① 如何解決水平定向鑽在施工中出現的問題及關鍵技術
自70年代初,在美國發展起來的受控水平定向鑽(HDD),已在世界范圍內成為一種障礙物下鋪設管線的高效、可靠的方法。該技術獲得了不容置疑的技術與經濟成功,且具有十分積極的環保優勢。隨著我國經濟的發展,通訊、電能傳輸、石油工業、天然氣的開采及水利事業的突飛猛進,同時隨著城市高層建築及鐵路、公路、核電基礎和水利工程設施的不斷興建,地下工程建設和應用日益廣泛,非開挖施工技術在穿越公路、鐵路、建築物、河流以及在鬧市區、古跡保護區、農作物和植被保護區等條件下,進行供水、煤氣、電力、電訊、石油、天然氣等管線的鋪設、更新和修復等方面的作用日益明顯。隨著非開挖技術在煤氣管線施工中應用越來越廣,出現的問題越來越多,對出現的問題從以下幾方面採用關鍵技術將其解決。
2 鑽機錨固
鑽機在施工中如錨固不好,鑽進拖管過程中發生事故的情況非常多。在鑽機錨固前,對錨固區域用儀器進行地下管線檢測,防止將錨桿打在地下管線上。合理鑽機錨固是順利完成鑽進及回拖管的前提,鑽機錨固能力反映了鑽機在鑽進和回拖施工時利用本身功率的能力。一台鑽機推力再大,鑽機在定向中發生了移動,也會導致鑽機無法按預定的計劃完成鑽進工作。在回拖管時,如錨固不好,鑽機移動,需進一步錨固,從而導致了管道有可能拖不動,進一步加大鑽機拖力,會出現鑽機的全部功率作用在鑽機機身上,容易發生設備破壞和人員傷亡。
3 信號接收
信號在鑽進過程中,由於地磁信號強(建築物、高架橋屏蔽作用),使定向信號無法接收。依靠在信號消失之前的鑽進斜率與點數在鑽桿上作標記進行盲鑽,在盲鑽過程中,由鑽桿上的標記及計算鑽桿的斜率來完成造斜及整個鑽進,直至信號出現(例如泰安阿吉斯在施工過程盲鑽150m,直至收到信號,從而完成整個工程施工)。
4 鑽具選擇
鑽頭是定向的重要工具之一,對於不同的土層,採用不同的鑽頭,這樣才能防止卡鑽的出現。
(1)淤泥質粘土:必需採用較大的鑽頭,要想向前推進0.9m就實現鑽孔變向,狗腿度為10的鑽頭或大鑽頭。
(2)乾燥的軟粘土:採用中等尺寸鑽頭效果最佳。
(3)硬土層:較小的鑽頭效果最佳,要保證鑽頭至少比探頭外筒的尺寸大12.5mm。
(4)鈣質層:最小鑽頭效果最佳,採用特殊的切削破碎技術來實現鑽孔方向改變。
(5)糖粒砂:中等尺寸狗腿度鑽頭效果最佳,鑲焊硬質合金鑽頭耐磨性最好,鑽機的錨固和鑽進液是成敗的關鍵。
(6)砂質淤泥:中等到大尺寸鑽頭效果較好。有時需要高扭矩來驅動鑽頭。
(7)緻密砂層:小尺寸錐形鑽頭效果最好,但鑽頭的尺寸必須大於探頭外筒的尺寸,這種土質中,向前推進較難,可較快實現控向,鑽機錨固是鑽孔成功的關鍵。
(8)礫石層:鑲焊小尺寸硬質合金的鑽頭效果最佳,對於大顆粒卵石層,鑽進難度大,不過若卵石層間有足夠的膠結性土,鑽進還是可行的。在礫石層中,回擴難度最大。
(9)固結的岩層:使用孔內動力鑽具鑽進效果最佳。採用標准鑽頭鑽到硬質岩時,鑽機可在無明顯方向改變的條件下完成施工。
5 設計軌跡與穿越地層的合理選擇
