巖石非開挖鉆具及選用

非開挖鉆具及選用巖石非開挖鉆具及選用內(nèi)容一、導(dǎo)向鉆具二、擴孔器三、泥漿回收再利用四、擴孔施工注意事項巖石非開挖鉆具及選用一、導(dǎo)向鉆具1、土層導(dǎo)向鉆具2、巖石導(dǎo)向鉆具

鷹爪導(dǎo)向鉆頭

泥漿馬達導(dǎo)向

氣動潛孔垂導(dǎo)向巖石非開挖鉆具及選用1、土層導(dǎo)向鉆具巖石非開挖鉆具及選用2、巖石導(dǎo)向鉆具1）、鷹爪導(dǎo)向鉆頭

主要用于小鉆機短距離硬土、全風(fēng)化軟巖石地層；

大鉆機長距離導(dǎo)向施工不易采用鷹爪導(dǎo)向鉆頭。易斷齒，齒可更換巖石非開挖鉆具及選用鷹爪導(dǎo)向鉆頭導(dǎo)向原理鷹爪導(dǎo)向鉆頭與普通土層導(dǎo)向鉆頭一樣，靠斜掌面受力來改變鉆進方向,因為地

層相對較硬，無法靠直接頂

進改變方向，因此鉆頭需要

做左右擺動鉆進，俗稱“搖鉆”側(cè)向力原方向新方向造斜面導(dǎo)向孔斷面圖60°60°巖石非開挖鉆具及選用2）

泥漿馬達導(dǎo)向系統(tǒng)三牙輪鉆頭探棒倉泥漿馬達巖石非開挖鉆具及選用泥漿馬達導(dǎo)向原理泥漿馬達（螺桿鉆具）是一種把泥漿的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)高壓泥漿進入鉆具時，迫使轉(zhuǎn)子在定子中滾動，馬達產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞到傳動軸和鉆頭上，達到鉆井的目的.

當(dāng)需要調(diào)整方向時，鉆桿不旋，牙輪鉆頭在馬達轉(zhuǎn)子的帶動下沿著馬達彎曲的方向鉆進；當(dāng)直線鉆進時，旋轉(zhuǎn)鉆桿即可。三牙輪鉆頭馬達轉(zhuǎn)子導(dǎo)向彎點1-2°(1.75°）馬達定子探棒倉巖石非開挖鉆具及選用泥漿馬達導(dǎo)向原理動畫演示當(dāng)高壓泥漿進入鉆具時，迫使轉(zhuǎn)子在定子中滾動，馬達產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞到傳動軸和鉆頭上，達到鉆井的目的.

當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉆桿時，鉆頭沿直線鉆進；

要調(diào)整方向時，鉆桿不轉(zhuǎn)，牙輪鉆頭在馬達轉(zhuǎn)子的帶動下沿著馬達彎曲的方向鉆進，達到調(diào)整方向的目的巖石非開挖鉆具及選用泥漿馬達的選配序號鉆桿型號泥漿馬達規(guī)格牙輪鉆頭泥漿泵排量L/MIN173-89101（95）Φ152-165mm(6-6?”)320-6002102-114(NC38)120Φ165-177mm(6?-7”)750-12003114(NC46)-127165Φ216mm（8?”)1200241mm(9?”)1300-2000巖石非開挖鉆具及選用使用泥漿馬達注意的幾個問題1、防止“沙塞”首先，泥漿中不能含沙、不允許使用回收泥漿，防止沙粒及雜物從鉆機進入馬達；其次，不向鉆桿注入空氣，防止產(chǎn)生負壓泥漿倒吸；

正確的操作順序：先注漿后鉆進；先停鉆機后停泵2、防止馬達憋壓

馬達正常工作時泥漿壓力是0-5MPa,泥漿馬達轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)速決定于泥漿流量，而不是泥漿壓力，所以如果泥漿泵量不夠，轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)速過低不連續(xù)，就會出現(xiàn)憋壓巖石非開挖鉆具及選用3、泥漿馬達的轉(zhuǎn)速

施工中泥漿馬達的正常轉(zhuǎn)速在每分鐘80轉(zhuǎn)以上，轉(zhuǎn)速過低會照成憋壓，鉆進緩慢；馬達的轉(zhuǎn)速是由泵量決定的，而不是泵壓，泵量越大轉(zhuǎn)速越高。

