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反井鉆機(jī)偏差控制措施及孔偏斜精細(xì)量測(cè)技術(shù)

來(lái)源:loomind.cn 作者:admin 日期:2015-08-05 00:47:40 熱度:971 ℃
偏差控制措施及孔偏斜精細(xì)量測(cè)技術(shù)
   在反井鉆施工過(guò)程中,導(dǎo)孔的精度控制是關(guān)鍵,也是施工的難點(diǎn)。一般情況下,偏差控制在1% 以?xún)?nèi)符合要求。
   在超深豎井中,偏差更加難于控制,鉆進(jìn)深度越深,越難于控制,根據(jù)CCS水電站豎井施工的經(jīng)驗(yàn),要達(dá)到理想的偏差控制,除了基本條件必須滿(mǎn)足要求外,在鉆進(jìn)過(guò)程中,要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)參數(shù),均速鉆進(jìn),并通過(guò)降低鉆進(jìn)速度來(lái)減小偏差,但在井深達(dá)到400米以后,偏差可控性較差的,往往取決于地質(zhì)情況好壞、巖石的走向等因素,所以必須在400米以前,使偏差得到最佳的控制。
1、偏差控制的基本要求
  (1)基礎(chǔ)達(dá)到要求
   基礎(chǔ)施工是偏差控制工作的第一步,是偏差控制的先決條件之一,基礎(chǔ)必須滿(mǎn)足平整度、穩(wěn)定性、強(qiáng)度的要求,基礎(chǔ)不能滿(mǎn)足要求,不得進(jìn)行下一道工序施工。具體要求詳見(jiàn)3.3.1基礎(chǔ)施工。
  (2)測(cè)量校準(zhǔn)無(wú)誤
   精確控制測(cè)量放樣,對(duì)主機(jī)水平進(jìn)行校準(zhǔn),確保鉆桿垂直于水平面,也是偏差控制工作的關(guān)鍵步驟,直接影響到造孔精度;
  (3)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)參數(shù),使設(shè)備在最佳狀態(tài)下平穩(wěn)推進(jìn)。鉆進(jìn)參數(shù)的設(shè)置詳見(jiàn)導(dǎo)孔、擴(kuò)孔鉆進(jìn)階段相關(guān)內(nèi)容。
2、鉆孔過(guò)程中的偏差控制措施
   2.1合理配置穩(wěn)定鉆桿
穩(wěn)定鉆桿的作用主要是控制鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中順開(kāi)孔方向直線(xiàn)鉆進(jìn),所以穩(wěn)定鉆桿和鉆頭直徑的合理配置是保證鉆孔精度的重要條件之一。穩(wěn)定鉆桿外徑為Φ280mm ,與導(dǎo)孔鉆頭鉆孔直徑相同,確保了穩(wěn)定鉆桿緊貼巖石面,使得導(dǎo)孔鉆進(jìn)不偏離。配置穩(wěn)定鉆桿時(shí)注意以下幾點(diǎn):
   (1) 開(kāi)孔前檢查導(dǎo)孔鉆頭和穩(wěn)定鉆桿,要求導(dǎo)孔鉆頭直徑和穩(wěn)定鉆桿外徑相同,以保證鉆頭與鉆桿同心,確保鉆孔的精度;
   (2) 穩(wěn)定鉆桿的磨損如超過(guò) mm,其穩(wěn)定作用減小,就不得再繼續(xù)使用,只能作報(bào)廢處理;
   (3) 穩(wěn)定鉆桿的配置采取鉆頭后連續(xù)裝6~7根穩(wěn)定鉆桿(CCS水電站1號(hào)井配置7根,1號(hào)井配置6根),根據(jù)地質(zhì)情況,CCS水電站兩條豎井地質(zhì)情況都較差,所以后面不配置穩(wěn)定鉆桿。
  2.2合理控制鉆進(jìn)速度
  合理控制導(dǎo)孔鉆進(jìn)速度是控制偏差的另一關(guān)鍵手段,鉆進(jìn)壓力、轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了鉆進(jìn)速度,而鉆進(jìn)速度取決于操作人員對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)的合理控制。鉆桿是鋼性體,具有一定的撓度,在造孔過(guò)程中其撓度與長(zhǎng)度及所施加的鉆壓成正比,鉆壓越大,長(zhǎng)度越長(zhǎng),撓度也越大,這樣鉆桿偏離軸線(xiàn)的機(jī)率也越大,精度越難以保證,而鉆壓較小,造孔速度就會(huì)下降,因此正確控制鉆進(jìn)速度是保證導(dǎo)孔精度的重要條件之一。同時(shí)鉆進(jìn)參數(shù)選擇還要根據(jù)地質(zhì)情況等多方面因素確定,由操作員在施工過(guò)程中根據(jù)不同情況及時(shí)調(diào)整。 