水平定向鑽可承擔各類材質管線的穿越任務,鑽機性能的很好發揮,依賴於理想的地質條件和合理的軌跡設計,如果地質條件理想,穿越曲線位於粘土、亞粘土或淤泥等造漿能力好的地層,就可以適當加長穿越長度,而實際拖拉力不會增加太多,如果穿越曲線所在地層不理想時(流沙、鈣質層、礫石層),就會降低穿越成功的可能性,甚至導向孔無法完成。
5.1地質要求
對穿越工程,必須先勘察穿越處的地質情況,不同地層(淤泥、粘土、亞粘土、粉土層、砂土、流沙穿越),需選用不同的鑽具及其結構。
穿越段地質必須詳勘,一般按要求在穿越中心線兩邊各25m,沿中心線方向間距打勘察孔,復雜的地段勘察孔必須加密。穿越段地質勘探應提供以下參數,取樣深度、含水量、顆粒度、液性指數、塑性指數、液限、塑限、標貫擊數、承載力等、並提供水質報告,提供穿越地段地形圖和地質鑽探剖面圖供設計及施工單位參考。
5.2軌跡設計
根據鋪管設計標高、地層及地形情況,根據鑽桿曲率半徑、工作場地、地下管線分布情況,甲方圖紙來設計鋼管埋深,鋼管的彎曲曲率半徑,確定定向鑽進過程中鑽頭的頂角、方位角、工具面向角、計算出測定空間坐標,設計出定向鑽進的軌跡圖及對特殊地層、地段制訂特殊施工方案,並且要把常用和應急材料准備一定的庫存量,以防特殊情況的發生,保證施工各階段的順利進行。
6 導向孔工藝及卡鑽出現的解決方法
6.1導向鑽孔
採用射流輔助鑽進方式。導向孔鑽進是通過定向鑽的高壓泥漿射流沖蝕破碎旋轉切削成孔的,以15(斜面鑽頭來控制鑽頭方向。鑽頭內的發射器,發射鑽頭的位置、頂角、深度、鑽頭的溫度、面向角、發射器內電池的狀態等參數,這些參數由地面手提定位示蹤儀接收,供操作人員能及時准確確定鑽頭的具體位置、深度,並隨時通過鑽機調整鑽進參數,以控制鑽頭按設計軌跡鑽進。
6.2斜面糾偏
地面示蹤儀測量精度一般為3%~5%,測量深度為21m,當發現定向鑽進偏離設計軌跡時,通過調整鑽頭斜面的方向,進行造斜糾偏。糾偏不能太急,應按照鋼管的曲率半徑在幾根鑽桿內完成糾偏,不能在一根鑽桿內就完成所有糾偏工作,防止拖管過程中,出現拖不動的問題。
6.3卡鑽的出現及解決方法
在(礫石、糖粒砂、鈣質層)鑽進中,會出現卡鑽的現象。應及時調整泥漿配比,使用最大泥漿泵排量,與挖掘機配合,將鑽桿撤出卡鑽區。總結卡鑽出現的原因,調整泥漿配比,使用進口澎潤土,增加泥漿切力與粘度,使用扭矩大、推力大的鑽機及相匹配的鑽頭,完成導向孔的鑽進。
7 擴孔器及擴孔工藝
當先導孔鑽至出鑽區需用一個擴孔器來擴大鑽孔,以便安裝成品管線,一般將鑽孔擴大至成品管尺寸的1.2~1.5倍,擴孔器的拉力或推力一般要求為每毫米孔徑175.1N,根據成品管和鑽機的規格可採用多級擴孔。對於不同的地層,採用不同的擴孔器,這是保證回擴成孔的關鍵。
(1)快速切削型擴孔器:這種類型的擴孔器,對粘性大及砂土層較有效,但這種擴孔器無法破碎堅硬的岩石。
(2)拼合型鑽頭通孔器:它由剖開的牙輪錐形體製造,並將其焊接到金屬板和短的間接構件上。拼合型鑽頭通孔器是一種通用的,經濟的擴孔工具。易定做,有多種切削具類型和規格,製造時必須特別焊接、熱處理以及其他的保護措施,以免損壞後牙輪失落於孔內。
(3)錐形牙輪擴孔器:這種擴孔器現在廣泛應用,應用於除岩石以外,硬度在40MPa以內的各種地層。
