻具的转速,而冲击频率低时要降低转速呢?可从以下情况看出它们之间的关系。
冲击回转钻进时,钻头上的每一颗硬质合金由于同时受回转的作用在完成第一次冲击破碎岩石后,便移动一段距离,进行第二次冲击破碎岩石。
硬质合金两次冲击之间的距离为冲击间距(S)。
计算可知,冲击间距(S)的大小是与冲击频率的高低和钻具回转转速的快慢有着密切关系的。
岩石越硬,其抗破碎阻力越大,越容易崩刃和磨损硬质合金;所以冲击间距(S)应该小一些。
钻进硬岩层时,应该采用较低的转速。
各种岩石都有它的最优冲击间距值,根据生产实践经验,一般可钻性为6-7级的岩石,S=10~15mm,可钻性为7-8级的岩石,S=8-10mm,可钻性为9-10级的岩石,S=5~8mm。
摘要冲击回转钻进技术的设想始于欧洲。
从上世纪五十年代开始,在美国,加拿大和前苏联才研制出几种具有实用意义的液动冲击器。
我国从1958年底开始在原地质矿产部勘探技术研究所对液动冲击回转钻进技术进行研究,几乎与世界同步。
液动冲击器是液动冲击回转钻探的关键设备。
随着中国现代化建设的不断推进和发展,国民经济增长对液动冲击回转钻探不断提出更高的要求,所以,加速液动冲击器的研究势在必行。
本文在综述了国内外液动冲击回转钻探和液动冲击回转钻探核心机械—液动冲击器的基础上,研究阀式反作用液动冲击器的工作原理和结构特点,并提出了计算液动冲击力和冲击频率的方法。
通过分析,指出阀式反作用液动冲击器适用于中到中硬以上的岩层,并且应尽量增大泥浆排量,采用较大刚度的冲锤弹簧,以使冲击器的优点得到充分发挥。
并针对液动冲击器的关键零件—冲锤弹簧进行了详细的分析计算和验算。
并从技术和经济学角度分析了液动冲击回转钻探的技术经济效果。
本文主要作了以下工作:1)详细阐述了液动冲击回转钻探;2)详细介绍了各种液动冲击器;3)分析了反作用液动冲击器的结构原理和结构特点4)阀式反作用液动冲击器的性能分析和参数计算。
关键词:液动回转钻探反作用冲击器1AbstractThe text ,basing on summing up the studying of nation inside and outside n circumgyrate drilling of fluid move concussion and fluid move impulsion implement of counteractive of valve style,study working principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.And it advances the measure that account the wallop and concussion frequency.Overpass the analysis,it indicate that the fluid move impulsion implement of counteractive of valve style is the same with the terrane that whose rigidity is middle or upwards.Besides it should accretion the arrange quantity of slop to the best of its abilities and adhibits clash spring of the greater limit to exert the excellence of impulsion implement.It also makes detailed analyzed account and checking computations in allusion to the key part of the impulsion implement,and analyses the technic economy effet of the impulsion implement.The text do mianly these work:1)expound circumgyrate drilling of fluid move concussion particular.2)introduce diversified impulsion implement particular.3)analyse orking principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.4)capability analysis and parameter account of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.Key words: fluid move, circumgyrate, drilling, counteractive ,concussion implement2目录摘要 (1)Abstract (2)第一章液动冲击回转钻探 (1)1.1概述 (1)1.2冲击回转钻进的实质和特点 (2)1.3冲击回转钻进的应用范围 (3)1.4冲击回转钻进的发展概况................................................. 错误!未定义书签。
浅论冻土层条件下的钻探施工工艺发布时间:2021-08-31T09:08:36.159Z 来源:《建筑实践》2021年第12期作者:高茜[导读] 我国北方一些地区存在着季节性冻土层,由于其特殊的工程地质特性,高茜辽宁地质工程职业学院【摘要】我国北方一些地区存在着季节性冻土层,由于其特殊的工程地质特性,对工程地质勘察工作中的钻探勘察工作造成了一定影响。
