潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)

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1、潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)趙建勤(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所,四川成都610081)摘要:主要介紹潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)、SP系列偏心跟管鉆具的特點(diǎn)以及潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)用于解決地質(zhì)災(zāi)害、水電建設(shè)、城市高層建筑地基處理、公路、鐵道建設(shè)工程等復(fù)雜地層鉆進(jìn)的實(shí)例。關(guān)鍵詞:潛孔錘;偏心跟管鉆進(jìn);復(fù)雜地層;地質(zhì)災(zāi)害中圖分類號(hào):TE92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B孔錘偏心跟管鉆進(jìn)和同心跟管鉆進(jìn)兩類,這1概述里主要論述潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)。潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)是在潛孔錘鉆進(jìn)成在國(guó)際上,潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)較孔過程中逐步發(fā)展起來的一門新的鉆進(jìn)技有代表性的是最初在卵礫石地層鉆進(jìn)中應(yīng)用術(shù),也是近年來對(duì)付第四紀(jì)覆蓋層

2、包括卵礫的阿特拉斯·考普科(AtlasCopco)公司的石層、坡積層、流砂層等地層非常有效的一門0dex法,如圖1,以及德國(guó)斯坦威克鉆進(jìn)新技術(shù)。潛孔錘跟管鉆進(jìn)目前主要有潛(STENUICKDEUTSCHLANOGMBH)公司由圖1國(guó)外0dex法潛孔跟管鉆具兩個(gè)動(dòng)力頭分別驅(qū)動(dòng)鉆桿和護(hù)壁套管進(jìn)行在國(guó)內(nèi),潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)是隨著潛的雙回轉(zhuǎn)跟管鉆進(jìn)法即土星法和海王星法孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化發(fā)展起來的。特等。別是近年來,我國(guó)的水電站、高速公路、鐵路40鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具,2007(1)及城市基礎(chǔ)設(shè)施等建設(shè)工程中,遇到了大量的地質(zhì)災(zāi)害防治、基礎(chǔ)加固等復(fù)雜地層的工程施工,使?jié)摽族N跟管鉆進(jìn)技術(shù)得到了空前

3、套管沖擊器的發(fā)展。國(guó)際上已經(jīng)有的潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)基本上在國(guó)內(nèi)都得到了廣泛的應(yīng)用。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所在潛孔錘跟管鉆進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研究起步較早,自“七管靴五”開始研究以來,特別是“九五”期間的進(jìn)一步開發(fā)、完善,已經(jīng)形成了與潛孔錘偏心跟管導(dǎo)正器鉆進(jìn)技術(shù)相配套的數(shù)十種單偏心、雙偏心、三偏心等潛孔錘跟管鉆具產(chǎn)品,不僅服務(wù)于地偏心鉆頭質(zhì)勘察、地質(zhì)災(zāi)害治理領(lǐng)域,還滿足了水電站、高速公路、鐵路及城市基礎(chǔ)設(shè)施等建設(shè)工中心鉆頭程的需要。其中,SP系列潛孔錘偏心跟管鉆具是專利產(chǎn)品,專利號(hào)是:ZL200320115202.8。其產(chǎn)品規(guī)格有:SP108、SP127、SP140、SP146、SP168

4、、SP178、SP194、圖2單偏心三件套跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意圖SP219、SP245等。SP系列跟管鉆具可與常用的沖擊器相配套。桿進(jìn)入潛孔沖擊器使其工作,沖擊器的活塞沖擊跟管鉆具的導(dǎo)正器,導(dǎo)正器將沖擊波和2潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)及鉆壓傳遞給偏心鉆頭和中心鉆頭,破碎孔底工作原理巖石。同時(shí),鉆機(jī)帶動(dòng)鉆桿回轉(zhuǎn),鉆桿將回轉(zhuǎn)2.1潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)扭矩傳遞給沖擊器并由沖擊器通過花鍵帶動(dòng)潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)主要由潛孔沖跟管鉆具的導(dǎo)正器轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)正器上有偏心軸,擊器、偏心跟管鉆具(單偏心擴(kuò)孔式或雙偏導(dǎo)正器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)偏心鉆頭張開,并在開啟到設(shè)心、三偏心擴(kuò)孔式)、管靴、套管等構(gòu)成。計(jì)位置后被限位,使中心鉆頭