(4)YO—YO型擴孔器:這種擴孔器非常適應於非開挖施工,它在岩石崩落的地層中可以向前或向後鑽進。這種平衡式的牙輪是穩定的,而且能夠自動跟蹤先導孔。大型牙輪和密封式軸承的應用延長了其在孔內的壽命。
擴孔工藝:是將導向孔孔徑擴大至所鋪設的管徑以上,減少鋪管時的阻力。
8 鑽井液性能與鑽孔、回拖的關系
定向鑽穿越施工,由於鑽孔處於地表(一般位於地表層以下3m~20m),地質松軟,所以不易形成孔洞,鑽孔易塌方,這就要求所用泥漿的護壁性要好,泥餅質量高,控制失水性要好,以保證鑽機性能的很好發揮。由於地層結構不同所需泥漿性能也不相同。
泥漿作為鑽進沖洗液,使用優質的膨潤土和添加劑,嚴格按照比例經攪拌系統攪拌成泥漿注入洞內,具有潤滑鑽具、穩定孔壁、降低回轉扭矩和回拉力,降低拖管時鋼管和洞壁的摩擦系數、冷卻鑽頭和發射器、攜帶土屑、減少腐蝕、固孔護管等作用。
長距離穿越,泥漿的作用尤其重要,孔內缺少泥漿往往是鑽孔失敗的重要原因。保持整個過程中有反漿,對工程順利進行至關重要,為改善泥漿性能,需加入適量地添加劑來配製成不同性能的泥漿。純鹼,可增粘,增靜切力,調節pH值,投入純鹼量一般為鈉土量的2%。為成孔良好,增加孔內潤滑,可加入適量的Drispac。為提高泥漿攜帶土屑的能力,將孔內的土屑帶出,可在鑽孔過程中的某一段加入一定量的Flowzen,能夠達到很好的使用效果。
為了保證穿越工程的順利進行,切實保證泥漿的性能才能保證穿越管線的成功。
(1)認真研究地質構造圖,制定完善的的泥漿配比方案,並認真實施,對特殊地段應提前採取特殊措施,及時加入添加劑,調節好泥漿性能,盡量保證孔內狀況良好,形成良好的孔壁。
(2)在易塌方的地段,一方面改進泥漿的性能,另一方面,改變鑽孔和回拖工藝等,盡量縮短停鑽時間,加快鑽進速度,保證鑽孔不塌方。
(3)加強泥漿循環。停止鑽進時,仍要注入適量泥漿,保證孔內始終存在正壓,使泥漿把孔內切削物盡量多的攜帶出來,防止沉積於孔內。
9 在拖管過程中出現管拖不動的情況
拖管途中出現管道拖不動,應及時將鑽機移到管道入地端,與挖掘機配合,使拖力達到原來拖力的兩倍,將管道拖出地面。總結拖不動的原因,審查各個工程環節及相關保障措施,並加以改善,如採用更大的回擴頭、使用進口粘土和添加劑,更大動力的鑽機,完成穿越。
② 實施定向鑽進前的准備工作有哪些
1.開孔並安裝孔口管開孔時,首先採用通纜鑽桿配PDC定向鑽頭回轉鑽進12~15m,然後提鑽更換擴孔鑽頭,回轉擴孔至9~12m,提鑽後安裝孔口管。孔口管可以是PVC管或無縫鋼管,直徑≥127mm,封孔時孔口管外露長度應為100~500mm。封孔材料及封孔要求應符合AQ1027—2006中的相關規定。安裝孔口管應注意以下事項:1)孔口四通直接與孔口管連接,後部須用盤根或密封墊進行密封;孔口四通上部與抽采管路的負壓管連接,下部與氣水分離器連接。
2)氣水分離器應放置在鑽場的下風側,並通過軟管與孔口四通的下側介面連接;氣水分離器的負壓管與抽采管路連接。
2.連接瓦斯抽采管路鑽孔施工前,鑽場內必須安裝瓦斯抽采負壓管,並且在鑽場外的順槽巷道抽采主管路上安裝管路放水器,具體要求見AQ1027—2006的相關規定。
1)每個鑽孔施工完成後必須單獨接入抽采系統。
