6 循环系统_泥浆净化系统

《电驱动钻机》(中原油田专升本) 2005.4.7第六章往复泵及泥浆净化装置第一节往复泵结构组成及工作原理一、结构组成曲柄连杆机构，往复泵。

1. 动力端：曲柄，连杆，十字头（十字头为动力—液力分界）2.液力端：液缸，活塞，活塞杆，阀室（阀箱），吸、排阀，吸、排管。

二、工作原理曲柄旋转，通过连杆、活塞杆，带动活塞往复运动。

（1）吸液：活塞向动力端运动，缸内形成真空，吸入阀开，排出阀关，吸液；（2）排液：活塞向液力端运动，缸内压力升高，吸入阀关，排出阀开，排液。

三、分类1. 按缸数分：单缸、双缸、三缸泵2. 按作用方式分：单作用（往复一次，一吸一排。

），双作用（往复一次，两吸两排。

）3. 按缸的布置方式：卧式、立式4. 活塞泵、柱塞泵四、基本参数1. 泵的流量：单位时间内泵排出或吸入的液体量。

体积流量单位：L/s 、m 3/s ，用Q 表示； 重量流量单位：N/s ，用Q G 表示。

g Q Q G ρ=ρ为密度，kg/m 3；g 为重力加速度，9.8m/s 2。

2. 泵的排量：曲柄转一周泵排出或吸入的液体量。

3. 泵的压力：泵排出口单位面积上所受的液体力，用p 表示，单位MPa 。

4. 泵的功率：单位时间内动力机传到往复泵主动轴的能量，即输入功率N a ；有效功率，N 。

5. 泵的效率：aN N=η 6. 泵速：单位时间内活塞或柱塞往复次数，称冲数n ，单位：min -1。

7. 冲程S ：活塞在缸内移动的距离S=2r ， r —曲柄半径第二节 往复泵的流量分析一、 往复泵运动规律曲柄连杆机构，将曲柄的旋转运动转换成活塞的往复运动。

往复泵活塞运动示意图1. 活塞位移x 计算①当活塞在液缸左端时，连杆和曲柄在同一直线上，O 1O 间的总长为： r l +；曲柄转过ϕ角，活塞向右移动的距离为：)cos cos ()(1ϕβr l r l X +-+=（6-1）②当曲柄转过180°时，活塞到达液缸右位，连杆和曲柄在同一直线上，O 2O 总长为：r l -由于从180°起，活塞开始左移，活塞左移的距离为:)()cos cos (2r l r l X ---=ϕγ)cos 1()cos 1(2γϕ---=l r X连杆用ϕ代替ϕ，用β代替γ结果相同。

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。

起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。

起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。

下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。

旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。

在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。

其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。

钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。

方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

降，水动力设备。

钻机的动力设备有柴油机、交流电机、直流电机，我们在钻井现场观察到的是柴油机动力。

起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组，用来提供动力，它们协调工作即可完成钻井作业，为了向这些工作机组提供动力，钻机需要配备动力设备。

柴油机适应于在没有电网的偏远地区打井，交流电机依赖于工业电网或者是需要柴油机发出交流电，直流电机需要柴油机带动直流发电机发出直流电，目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。

传动系统。

传动系统将动力设备提供的力和运动进行变换，然后传递和分配给各工作机组，以满足各工作机组对动力的不同需求。

传动系统一般包括减速机构、变速机构、正倒车机构等。

由柴油机直接驱动的钻井多采用统一驱动的形式，传动系统相对复杂，由交直流电动机驱动的钻机多采用各机组单独或分组驱动的形式，传动系统得到了很大的简化。

控制系统。

为了保证钻机的三大工作机组协调的工作，以满足钻井工艺的要求，钻机配备有控制系统。

控制方式有机械控制、气控制、电控制和液压控制等。

钻井现场钻机上用的控制方式是集中气控制。

司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。

建筑深基坑支护工程技术措施摘要：深基坑施工的工艺及支护系统随着施工技术及现代大型机械的发展而变得日新月异，深基坑支护工程中的施工技术的控制要点及解决的措施。

结合工程实例，对深基坑支护技术进行论述。

关键词：深基坑；钻孔桩施工；技术措施1 前言随着经济的高速发展和城市建设的需要，高层及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多，同时密集的建筑物、复杂的深基坑形式，使得基坑开挖的条件越来越复杂，故对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求越来越高。

2搅拌桩及钻孔桩施工本工程的施工关键是处理好基坑各施工围护（主要是钻孔灌注桩、水泥搅拌桩）的施工顺序及施工流向，确保在较短的时间内能够完成基坑支护桩及止水帷幕等施工并达到设计强度，尽早进行基坑开挖。

钻孔桩成孔采用隔桩施工的方式，避免土体的过度挤压至桩体变形。

根据本工程的情况，在施工准备及测量放线完成后，拟同时进行钻孔灌注桩及水泥搅拌桩的施工（同一位置的搅拌桩先于钻孔桩施工及完成）。

搅拌桩采用喷浆工艺，要求四喷四搅；固化剂采用 p.c32.5r 复合硅酸盐水泥，水灰比 0.50～0.55；搅拌桩水泥掺入比不低于15%，或每米用量不少于60kg。