   以CCS水電站兩條豎井為例,導(dǎo)孔開(kāi)孔時(shí)速度較慢,一般控制在200分鐘/米,待穩(wěn)定鉆桿全部進(jìn)入巖石后可適當(dāng)加速,但前面50~100米內(nèi)速度不宜過(guò)快,盡量做到0偏差,否則后面的偏差控制難于達(dá)到要求,50~100米以后正常鉆進(jìn),速度一般控制在80分鐘/米,和斜井施工有所不同,豎井的反井施工可以通過(guò)合理控制鉆進(jìn)速度來(lái)控制偏差。
3、偏差測(cè)量
   在反井鉆施工中,豎井的孔位偏差測(cè)量是反井鉆施工中必不可少的輔助手段之一,鉆頭進(jìn)入巖石后,對(duì)其偏斜的方位無(wú)法進(jìn)行有效監(jiān)控,只能通過(guò)測(cè)斜儀進(jìn)行孔偏差的測(cè)量,掌握其情況,從而指導(dǎo)下一步鉆進(jìn)。目前使用的測(cè)斜儀有多種,CCS水電站采用瑞典進(jìn)口的型號(hào)為REFLEXEZ-TRAC™的高精度測(cè)斜儀,REFLEXEZ-TRAC™測(cè)斜儀可以測(cè)出當(dāng)前測(cè)量位置的水平角、方位角、磁偏角、磁場(chǎng)強(qiáng)度、溫度等。
   3.1 REFLEXEZ-TRAC™測(cè)斜儀的原理
   目前使用的測(cè)斜儀有多種多樣,大多利用地磁場(chǎng)原理。REFLEXEZ-TRAC™測(cè)斜儀同樣利用地磁場(chǎng),根據(jù)測(cè)量出的水平角、方位角、磁偏角和當(dāng)前的測(cè)量距離,而計(jì)算出偏斜方向和偏斜距離。
   3.2 REFLEXEZ-TRAC™測(cè)斜儀使用注意事項(xiàng)
   任何人工或者天然的磁場(chǎng)都會(huì)對(duì)測(cè)斜儀造成干擾,從而影響測(cè)量精度,所以在測(cè)量時(shí)要注意:
  (1)在用測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)量前,必須把鉆桿全部取出孔外;
  (2)測(cè)量探頭3米范圍內(nèi)不得有錨桿等鐵件;
  (3)可以采用麻繩或者尼龍繩來(lái)懸掛探頭;
  (4)按下手持機(jī)測(cè)量按鈕時(shí)要保持懸掛探頭的繩索穩(wěn)定,不得移動(dòng);
  (5)在測(cè)量點(diǎn)附近可能會(huì)遇到鐵礦石,會(huì)造成干擾,使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確,所以在對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析時(shí),可以將有異常的數(shù)據(jù)過(guò)濾掉。
   3.3測(cè)斜方法
   主要有單點(diǎn)測(cè)量和多點(diǎn)測(cè)量?jī)煞N測(cè)斜方法,單點(diǎn)測(cè)量只能測(cè)一個(gè)點(diǎn)的偏斜,多點(diǎn)測(cè)量可以根據(jù)需要設(shè)置測(cè)量間距,從而掌握整條導(dǎo)孔的偏斜情況。在CCS水電站豎井的測(cè)斜中,我們采用多點(diǎn)測(cè)量。
  以下為2號(hào)井300米測(cè)斜示例:從圖表中可以看到測(cè)量間距為10米,從0~300米進(jìn)行了31次測(cè)量,并且準(zhǔn)確顯示每個(gè)部位的偏斜方向、偏斜距離、水平角、磁偏角等信息,例如300米時(shí):往東偏86cm,往南偏116cm。(注:該孔527米打通后偏斜4.7米。)
 反井鉆機(jī)在600米級(jí)深豎井中的施工技術(shù)與應(yīng)用
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