2)每個鑽場必須設置一個瓦斯濃度探測儀器。
3)安裝管路放水器時必須安裝負壓平衡管。
3.連接定向鑽具設備安裝孔底馬達鑽具時,孔底馬達應從鑽機夾持器前方穿入動力頭內,嚴禁孔底馬達彎點通過鑽機夾持器和回轉器。連接孔底馬達與下無磁鑽桿、下無磁鑽桿與無磁測量外管時,應將螺紋絲扣上緊,螺紋緊固力≥300N·m。連接下無磁鑽桿、無磁測量外管、上無磁鑽桿時絲扣上需塗抹螺紋密封膠,螺紋緊固力≥300N·m;與孔底馬達匹配的鑽頭必須能夠發揮孔底馬達在孔底的造斜功能,推薦使用φ96mmPDC胎體鑽頭;測量儀器應安裝緊固,避免鑽進過程中因鑽具震動而使測量儀器發生松動旋轉。
4.開鑽前檢查工作為確保定向鑽孔的順利施工,開鑽前應做好下述檢查工作:1)檢查鑽機各項操作功能是否正常。
2)檢查泥漿泵檔位選擇是否正確;檢查泥漿泵吸水端是否安裝濾水器;檢查泥漿泵排量和壓力大小是否正常。
3)檢查孔底馬達工作是否正常,開啟泥漿泵觀察孔底馬達旋轉狀態及泥漿泵壓力,孔底馬達的啟動壓力一般為1.5~2.5MPa,如果孔底馬達的啟動壓力大於2.5MPa或小於1MPa,應更換孔底馬達。
4)檢查通纜鑽桿通纜接頭,如有松動或變形,應將鑽桿剔出進行維修;如發現通纜公接頭密封圈磨損或丟失,應予以更換。
5)開鑽前檢查鑽頭,如果切削齒磨損嚴重則應更換鑽頭。
6)檢查隨鑽測量系統是否工作正常。
7)調整孔底馬達彎頭方向,使孔底馬達彎頭(高邊)點指向0°方向(正上方),修正工具面向角。
8)驅動孔底馬達旋轉的高壓沖洗液(通常為清水)要清潔,防止岩煤粉顆粒等雜質進入孔底馬達內,避免損害容積腔內的轉子和橡膠定子。
9)推薦使用的φ73mm孔底馬達正常工作的理想排量界於150~250L/min之間,最大泵量不應超過300L/min,最小泵量不能低於120L/min。
10)鑽具下到孔底後,鑽頭提離孔底10~20cm,然後測量工具面向角,根據鑽進目的調整安裝角到預定位置後,利用鑽機的主軸制動功能,夾緊鑽桿,打開鑽桿夾持器,准備鑽進。
③ 定向鑽進
一、正常鑽進過程
在實施定向鑽孔的正常鑽進過程中,應遵循以下原則:
1)完成設備和鑽具檢查後,加接鑽桿和送水器,啟動泥漿泵待孔口返水後開始鑽進,嚴禁在孔口沒有返水的情況下鑽進。
2)每次加接鑽桿前,將鑽孔內鑽具提出10~20cm,以防止沖洗液流通通道被堵,引起「憋泵」而損壞孔底馬達;同時必須保證待加接鑽桿通纜接頭清潔,以利於信號傳輸,避免雜物進入孔內鑽具導致孔底馬達不能啟動甚至損壞。
3)加接鑽桿時,必須給通纜鑽桿絲扣及通纜公接頭塗抹潤滑油,以保證潤滑和密封,且加接鑽桿應全部由人工完成,而僅用鑽機最後上緊鑽桿扣,同時應防止誤轉動鑽具而影響鑽具的工具面向角。
4)在鑽進過程中如發現設計鑽孔軌跡與實際煤層起伏變化相差較大,需間隔50~100m進行一次探頂,以便確定鑽孔實鑽軌跡在煤層中的位置和煤層實際起伏變化情況。
5)在鑽進過程中,應時刻注意泥漿泵泵壓變化。正常鑽進時泵壓是隨著鑽孔深度的增加緩慢增大的,如果發現泥漿泵壓力突然變化,且變化幅度較大,應立即停止給進,提鑽2~3根,沖孔5~10min後繼續鑽進,如泵壓繼續升高,須退鑽至合適位置開分支鑽孔繞過此區域,此時不可盲目給進。