必须保证桩与桩之间的搭接质量，相邻桩施工的间歇时间不应超过 24h。

3支护体系施工工艺3.1搅拌桩施工材料进场后，首先按规定做好材料的性能试验，经检验合格后方可使用。

为保证工程质量，规定每根桩加足水泥量，按设计水泥掺合量 15%进行，水灰比0.50～0.60。

采用带浆钻进四搅四喷的施工工艺，即钻进时要送浆钻进，提升时也要送浆，到地面时刚好把水泥浆液全部送完。

（1）搅拌桩施工工艺a.定位对中：移动水泥搅拌桩机到达指定桩位对中。

开钻前调校和测量桩机钻台的水平度和钻管的垂直度，即边调节桩机支腿的高低、边用水准尺测量的方法，使钻台处于水平状态，同时用吊线锤测量钻管的正面和侧面，使其在悬垂状态下就位开钻。

b.制备水泥浆：待水泥搅拌桩机准备钻进时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前水泥浆经筛网过滤后倒入集料斗中使用。

钻孔桩泥浆配备及泥浆循环系统一、泥浆配备1、泥浆原材料钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。

泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。

（1）膨润土:为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土或采聚合膨润土，不能错用铸造用的膨润土。

（2）纯碱（Na2CO3）:主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，碱用量应使泥浆PH值达到10～12，然后再加入PHP，以增大泥浆粘度。

（3）羟甲基纤维素（CMC）:有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。

它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积的0.005%～0.01%。

（4）聚丙烯酰胺（PHP）:其作用是提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。

其掺用量为泥浆体积的0.003%左右。

（5）制浆用水：地下水，水质满足要求。

2、泥浆拌制（1)制浆设备施工现场设置完善的制浆设备及配套建筑设施，其中包括：制浆原材料储存、堆放称场及棚盖；泥浆搅拌机及高压水流自循环拌制泥浆机；泥浆池；各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。

（2）浆液的用途浓基浆：用来制作高粘度PHP新鲜泥浆。

另外砂性土层钻进时采用浓基浆。

淡基浆：因粘土本身能造浆，故在粘性土层钻进时可采用淡基浆。

通过浓基浆稀释后得到淡基浆。

浓鲜PHP泥浆：在浓基浆中加入PHP浓液后得到，常用在防止护筒底泥浆反穿、不稳定地层塌孔和砾砂层处泥浆漏失等紧急情况处理中。

淡鲜PHP泥浆：一般用在清孔时的“换浆”中，通过浓鲜PHP 泥浆稀释后得到淡鲜泥浆。

二、泥浆循环、净化系统的布置1、钻孔泥浆系统布置钻孔泥浆采用集中拌制、集中供应、集中净化的方式进行。

2、泥浆制备及供应泥浆制备系统设生产区场地内，设置2m3搅拌机6台。

泥浆搅拌好后，储存于制浆池内待用。

泥浆池设置3PN泥浆泵一台，泵送至储浆池内后泵送至各需用点。

值班干部上岗八件事1.提前30分钟到井场，向上一班干部了解情况，按巡回检查路线进行一次全面检查。

2.参加班前10分钟会，布置任务，提出要求，指出注意事项。

3.参加劳动，搞好调查研究，掌握情况，指挥生产。

4.做好政治思想工作，带领当班人员认真贯彻执行各项规章制度。

5.班中认真进行巡回检查，发现问题及时组织处理。

6.对当班地面和井下出现的复杂情况，认真组织分析处理。

7.负责对外工作联系。

8.审查本班各项资料报表，参加班后会，讲评当班工作。

检查路线：值班房、振动筛、泥浆循环系统、1#泥浆泵、2#泥浆泵、闸门组及管汇、除砂泵、立管及立管座、高架泥浆槽子、死绳固定器、封井器、钻台、悬吊系统、绞车、指重表、防冯碰天车、钻台偏房、机房、重晶石储量、高架水罐、油灌区、封井器液控房、发电房、场地及钻具、材料房、泥浆房、地质房、值班房。

井队长岗位责任制1.负责行政、生产、生活管理、组织全队职工完成或超额完成各项任务。

2.认真执行党的方针、政策和上级的指示，决议支部书记一起抓好全队职工的政治思想工作。

3.抓好各项规章制度及措施的落实，组织“周一”安全活动，碰头会，工人设计会、月度、总结评比会和完井总结会。

4.合理安排生产，狠抓设备管理和劳动纪律，搞好增产节约，组织劳动竞赛。

保证安全、高速、优质、低消耗地打好井。

5.参加劳动，联系群众，以身作则、培养队伍“三老四严”，“四个一样”的好作风。

支部书记岗位责任制支部书记要坚持四项基本原则，贯彻执行党委规定的基层组织的基本任务和党的路线、方针、政策。

坚持以生产为中心作好党的建设和职工政治思想工作。

关心职工生活，调动职工的社会主义的积极性。

1.加强党员队伍的思想教育，健全党的组织生活，不断提高党员的模范带头作用。

2.教育全队职工服从行政领导、遵守各项规章制度和劳动纪律，培养好社会主义的道德风尚。

3.领导和教育职工积极参加政治、文化和技术学习，办好职工业余学习班，搞好职工文化辅导工作。