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反井鉆機(jī)工藝原理(導(dǎo)孔工藝、擴(kuò)孔工藝)
來源:loomind.cn 作者:admin 日期:2016-09-11 08:17:44 熱度:1038 ℃
反井鉆機(jī)工藝原理
反井鉆進(jìn)工藝(主要說明第一類反井鉆機(jī)),包括導(dǎo)孔鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)。反井鉆進(jìn)工藝原理是通過鉆機(jī)的電機(jī)帶動(dòng)液壓馬達(dá),液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水龍頭,并利用液壓動(dòng)力將扭矩傳遞給鉆具系統(tǒng),帶動(dòng)鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn),導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上的滾刀在鉆壓的作用下,沿井底巖石工作面作純滾動(dòng)和微量滑移。同時(shí),主機(jī)油缸產(chǎn)生的軸向拉、壓力,也通過動(dòng)力頭、鉆桿作用在導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上,使導(dǎo)孔鉆頭的滾刀在鉆壓作用下滾動(dòng),產(chǎn)生沖擊載荷,使?jié)L刀齒對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊、擠壓和剪切作用,破碎巖石。被破碎的巖屑在導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)被正循環(huán)的洗井液沖洗,巖屑沿著鉆桿與孔壁間的環(huán)形空間由洗井液提升到鉆孔外。在擴(kuò)孔時(shí)巖屑靠自重直接落到下水平巷道內(nèi),采用裝巖機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備及時(shí)清理運(yùn)出。
導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)鉆桿不斷加長,從上水平到鉆透的下水平形成小直徑(200~300mm)的鉆孔。之后將導(dǎo)孔鉆頭卸下,裝上擴(kuò)孔鉆頭。擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)不斷拆下鉆桿,直到鉆桿拆完,擴(kuò)孔鉆頭從下水平拉到上水平為止。
例如,鉆鑿Φ1.4m的井孔時(shí),只需先鉆Φ216mm的導(dǎo)孔,直至導(dǎo)孔鉆透下水平巷道,將導(dǎo)孔鉆頭在此卸下,接上Φ1.4m的擴(kuò)孔鉆頭,再由下往上擴(kuò)孔鉆至上水平巷道即可。若需鉆進(jìn)Φ2.0m的井孔,再將Φ1.4m鉆頭下放到下水平巷道拆掉,接上Φ2.0m擴(kuò)孔 鉆頭,繼續(xù)由下往上鉆進(jìn),直至鉆頭露出。
好的反井鉆機(jī)只是鉆成高質(zhì)量反井的必要條件,必須根據(jù)不同的條件確定不同的施工工藝。反井鉆機(jī)功能主要考慮的是滿足反井鉆進(jìn)推進(jìn)和旋轉(zhuǎn)的基本要求,以及其它方面的輔助工藝要求,還要由掌握 工藝技術(shù)的人員實(shí)施,才能達(dá)到應(yīng)有的效果。
可見,反井鉆機(jī)在地下惡劣的環(huán)境、復(fù)雜的地質(zhì)條件下鉆進(jìn)地下工程,不但需要有可靠的設(shè)備,而且需要有適合的鉆進(jìn)工藝,以便在達(dá)到一定的質(zhì)量要求前提下,安全、高效、快速的完成施工任務(wù)。導(dǎo)孔的作用是將鉆具下放到下水平,以便連接擴(kuò)孔鉆頭。導(dǎo)孔破巖量雖然只占總破巖量的2.5%或更小,但導(dǎo)孔鉆進(jìn)關(guān)系到鉆孔的質(zhì)量,是反井施工的關(guān)鍵。
導(dǎo)孔的垂直度決定了鉆孔的偏斜率;導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程也是對(duì)地層探測的過程,可以了解巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等,對(duì)擴(kuò)孔鉆頭破巖刀具的選擇及工程支護(hù)方式的選擇都有參考價(jià)值;還可以通過導(dǎo)孔,對(duì)穩(wěn)定性較差的地層進(jìn)行預(yù)加固處理。導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)一般要求推進(jìn)速度較快、推進(jìn)壓力大(有時(shí)需要上拉)、轉(zhuǎn)速高。反井鉆機(jī)鉆進(jìn) 導(dǎo)孔施工工藝見圖4-1。
擴(kuò)孔鉆進(jìn)過程是大量破碎巖石的過程,需要根據(jù)巖石條件選擇破巖滾刀,布置擴(kuò)孔鉆頭,制定相應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)。擴(kuò)孔鉆進(jìn)一般要求推進(jìn)速度較慢、推進(jìn)力大(上拉力大)、轉(zhuǎn)速低,以達(dá)到鉆進(jìn)效率最高。 反井鉆機(jī)擴(kuò)孔施工工藝見圖4-2。
圖4-1 反井鉆機(jī)導(dǎo)孔工藝
1- 動(dòng)力水龍頭;2- 鉆桿;3- 導(dǎo)孔鉆頭;4- 從泥 漿泵壓入的泥漿; 5- 從環(huán)形空間返回的攜帶巖渣泥漿;6- 泥漿循環(huán)池;7- 泥漿泵