6)鑽進過程中,應時刻注意孔口返渣情況,如發現返渣煤粉顆粒較大且不均勻,此時需降低給進速度,反復提拉鑽桿觀察起拔或給進壓力的變化情況。如果起拔或給進壓力變大,表明鑽孔內出現了塌孔現象,須根據具體情況考慮退鑽開分支繞過此區域或終孔。
7)在鑽進過程中如發現孔口不返水,須將鑽具提離孔底,分析不返水的原因,不能強行開動鑽具,以免發生卡鑽、抱鑽等孔內事故。
8)提鑽重新下入鑽具時,應注意鑽頭在孔內的位置,防止鑽頭撞擊孔底而導致孔底馬達、鑽頭和鑽具損壞。
9)復雜地層中鑽進時,須時刻注意鑽機的給進/起拔壓力變化情況,如果發現給進/起拔鑽壓力變大,退鑽2~3根,找出原因,採取相應措施。
10)鑽進過程中如預知鑽孔實鑽點地質構造復雜(如有斷層、陷落柱或破碎帶等),應使用短保徑大水口鑽頭,並在實鑽軌跡進入地質構造點前採取相應措施,防止發生塌孔卡埋鑽、瓦斯噴孔和涌水等事故,必要時提鑽終孔。
11)當鑽孔孔深≥500m後,要求每鑽進15m拉動一次鑽具,觀察鑽機起拔壓力大小;若起拔壓力變化較大,停鑽沖孔5~10min試鑽進;若起拔壓力仍然較大,停鑽找出原因,採取相應措施,必要時提鑽終孔。
12)在鑽進過程中須注意觀察泥漿泵吸水池內水位變化,避免泥漿泵因水位過低而吸入空氣,進而對孔底馬達定、轉子造成損壞。
二、軌跡控制過程
定向鑽進軌跡控制主要是通過調節孔底馬達彎頭朝向即工具面向角來控制鑽孔軌跡的彎曲方向,使鑽孔實鑽軌跡沿著設計軌跡在煤層中延伸。在調節孔底馬達工具面時,應遵循以下原則:
1)當需要鑽孔傾角增大、方位角增大時,工具面向角應調至0°~90°之間。
2)當需要鑽孔傾角減小、方位角增大時,工具面向角應調至90°~180°之間。
3)當需要鑽孔傾角減小、方位角減小時,工具面向角應調至180°~270°之間。
4)當需要鑽孔傾角增大、方位角減小時,工具面向角應調至270°~360°(0°)之間。
5)在定向鑽進時,造斜率不能過大,不可以180°為變化量頻繁調整工具面向角,避免因鑽孔曲率大而發生鑽具折斷事故。
三、分支孔鑽進過程
在井下沿煤層鑽進時,可通過調整孔底馬達的工具面向角直接在預留分支點處側鑽開分支鑽進。如未預留分支點,則側鑽分支點應選擇在鑽孔軌跡顯著變化的孔段,對於傾角上仰增大的孔段應向下施工分支孔,此時工具面向角調節至90°~270°之間,具體數值根據分支點所在孔段方位角的變化情況確定:如果分支點所在孔段的方位角是增大的,則工具面向角應調整至180°~270°范圍內;如果分支點所在孔段的方位角是減小的,則工具面向角應調整至90°~180°范圍內。在分支孔鑽進過程中應遵循以下原則:
1)要遵循輕壓慢進的原則,嚴禁在鑽進過程中提拉鑽具。
2)時刻注意泥漿泵壓力的變化,如泥漿泵壓力變大,則說明開分支孔成功。確定開分支成功後繼續鑽進2~3m,之後立即調整工具面向角使鑽孔實鑽軌跡沿設計軌跡繼續延伸。
3)注意觀察孔口返水情況,沿煤層鑽進開分支時,如果孔口返渣中煤顆粒逐漸增多,且返水顏色逐漸加深,表明開分支孔成功。
4)注意對比隨鑽測量儀器採集的測斜數據,如發現相同深度的測斜數據不同,則表明開分支孔成功。