5、、偏心鉆頭同時(shí)在潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)中,無論是隨導(dǎo)正器旋轉(zhuǎn)。偏心鉆頭鉆出的孔徑大于套哪種偏心跟管鉆具都是通過偏心跟管鉆具鉆管的最大外徑,使套管不受孔底巖石的阻礙進(jìn)時(shí)鉆出大于套管外徑的孔,并當(dāng)鉆進(jìn)至預(yù)而跟進(jìn)。套管的重力大于地層對(duì)套管外壁的定地層,可將跟管鉆具收斂,使跟管鉆具的最摩擦阻力時(shí),套管以自重跟進(jìn);當(dāng)套管外壁的大外徑小于管靴、套管的內(nèi)徑,從而取出跟管摩擦阻力超過套管的重力時(shí),內(nèi)層跟管鉆具鉆具,套管則留在地層內(nèi)保護(hù)孔壁。繼續(xù)向前破碎巖石,直到導(dǎo)正器上的凸肩與圖2是單偏心三件套跟管鉆進(jìn)系統(tǒng)示意套管靴上的凸肩接觸,此時(shí),導(dǎo)正器將鉆壓和圖,單偏心三件套跟管鉆具由中心鉆頭、偏心沖擊波部分傳給

6、套管靴,迫使套管靴帶動(dòng)套擴(kuò)孔鉆頭、導(dǎo)正器、聯(lián)接銷系統(tǒng)等組成。管與鉆具同步跟進(jìn),保護(hù)已鉆孔段的孔壁。導(dǎo)2.2潛孔錘偏心跟管鉆進(jìn)工作原理正器表面開有吹巖屑的氣孔,也有使孔底巖單偏心三件套潛孔錘偏心跟管鉆具工作屑能夠排出的氣槽。大部分壓縮空氣經(jīng)沖擊時(shí)由鉆機(jī)提供回轉(zhuǎn)扭矩及推進(jìn)動(dòng)力。正常鉆器作功后通過導(dǎo)正器中心孔、偏心鉆頭和中進(jìn)時(shí),由空氣壓縮機(jī)提供的壓氣,經(jīng)鉆機(jī)、鉆心鉆頭達(dá)到孔底,沖刷已被破碎或松散的孔鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具,2007(1)41底巖石、冷卻鉆頭,并攜帶巖粉經(jīng)中心鉆頭、但過大的鉆具鉆壓不僅會(huì)使鉆頭沖擊刃齒過導(dǎo)正器的排粉槽進(jìn)入套管與沖擊器、鉆桿的快磨損,而且容易產(chǎn)生事故。據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)總環(huán)狀空

7、間被高速上返的氣流或泡沫排出孔結(jié),用于鉆進(jìn)的鉆壓,以每厘米鉆頭直徑0.5～外,如圖3所示。0.9kN為宜。跟管鉆壓P2是決定潛孔錘跟管鉆進(jìn)跟管深度的主要因素,在設(shè)計(jì)確定潛孔錘跟管深度時(shí),原則上應(yīng)以鉆具或套管允許施加套管沖擊器的鉆壓為依據(jù),對(duì)鉆具來說:P=P1+P2≤S[R](1)(P2是通過鉆具傳遞給套管的)管靴式中S——鉆具組合中最弱環(huán)節(jié)桿件的斷面積(通常是鉆桿)導(dǎo)正器[R]——該桿件材質(zhì)的許用抗壓強(qiáng)度。偏心鉆頭從上式中,即可求解