圖4-2 反井鉆機(jī)擴(kuò)孔工 藝
1- 擴(kuò)孔鉆頭;2- 下水平巷道;3- 擴(kuò)孔自由落下的巖渣
反井鉆進(jìn)工藝(主要說明第一類反井鉆機(jī)),包括導(dǎo)孔鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)。反井鉆進(jìn)工藝原理是通過鉆機(jī)的電機(jī)帶動(dòng)液壓馬達(dá),液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水龍頭,并利用液壓動(dòng)力將扭矩傳遞給鉆具系統(tǒng),帶動(dòng)鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn),導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上的滾刀在鉆壓的作用下,沿井底巖石工作面作純滾動(dòng)和微量滑移。同時(shí),主機(jī)油缸產(chǎn)生的軸向拉、壓力,也通過動(dòng)力頭、鉆桿作用在導(dǎo)孔鉆頭或擴(kuò)孔鉆頭上,使導(dǎo)孔鉆頭的滾刀在鉆壓作用下滾動(dòng),產(chǎn)生沖擊載荷,使?jié)L刀齒對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊、擠壓和剪切作用,破碎巖石。被破碎的巖屑在導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)被正循環(huán)的洗井液沖洗,巖屑沿著鉆桿與孔壁間的環(huán)形空間由洗井液提升到鉆孔外。在擴(kuò)孔時(shí)巖屑靠自重直接落到下水平巷道內(nèi),采用裝巖機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備及時(shí)清理運(yùn)出。
導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)鉆桿不斷加長,從上水平到鉆透的下水平形成小直徑(200~300mm)的鉆孔。之后將導(dǎo)孔鉆頭卸下,裝上擴(kuò)孔鉆頭。擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)不斷拆下鉆桿,直到鉆桿拆完,擴(kuò)孔鉆頭從下水平拉到上水平為止。
例如,鉆鑿Φ1.4m的井孔時(shí),只需先鉆Φ216mm的導(dǎo)孔,直至導(dǎo)孔鉆透下水平巷道,將導(dǎo)孔鉆頭在此卸下,接上Φ1.4m的擴(kuò)孔鉆頭,再由下往上擴(kuò)孔鉆至上水平巷道即可。若需鉆進(jìn)Φ2.0m的井孔,再將Φ1.4m鉆頭下放到下水平巷道拆掉,接上Φ2.0m擴(kuò)孔 鉆頭,繼續(xù)由下往上鉆進(jìn),直至鉆頭露出。
好的反井鉆機(jī)只是鉆成高質(zhì)量反井的必要條件,必須根據(jù)不同的條件確定不同的施工工藝。反井鉆機(jī)功能主要考慮的是滿足反井鉆進(jìn)推進(jìn)和旋轉(zhuǎn)的基本要求,以及其它方面的輔助工藝要求,還要由掌握 工藝技術(shù)的人員實(shí)施,才能達(dá)到應(yīng)有的效果。
可見,反井鉆機(jī)在地下惡劣的環(huán)境、復(fù)雜的地質(zhì)條件下鉆進(jìn)地下工程,不但需要有可靠的設(shè)備,而且需要有適合的鉆進(jìn)工藝,以便在達(dá)到一定的質(zhì)量要求前提下,安全、高效、快速的完成施工任務(wù)。導(dǎo)孔的作用是將鉆具下放到下水平,以便連接擴(kuò)孔鉆頭。導(dǎo)孔破巖量雖然只占總破巖量的2.5%或更小,但導(dǎo)孔鉆進(jìn)關(guān)系到鉆孔的質(zhì)量,是反井施工的關(guān)鍵。
導(dǎo)孔的垂直度決定了鉆孔的偏斜率;導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程也是對(duì)地層探測的過程,可以了解巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等,對(duì)擴(kuò)孔鉆頭破巖刀具的選擇及工程支護(hù)方式的選擇都有參考價(jià)值;還可以通過導(dǎo)孔,對(duì)穩(wěn)定性較差的地層進(jìn)行預(yù)加固處理。導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)一般要求推進(jìn)速度較快、推進(jìn)壓力大(有時(shí)需要上拉)、轉(zhuǎn)速高。反井鉆機(jī)鉆進(jìn) 導(dǎo)孔施工工藝見圖4-1。
擴(kuò)孔鉆進(jìn)過程是大量破碎巖石的過程,需要根據(jù)巖石條件選擇破巖滾刀,布置擴(kuò)孔鉆頭,制定相應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)。擴(kuò)孔鉆進(jìn)一般要求推進(jìn)速度較慢、推進(jìn)力大(上拉力大)、轉(zhuǎn)速低,以達(dá)到鉆進(jìn)效率最高。 反井鉆機(jī)擴(kuò)孔施工工藝見圖4-2。
1- 動(dòng)力水龍頭;2- 鉆桿;3- 導(dǎo)孔鉆頭;4- 從泥 漿泵壓入的泥漿; 5- 從環(huán)形空間返回的攜帶巖渣泥漿;6- 泥漿循環(huán)池;7- 泥漿泵
圖4-2 反井鉆機(jī)擴(kuò)孔工 藝
1- 擴(kuò)孔鉆頭;2- 下水平巷道;3- 擴(kuò)孔自由落下的巖渣
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