④ 水平定向鑽機導向儀如何看
施工方法:
導向鑽管法的施工工藝 地質勘察→穿越曲線設計→測量磁方位角→鑽機就位→鑽導向孔→擴孔→回拖→環境保護→地貌恢復
導向鑽管法的工作原理 水平導向鑽機的工作原理是:在施工時,按照設計的鑽孔軌跡(一般為弧形),採用可從地表鑽進的鑽機。
⑤ 定向鑽進常見鑽孔事故的預防和處理
一、常見鑽孔事故的種類
1.卡鑽事故
煤礦井下近水平定向鑽進過程中,由於孔壁坍塌或縮徑等原因而引起的孔內鑽具不能轉動、起拔或既不能轉動也不能起拔的現象稱為卡鑽。引發卡鑽事故的原因主要分以下三種:
1)鑽孔坍塌。所鑽煤層過於松軟破碎,孔壁在外力擾動下失穩塌孔,導致坍塌卡鑽。如果孔壁在失穩過程中同時伴有大量瓦斯向鑽孔內湧出,則煤層地應力急速釋放,鑽孔坍塌程度更為嚴重,卡鑽也更緊固。
2)鑽孔縮徑。鑽遇水敏性頂底板或夾矸層時,孔壁地層遇水膨脹縮徑,進而引起縮徑卡鑽。
3)沉渣卡鑽。鑽遇破碎帶或鑽進速度過快,鑽頭切削下的岩屑顆粒較大,返渣流動至坍塌擴徑孔段或凹形孔段時,大顆粒岩屑逐漸停滯堆積,造成局部沉渣卡鑽。
2.鑽具事故
鑽進過程中由於孔壁作用、鑽具(含鑽桿、無磁鑽桿、孔底馬達及接頭等)受力等原因造成的鑽具折斷或損壞現象稱為鑽具事故。鑽具本身存在缺陷而導致強度不夠、外載荷過大引起變形或折斷、連接螺紋出現滑扣或脫扣等均可引發鑽具事故。
3.鑽頭事故
鑽進過程中發生掉鑽頭或鑽頭切削齒脫落而導致的孔內事故稱為鑽頭事故。
二、鑽孔事故的預防措施
1)在進行鑽孔設計前,應了解相關地質情況,包括鑽遇煤層的軟硬程度、頂底板岩性和斷層、破碎帶、陷落柱及采空區等地質構造異常情況。
2)鑽具配套時應根據地層情況,確定合理的鑽具組合。若地質情況復雜,應選用大水口小保徑的鑽頭和彎角較小的孔底馬達。
3)煤礦井下定向鑽進一般採用清水做沖洗液。必要時可在清水中加入可降解化學處理劑,在不影響瓦斯抽采效果的前提下,提高沖洗液的護壁和攜粉能力。
4)鑽進過程中如出現泥漿泵泵壓或鑽機的給進/起拔壓力突然變化、孔口返渣顆粒較大、孔口不返水等現象時,應立即停鑽,分析原因,在異常情況未解除之前不可盲目鑽進。
5)加強鑽探工作人員責任意識,時刻注意各鑽進設備的工作狀態,並且對鑽進過程中出現的設備工作異常進行記錄和分析,並採取相應措施排除異常。
6)定期或不定期地組織有關人員研究正在施工的鑽孔情況,對鑽孔頂底板和煤層情況全面掌握,並將目前鑽孔施工參數如給進/起拔壓力、泵壓、鑽機系統壓力及鑽進速度與其他臨近鑽孔進行比較,以便盡早發現事故的苗頭。
7)鑽探技術操作規程是鑽探經驗的積累和教訓的總結,要嚴格執行。
8)根據施工礦區具體的地質條件,合理選擇鑽進方法,如在地層不清楚的地方採用探頂的施工方法,避免盲目鑽進而引起事故。
9)加強通纜鑽桿的維護管理,定期檢查磨損情況,並按其新舊程度分孔、分組合理使用,較差的鑽桿應用於孔壁穩定的淺孔,而好的鑽桿用於地層條件復雜的深孔。
10)鑽桿(包括通纜式鑽桿、上/下無磁鑽桿、儀器外管、接頭等)直徑磨損達2mm、有裂紋、絲扣磨損嚴重或變形時,均不得下入孔內使用。
11)地質條件復雜的鑽孔,在開孔之前,要詳細研究掌握所穿過的各種地層的特徵、深度和厚度等信息,並制定全面的施工措施。