4、泥漿馬達導(dǎo)向時角度變化

泥漿馬達導(dǎo)向時角度的變化不同于普通導(dǎo)向鉆頭靠泥土對鉆頭產(chǎn)生的阻力來改變方向，泥漿馬達導(dǎo)向時角度的改變是靠泥漿馬達固定角度的導(dǎo)向彎點來改變方向，角度是固定不變的，一般是1.75°，所以鉆桿在變向的最大角度就是1.75°。

對于比較軟的巖石地層每跟鉆桿的角度可能小于1°，甚至無法變向。對于這種情況可以在馬達彎點前方6點位置焊一塊平板，以增加推進時的阻力，從而增加變化角度。巖石非開挖鉆具及選用3）、氣動潛孔錘導(dǎo)向系統(tǒng)防震探棒倉1-1.5°導(dǎo)向彎頭潛孔錘（沖擊器）鉆頭體防震探棒倉結(jié)構(gòu)潛孔錘（沖擊器）1-1.5°導(dǎo)向彎頭硬巖和軟巖鉆頭巖石非開挖鉆具及選用導(dǎo)向原理

氣動潛孔錘是以壓縮空氣為動力的一種風(fēng)動沖擊工具。它所產(chǎn)生的沖擊功和沖擊頻率可以直接傳給鉆頭，然后再通過鉆機和鉆桿的回轉(zhuǎn)驅(qū)動，形成對巖石的脈動破碎能力，同時利用沖擊器排出的壓縮空氣，對鉆頭進行冷卻和將破碎后的巖石顆粒排出孔外，從而實現(xiàn)了孔底沖擊回轉(zhuǎn)鉆進的目的。

優(yōu)點：與泥漿馬達導(dǎo)向系統(tǒng)相比，破巖速度快，鉆進效率高，尤其對中硬以上巖石，其鉆進速度是泥漿馬達的5-20倍,因而大大降低了施工成本。

潛孔錘使用壽命長，一般情況下導(dǎo)向施工長度能達到4000-10000米，可以極大地節(jié)省鉆具及泥漿費用。巖石非開挖鉆具及選用現(xiàn)場照片及視頻施工前潛孔錘安裝潛孔錘導(dǎo)向孔成功潛孔錘導(dǎo)向鉆頭水泥塊鉆進實驗潛孔錘鉆進實驗視頻巖石非開挖鉆具及選用二、擴孔器1、土層擴孔器2、巖石擴孔器巖石非開挖鉆具及選用1、土層擴孔器的種類及適用地層擠擴式擴孔器（桶式擴孔器）擠擴式擴孔器主要用于粘土，亞粘土地層，主要是通過將泥土向周圍擠壓的方式達到擴孔的目的，不能用于沙層擴孔巖石非開挖鉆具及選用流道式擴孔器流道式擴孔器主要用于粉土，沙土，粉砂土等地層。巖石非開挖鉆具及選用刀板式擴孔器刀板式擴孔器也叫切削式擴孔器，可以用于各種地層的擴孔施工，尤其用于擠擴和流道擴孔器不適合的沙層、卵石地層。沙層和卵石地層一定要選用板式擴孔器。也可以配合擠擴式擴孔器用于粘土地層的施工。巖石非開挖鉆具及選用其他土層擴孔器板桶式擴孔器飛旋式擴孔器巖石非開挖鉆具及選用二、巖石擴孔器1、焊接式牙輪擴孔器出口韓國牙輪擴孔器巖石非開挖鉆具及選用選用牙輪擴孔器注意的幾個問題1)、牙輪規(guī)格與鉆機相匹配

組裝擴孔器的牙輪規(guī)格主要有6?”、8?”、9?”、12?”等，牙輪規(guī)格要與鉆機大小相匹配，小鉆機用小牙輪，大鉆機用大牙輪，如果小鉆機用大牙輪會出現(xiàn)扭矩大，擴孔速度慢問題；如果大鉆機用小牙輪的話，因大鉆機扭矩大，會縮短牙輪壽命，甚至?xí)嗾?。匹配原則：73-89鉆桿6?”-8?”牙輪102鉆桿8?”-10”牙輪

127-140鉆桿9?”-12?”