本文主要针对冻土条件下工程钻探施工可能出现的工程问题,浅谈季节性冻土层条件下的钻探工程施工工艺、技术要点和钻孔偏斜的预防。
1 引言季节性冻土层是指温度降低到0℃以下,土壤里的水就会冷凝成冰,并将土壤也冻结在一起,形成一层坚硬的冻土层,而当天气变暖时该冻土层又逐渐融化,这种冻土层我们称之为季节性冻土层。
我国北方大部分地区及高山地区都存在着这种季节性冻土层。
土的冻胀程度一般用冻胀率(冻胀变形量与冻结深度之比)表示。
冻土层的存在对钻探勘察施工的难易程度,钻孔倾角角度的把握程度都造成了一定的影响。
2 冻土层勘察钻探方法的选择工程地质钻探可取岩芯或不取岩芯来了解地壳表层工程地质情况的过程。
因此,不同类型、结构和不同岩土工程特性的岩土层,一般均采用不同类型的钻探勘探手段。
2.1 常用的钻进方法根据不同的岩石条件和钻进目的,要采用不同的钻孔方法。
常用的钻进方法有冲击钻进法、回转钻进法、振动钻进法和冲洗钻进法等。
2.2 冻土层勘察钻进方法的选择常规情况下,工程勘察采用机械回转式钻进,一般钻孔口径为开孔168mm,终孔91mm。
但在冻土层条件下,从其物理力学性质方面来说,它的抗压强度高、脆性大,表现在其受冲击荷载作用下,较小的冲击功即可使其破碎。
另外,冲击速度越大,冻土层脆性也越大,故在冲击荷载作用下更容易破碎。
因此,尽管岩石的静硬度要小于动硬度,冲击荷载仍然可以较小的冲击功产生很大的破碎效应,这是以冲击方式破碎坚硬岩土层的突出优点。
因此一般情况下采用冲击回转钻进。
这种钻探方法对于提高冻土层这类硬质岩土层的钻进速度,提高岩芯采取率及成孔质量是行之有效的一种勘察技术手段。
一、序论1.T1钻进方法根据冲洗液循环方式分为哪三类2.T2根据破岩形式:物理法碎岩、化学法碎岩、机械法碎岩3.P1回转钻进、冲击钻进属于机械法碎岩钻进4.T3钻孔的三个要素,钻孔直径、钻孔方向、钻孔深度5.J1三个钻探基本作业6.(1)钻进破碎岩石(2)取心排粉,把破碎的岩石用取岩心和排除岩粉的形式从孔底排出,保证钻进继续进行(3)加固井壁,保证井壁稳定,不坍塌埋卡钻具7.T4两个基本工序钻进和升降二、岩土的物理力学性质及其破碎机理M1强度是固态物质在外载(静或动载)作用下抵抗破坏的性能指标。
岩石在给定的变形方式(压、拉、弯、剪)下被破坏时的应力值称为岩石的强度极限σ。
各向异性,垂直于层理方向的抗压强度最大,平行于层理的抗压强度最小,在与层理斜交方向上的抗压强度介于两者之间。
M2 2.岩石的硬度:岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入(侵入)其表面的能力。
J1 P1各向异性:岩石的硬度具有明显的各向异性,但与强度不同的是:平行于层理方向的硬度最大,垂直层理方向的硬度最小,平行层理的硬度与垂直层理的硬度比为1.1-1.8,这点对设计钻孔方向和了解层理地层中孔斜原因和规律有重要意义。
J2 3.硬度与抗压强度的区别与联系(1)岩石的硬度与抗压强度一般存在正比例关系;(2)抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力,而硬度则是固体表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。
(3)硬度指标更接近于钻掘过程的实际情况。
M3 4.弹性是物体撤消所加外力后,恢复到原来的形状和体积的性质;各向异性,平行于层理方向的弹性模量大于垂直于层理方向的弹性模量;M4 塑性是物体撤消所加外力后,物体保持其变形的性质;M5 脆性是物体不发生任何变形即发生破坏的性质;J3J4 5.在接触面上,切向力作用的前方将产生压应力,而切向力作用的后方则产生拉应力;在半无限体内形成正应力区(Ⅰ)、拉应力区(Ⅱ)和过渡区(Ⅲ)。
随轴向力增加,正应力区逐步扩大,拉应力区逐渐减小。
中华人民共和国水利行业标准水利水电工程钻探规程SL/T xxx -20xx条文说明目次3基本规定 (4)4准备工作 (5)4.1组织策划 (5)4.2钻进方法的选择 (5)4.3设备机具的选择与使用 (5)4.4作业准备 (6)5钻探方法与工艺 (7)5.1硬质合金钻进 (7)5.2金刚石钻进 (7)5.3绳索取心钻进 (8)5.4金刚石复合片钻进 (9)5.5冲击钻进 (9)5.6液动冲击回转钻进 (10)5.7空气潜孔锤钻进 (10)5.8其他钻进方法 (10)6定向钻探与定向取心 (12)6.1定向钻探 (12)6.2定向取心 (13)7水域钻探 (16)7.1一般规定 (16)7.2漂浮钻场 (16)7.3架空钻场 (17)7.4冰上钻探 (17)8冲洗液和护壁堵漏 (18)8.1冲洗液 (18)8.2护壁堵漏 (18)9钻孔取样 (20)9.1土样采取 (20)9.2岩心采取 (21)9.3岩心(样)保护 (22)9.4水文地质观测与水样采取 (22)10孔内事故预防和处理 (23)11钻探质量与验收 (24)11.1钻探质量 (24)11.2钻探验收 (24)12安全生产 (25)12.1一般规定 (25)12.2钻场安全规定 (25)12.3钻进过程安全规定 (25)12.4水域钻探安全规定 (25)3基本规定3.0.1 钻探口径系列是钻探工程最基础的规定,根据现行国家标准《地质岩心钻探钻具》(GB/T 1690 - 2014)的规定,为了统一钻孔公称口径,结合水利水电工程钻探实践现状,钻孔公称口径系列为 30mm 、 38mm 、 48mm 、 60mm 、 76mm 、 96mm 、 122mm 、150mm 。
公称口径只代表理论钻孔口径尺寸,以便于统一钻具的规格系列,实际的钻头、扩孔器外径尺寸可根据不同的钻进方法和地层情况在合理范围内确定。
3.0.2 钻孔直径应满足钻探技术要求,目前各规范的要求总体一致。