礦用定制潛孔鉆頭隧道挖掘

潛孔錘跟管鉆進(jìn)工藝
采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)時(shí),最好使用動(dòng)力頭鉆機(jī),以便一次跟進(jìn)較長的套管。
為保證打直孔,第一根套管的安放不得偏斜,將套管的垂直度控制在2‰以內(nèi)(允許偏差為3mm/m)。套管應(yīng)采用左螺紋連接或焊接,以防套管脫落。
最好使用泡沫鉆進(jìn),利用它的潤滑性能,使套管順利地跟進(jìn)。
鉆進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)速以18～25r/min為宜,不可開高轉(zhuǎn)速;鉆壓應(yīng)根據(jù)地層而定。使鉆進(jìn)速度保持平穩(wěn)為好。

潛孔錘鉆頭比常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭在井下受力情況復(fù)雜,所以結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。一般刀片刃鉆頭的刀片刃排列呈十字形、X形或采用超前刃等形式。柱齒鉆頭的合金幾乎都采用過盈冷壓固齒方法。潛孔錘鉆頭直徑,我國目前常用220mm。國外大口徑超級(jí)潛孔錘直徑可達(dá)762mm,而集束式大口徑潛孔錘可鉆出1016mm直徑的鉆孔。



從試鉆情況看,當(dāng)井內(nèi)上返風(fēng)速大于15m/s時(shí),潛孔錘才能發(fā)揮良好的效果。因此,要求風(fēng)量要保證井內(nèi)上返風(fēng)速大于15m/s。

國內(nèi)生產(chǎn)單位大多擁有9m3/min的空壓機(jī),使用該機(jī)鉆進(jìn)水井鉆孔時(shí),風(fēng)量顯得不足。常將兩臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)使用,可解決風(fēng)量不足問題。



鉆壓

潛孔錘鉆進(jìn),必須保持鉆頭始終不離開孔底,因此必須施加一定的孔底壓力。但如鉆頭壓力過大,不僅不會(huì)增加鉆進(jìn)速度,反而會(huì)加速鉆頭的磨損。如使用直徑為φ100～300mm的潛孔錘,鉆壓在10～18kN時(shí),鉆進(jìn)效率最佳。




用雙壁鉆桿進(jìn)行中心取樣鉆進(jìn)時(shí),加上帶有封隔器的正反接頭,取消排粉罩和取粉管。鉆進(jìn)時(shí),空氣或泡沫從鉆桿進(jìn)入潛孔錘使沖擊器工作,沖擊器活塞沖擊導(dǎo)正器,導(dǎo)正器偏心軸上套著偏心擴(kuò)孔鉆頭,前端用絲扣連接著中心鉆頭。當(dāng)鉆具正向回轉(zhuǎn),偏心擴(kuò)孔鉆頭由于慣性力和井壁摩擦力張開,并在開啟到最大位置后被導(dǎo)正器上的擋塊限位。


轉(zhuǎn)數(shù)大小與潛孔錘的最優(yōu)轉(zhuǎn)角和沖擊頻率有關(guān),其三者關(guān)系為

地勘鉆探工：初級(jí)工、中級(jí)工、高級(jí)工

式中:A為最優(yōu)轉(zhuǎn)角(°);n為鉆具轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);f為沖擊頻率(次/min)。

如最優(yōu)轉(zhuǎn)角取11°,沖擊頻率為600次/min,則可求得鉆具轉(zhuǎn)數(shù)為18r/min。轉(zhuǎn)數(shù)也可由鉆頭每回轉(zhuǎn)一周,進(jìn)尺10mm的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系求得。即

鉆具轉(zhuǎn)數(shù)/鉆進(jìn)速度=1.6 (4-6)

例如,小時(shí)效率為12.2m/h時(shí),鉆具轉(zhuǎn)數(shù)n=12.2m/h×1.6=19.5≈20r/min。

潛孔錘跟管鉆進(jìn)方法

潛孔錘鉆進(jìn)用于基巖水井鉆探,取得了非常好的效果。但對極其松散的流砂層、卵砂漂石層、回填土層及第四系覆蓋層,則無法采用常規(guī)潛孔錘鉆進(jìn)方法。因而出現(xiàn)了潛孔錘跟管鉆進(jìn)法。