12)施工採用現場交接班制度,確保鑽孔內不間斷循環水,保證鑽具的安全。如不具備現場交接班條件,每班停鑽前需將鑽具提離孔底9~12m,並每隔半個小時開泵沖孔一次,時間10min左右。
三、鑽孔事故處理原則
1)孔內事故的相關情況要清楚。首先,事故部位要清:事故發生後,要根據機上鑽桿余尺或提出來的鑽具,精確計算事故部位的孔深,據此確定處理事故所需鑽具的長度。其次,事故源頭要清:根據提出的鑽具或其他有關的標志,弄清事故源頭是鑽具的哪一部分,口徑多大,損壞變形的程度如何,以確定處理方法和選用打撈工具。再次,孔內情況要清:弄清發生事故鑽具的結構(規格、種類、數量),鑽孔結構,孔內煤層性質,孔壁穩定程度,孔內煤粉多少,以及事故發生前的徵兆和發生時的情況(如沖洗液循環情況、鑽具回轉阻力、鑽具給進和起拔阻力、鑽機和泥漿泵聲音變化,操作者的感覺等),這些都是判斷事故情節和確定處理方法及步驟的重要依據。
2)弄清孔內事故的基本情況後,認真分析研究事故發生的過程、事故性質、事故原因,慎重製定事故的處理方法、步驟和安全措施。處理方案一般要准備兩套以上,當第一套方案處理無效時,可馬上運用另一套方案進行事故處理。
3)處理方案確定後,要抓緊時間,全力以赴,動作迅速,及時排除。實踐證明一些鑽孔事故開始簡單,但是在處理過程中,往往由於措施不當,拖延時間過長以至於惡化成復雜事故,甚至變成重大事故。反之一些開始比較復雜的事故,由於處理方法得當,措施得力,時間抓得緊,很快就得到排除。
4)事故發生後,在處理過程中,要求快是為了避免事故復雜化,但在快的同時還要做到穩,才能避免在事故處理過程中再發生事故。
四、常用鑽孔事故處理方法
1)強力起拔。在出現孔內卡鑽事故時,可採用鑽機強力起拔鑽具,並輔以瞬時回轉,以使孔內鑽具解卡,順利起出鑽具。但這樣處理事故時,有時可能從孔內鑽具的薄弱環節扭斷。損失較小的扭斷鑽具位置是下無磁和孔底馬達之間的接手。
2)套銑打撈。主要用於處理孔深較小而卡鑽嚴重的孔內事故,原理與施工方法詳見第七章。
3)反轉鑽具。如果採用強力起拔或套銑打撈的方法均不能起出孔內事故鑽具時,可為鑽具施加一定的起拔力(合理的起拔力應剛好能克服事故點以外鑽具與孔壁的摩擦阻力),然後反轉鑽具。
4)公錐打撈。對於孔內掉鑽事故,可採用公錐打撈事故鑽具。原理與施工方法詳見第七章。
5)母錐打撈。原理與公錐的類似,但結構相反,施工原理詳見見第七章。
6)開巷道或煤層回採時取出孔底鑽具。若孔內事故鑽具距離巷道較近,可開小斷面巷道到孔底位置,或在回採煤層到達事故位置時,取出孔內的隨鑽測量系統和孔底馬達。
⑥ 定向鑽機打鑽孔時,有時串孔,是什麼原因
灌注樁串孔可以理解為兩樁距離過密,軟弱土或者粉細砂之類的鬆散土層使得灌注樁位移所導致的串孔的原因:兩根樁之間施工時間差是多少,如果地層不好,時間差又短(小於混凝土初凝時間),樁間距過密,很可能發生串孔事情。
採用有效的措施可以防止串孔
先把地層情況弄清楚,若地層不好,兩根樁施工時間差短,已灌注的樁混凝土未達到初凝,樁間距過密,可能發生串孔。
