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Full-Section Rock Breaking and Hole Formation by Air-Lift Reverse Circulation with Rotary Drilling Rigs

2015-09-14 724 0人评论

　　反循环钻具适合于坚硬地质和岩层。刀具一般为：牙轮滚刀和楔齿滚刀。有全截面反循环钻具和环面反循环钻具。

　　1工艺原理

　　旋挖钻机气举反循环又称气压反循环。其基本原理是压缩机通过旋挖钻机动力头下面的随动气龙头及配套送气管路将压缩空气送至孔底牙轮或滚刀钻头的气水混合室，并使空气与钻头吸渣管内的水合物，从而形成比重小于吸渣管外泥水混合物的气水混合物。在不同比重形成的压力的作用，吸渣管内的气水流挟带岩屑派离孔底沉淀在钻头上部集渣筒内或直接排到孔外沉淀池内。沉淀析出的水以自流的方式向钻头与孔壁的环状间隙直至孔底，形成往复循环。

　　2工艺特点

　　●适应旋挖钻机加压能力大特点，钻进效率较其他钻进方式高。

　　●旋挖钻机采用气举反循环钻进工艺，孔底大块岩石渣都能排离孔底，无岩石二次破碎现象，钻进效率高。

　　●钻进过程中，钻头切削具冷却效果好，提高钻头所以寿命。

　　●工艺操作比较复杂，需要人员较多，并且要求技术比较熟练。

　　3旋挖钻机全断面破岩成孔的工艺设备

　　（1）设备条件

　　旋挖钻机气举反循环岩石钻进设备主要由空气压缩机〈气压在0.7㎏，气量在5立方以上为宜〉，随动气龙头送风及排渣管路系统孔底全断面钻进牙轮〈滚刀钻头〉

　　（2）孔璧条件

　　旋挖钻机气举反循环由于是孔底局部循环，细小岩粉不能沉淀在储藏筒内，往往在孔底形成粥样粉浆，岩粉浆循环扰动使得孔壁难以形成泥皮护壁，所以本工艺要求在地质比较稳定的条件下使用在孔壁不稳定，如有松散层，流沙层的情况下，要求下钢或尼龙护筒到基岩面上，以防塌孔形成孔下事故

　　4设备的安装

　　（1）气龙头的安装

　　气龙头到达现场后，应立即焊接吊耳与钻机动力头运动件相连，同时焊接反扭杆，使气龙头中间外圈侧耳与钻机杆或动力头机座相连，传递气龙头旋转时的反扭矩。气龙头进气口也应用快速接头和胶管与空气压缩机相连。

　　(2)进气胶管的连接

　　将胶管的快速接头分别焊接于气龙头出气口阀门下接头和钻头气管接头上，中间用合适长度的胶管相连，形成进气通道。

　　5钻进工艺参数

　　（1）加压力

　　旋挖钻机工作效率取决动力头扭矩与加压，对于滚刀钻头，原则上加压力越大工作效率越高，但要考虑钻机的加压能力及钻杆的承受能力。

　　（2）转速

　　旋挖钻机钻进硬岩时转速以8—15转/每分钟为宜，不可过快或过慢，过缓则钻进效率太低，或快则造成孔底泥浆涡动过大，冲刷孔壁，同时容易使钻机钻杆摆动过大造成损坏。

　　（3）空压机气量及气压

　　空压机排出的气压及气量以能形成孔底循环即可，不可太大，过大使孔底泥浆循环过快，冲刷孔壁，同时容易使岩渣不易沉淀。钻进时气压以大于孔底液柱压力一个大气压即可，如孔底液柱30M，气压调整4㎏即可，钻进时气量以不超过5立方/分钟为宜。

　　6注意事项

　　（1）钻头下孔前必须检查滚刀或牙轮使之转动灵活，检查钻头各焊接部位无裂纹。如发现滚刀或牙轮轴承损坏及时更换；刀座及钻头筒有磨损及时补焊，防止发生孔下事故。

　　（2）钻头孔底应保证无异物，如有掉落物，提前打捞，否则滚刀或牙轮合金刀头容易崩落，或刀头及牙轮不能完全接触岩面导致钻头失效。

　　（3）钻头在初入岩时应轻压慢转，待孔底不平岩面扫平后施压钻进以防止孔斜及钻头损坏。

　　（4）为防止气道阻塞，钻头入水前通气循环，钻头出水后停止通气。必要时可关闭气阀门避免泥浆倒灌。

　　(5）钻机用其他方式钻进，把气龙头反扭杆卸下，以延长气龙头寿命。

　　(6)气龙头的保养很重要，定期注油。如发现漏气，既更换密封件。

　　(7)气龙头避免强烈撞击，在开合旋挖斗时，缓慢进行。

　　(8)孔底细小岩粉不能沉淀于钻头筒内孔底形成粥状泥浆，长时间钻进时，应定期更换泥浆或稀释，钻头清洁确保掘进效率。

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