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反井鉆機工藝原理(導孔工藝、擴孔工藝)

來源:www.www.penastar.com.cn 作者:admin 日期:2016-09-11 08:17:44 熱度:1061 ℃
反井鉆機工藝原理 
反井鉆進工藝(主要說明第一類反井鉆機),包括導孔鉆進和擴孔鉆進。反井鉆進工藝原理是通過鉆機的電機帶動液壓馬達,液壓馬達驅動水龍頭,并利用液壓動力將扭矩傳遞給鉆具系統,帶動鉆桿及鉆頭旋轉,導孔鉆頭或擴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和微量滑移。同時,主機油缸產生的軸向拉、壓力,也通過動力頭、鉆桿作用在導孔鉆頭或擴孔鉆頭上,使導孔鉆頭的滾刀在鉆壓作用下滾動,產生沖擊載荷,使滾刀齒對巖石產生沖擊、擠壓和剪切作用,破碎巖石。被破碎的巖屑在導孔鉆進時被正循環的洗井液沖洗,巖屑沿著鉆桿與孔壁間的環形空間由洗井液提升到鉆孔外。在擴孔時巖屑靠自重直接落到下水平巷道內,采用裝巖機和運輸設備及時清理運出。
導孔鉆進時鉆桿不斷加長,從上水平到鉆透的下水平形成小直徑(200~300mm)的鉆孔。之后將導孔鉆頭卸下,裝上擴孔鉆頭。擴孔鉆進時不斷拆下鉆桿,直到鉆桿拆完,擴孔鉆頭從下水平拉到上水平為止。
例如,鉆鑿Φ1.4m的井孔時,只需先鉆Φ216mm的導孔,直至導孔鉆透下水平巷道,將導孔鉆頭在此卸下,接上Φ1.4m的擴孔鉆頭,再由下往上擴孔鉆至上水平巷道即可。若需鉆進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擴孔 鉆頭,繼續由下往上鉆進,直至鉆頭露出。 
好的反井鉆機只是鉆成高質量反井的必要條件,必須根據不同的條件確定不同的施工工藝。反井鉆機功能主要考慮的是滿足反井鉆進推進和旋轉的基本要求,以及其它方面的輔助工藝要求,還要由掌握 工藝技術的人員實施,才能達到應有的效果。 
可見,反井鉆機在地下惡劣的環境、復雜的地質條件下鉆進地下工程,不但需要有可靠的設備,而且需要有適合的鉆進工藝,以便在達到一定的質量要求前提下,安全、高效、快速的完成施工任務。導孔的作用是將鉆具下放到下水平,以便連接擴孔鉆頭。導孔破巖量雖然只占總破巖量的2.5%或更小,但導孔鉆進關系到鉆孔的質量,是反井施工的關鍵。
導孔的垂直度決定了鉆孔的偏斜率;導孔鉆進過程也是對地層探測的過程,可以了解巖石性質、地質構造等,對擴孔鉆頭破巖刀具的選擇及工程支護方式的選擇都有參考價值;還可以通過導孔,對穩定性較差的地層進行預加固處理。導孔鉆進時一般要求推進速度較快、推進壓力大(有時需要上拉)、轉速高。反井鉆機鉆進 導孔施工工藝見圖4-1。 
擴孔鉆進過程是大量破碎巖石的過程,需要根據巖石條件選擇破巖滾刀,布置擴孔鉆頭,制定相應的鉆進參數。擴孔鉆進一般要求推進速度較慢、推進力大(上拉力大)、轉速低,以達到鉆進效率最高。 反井鉆機擴孔施工工藝見圖4-2。
反井鉆機導孔工藝
圖4-1  反井鉆機導孔工藝 
1- 動力水龍頭;2- 鉆桿;3- 導孔鉆頭;4- 從泥 漿泵壓入的泥漿;  5- 從環形空間返回的攜帶巖渣泥漿;6- 泥漿循環池;7- 泥漿泵


圖4-2 反井鉆機擴孔工 藝 
1- 擴孔鉆頭;2- 下水平巷道;3- 擴孔自由落下的巖渣
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