注意一.地質勘察報告`若出現軟弱土層或者粉細砂之類的鬆散土層時即時更改設計方案(如:原人工挖孔改沖擊鑽成孔等)
二.澆築砼的初凝時間要掌握好
三.仔細審查圖紙與施工現場對比樁間距的距離防止灌注樁出現串孔原因
⑦ 定向鑽機150噸是指什麼
定向鑽根據發動機的大小、配置的不同,所能提供的推拉力、扭矩不一樣。
150噸表示額定的推拉力能承受150噸的力量。
管材自重+管材與地表的摩擦力+鑽桿鑽具的自重不要超過150噸。
⑧ 定向鑽機上無磁鑽桿內部松動還能用嗎
摘要 您好,建議您修復再使用。若鑽機在施工中如錨固不好,則鑽進、回拖管道過程中易造成事故發生。在鑽機錨固前,要對錨固區域用儀器進行地下管線檢測,防止將錨桿打在地下管線上。合理的鑽機錨固是順利完成鑽進及回拖管道的前提,鑽機錨固的好壞反映了鑽機在鑽進和回拖時利用本身功率的能力。一台鑽機功率再大,若錨固不好,鑽機在定向鑽孔中會發生移動,這樣會導致鑽機無法按預定的計劃完成鑽進工作。在回拖管道時,如錨固不好,鑽機移動,需進一步錨固,從而導致了管道有可能拖不動,進一步加大鑽機拖力,又會出現鑽機的全部功率作用在鑽機機身上,容易發生設備破壞和人員傷亡的事故。
⑨ 煤礦井下水平定向鑽進技術的特點和分類是什麼
煤礦井下實施鑽探作業往往受井巷條件限制,首先要求鑽探設備和工具能夠適應狹小空間運輸、搬遷和使用;煤礦安全生產規程要求所有用於煤礦井下的機電設備和儀器必須具備煤安標志;長期以來,煤礦生產由於受特殊生產條件、粗放型生產管理模式等因素影響,使煤礦企業對設備能力和技術水平要求不高,這在一定程度上也影響了一些先進技術在煤礦的發展應用,包括水平定向鑽進技術。
煤礦井下水平定向鑽進技術根據所用的鑽具類型和鑽進方式不同可分為兩種。一種是穩定組合鑽具定向鑽進技術,該技術採用孔口回轉的鑽進方式,穩定組合鑽具由鑽頭、穩定器和短鑽桿按照不同的組合形式連接組成。通過在穩定器之間連接不同直徑和長度的鑽桿,組成不同的組合鑽具,利用鑽桿自身的重力、給進力、離心力及其彎矩所形成的撓曲變形對與其剛性連接的鑽頭產生作用,使鑽孔軌跡上仰、下斜或保直鑽進,以達到控制鑽孔方向的目的。這種定向技術工藝原理簡單、鑽具成本低、地層適用性強、操作方便,能夠滿足對定向精度要求不高的定向鑽孔施工要求。主要缺點是定向控制精度低、起下鑽次數多、鑽進效率低等。另一種是採用帶彎接頭的孔底馬達定向鑽進技術。孔底馬達是以高壓沖洗液作為傳遞動力介質的一種孔底動力鑽具,採用帶有不同形式造斜件(彎外管或彎接頭)的孔底馬達,配備隨鑽測量儀器,可較靈活地滿足不同定向鑽進的需要。鑽進過程中通過鑽機動力頭正轉孔內鑽桿柱來調整孔底馬達造斜件的工具面向角,使其朝向預定方向,即可控制鑽孔的傾角和方位角,達到定向鑽進的目的。其與傳統的回轉鑽進工藝的不同之處在於:孔底馬達帶動鑽頭旋轉破碎岩石時,整個鑽桿柱和孔底馬達的外殼(包括造斜件)是不旋轉的,所以造斜件彎曲的方向即是鑽孔將要延伸的方向。孔底馬達定向鑽進技術一般與隨鑽測量技術結合使用,具有定向精度高、對鑽孔軌跡的控制調節能力強、鑽進效率高、可進行實時精確隨鑽測量等優點。主要缺點是鑽具成本高、地層適應性差,同時由於鑽具結構較為復雜,對操作人員的技術水平要求較高。