牙輪巖石非開挖鉆具及選用2)、齒形與巖石硬度相匹配

巖石非開挖施工使用的牙輪齒形主要有

鋼齒（銑齒）、鑲齒鋼齒主要用于全風(fēng)化的泥巖地層砂卵地層，鋼齒齒高，進尺快。

鑲齒（鑲硬質(zhì)合金齒）牙輪齒形（IADC)主要有517、537、617、637齒。

匹配原則：

沙層、風(fēng)化泥巖：鋼齒（銑齒牙輪）

軟巖地層：一般指30MPa以下地層，采用517齒

中硬地層：40-80MPa硬度巖石，采用537、617齒

硬巖地層：大于80MPa巖石，采用637齒鋼齒牙輪擴孔器鑲齒牙輪巖石非開挖鉆具及選用3)、牙輪個數(shù)的確定擴孔器牙輪個數(shù)與使用的牙輪規(guī)格和巖石硬度有關(guān)系原則：牙輪越小，數(shù)量越多；巖石越硬數(shù)量越多擴孔器規(guī)格61/2”81/2”9?”12?”說明240-2603牙輪數(shù)量越多，擴孔器穩(wěn)定性越好，擺動小。巖石越硬牙輪數(shù)量應(yīng)該越多300-35033400-450443450-550554550-650665650-750776750-850887850-950998巖石非開挖鉆具及選用2、可更換式牙輪擴孔器

焊接式牙輪擴孔器更換牙輪比較麻煩，需要先將壞牙輪切割下來，然后再焊接新牙輪，由于現(xiàn)場條件限制，更換的牙輪焊接徑向誤差較大，影響使用壽命。相對于焊接式牙輪擴孔器來說，可更換牙輪擴孔器在現(xiàn)場不需要切割，將壞牙輪拆下來換上新的即可，更換牙輪極為方便，又能保證牙輪擴孔器的尺寸的精確。巖石非開挖鉆具及選用1）、小型可更換牙輪擴孔器主要用于小型鉆機的巖石擴孔施工，屬于橡膠密封，更換輪體方便。巖石非開挖鉆具及選用2）、大型可更換牙輪擴孔器

牙輪采用金屬密封大軸承，抗沖擊力強，使用壽命長，可達300-500小時，可以用于打鉆機一次性完成長距離巖石擴孔施工。巖石非開挖鉆具及選用3、可更換滾刀擴孔器牙輪擴孔器的缺點牙輪根據(jù)軸承密封形式分為橡膠密封和金屬密封，橡膠密封牙輪壽命一般在100-120小時左右，金屬密封的牙輪壽命一般在120-150小時左右，因此牙輪壽命比較短。在遇到長距離中硬巖地層擴孔施工時，往往在牙輪使用壽命內(nèi)無法完成一次擴孔，因此不得不在估計牙輪報廢前將牙輪擴孔器退出孔外，更換新的牙輪擴孔器。

有時擴一遍孔甚至需要更換2-3次擴孔器，因此效率較低，大大增加了施工成本。巖石非開挖鉆具及選用可更換滾刀擴孔器優(yōu)點滾刀擴孔器的滾刀采用金屬密封的大軸承，抗沖擊力強，壽命可達300-500小時，因此在較長的中硬巖地層施工可以一次完成擴孔施工，中途不需要退出更換新的擴孔器擴孔器本體可以重復(fù)利用，同一個本體可以安裝3中不同規(guī)格的輪體，可以施工3種尺寸的孔徑擴孔。滾刀體現(xiàn)場安裝更換方便。巖石非開挖鉆具及選用滾刀擴孔器照片14A14B14C10寸鑲齒和焊齒滾刀巖石非開挖鉆具及選用14寸滾刀擴孔器●滾刀通過絲扣與本體鏈接且滾刀安裝有自鎖防掉螺栓，不會產(chǎn)生掉輪事故。●滾刀擴孔器擺動大，扭矩不穩(wěn)，一般需要加中心定位器來增加穩(wěn)定性?！?4寸滾刀擴孔器需要扭矩大，一般用于150噸以上鉆機使用巖石非開挖鉆具及選用10寸滾刀擴孔器●10寸滾刀擴孔器可以根據(jù)不同地層更換焊齒和鑲齒滾刀●焊齒用于砂層、泥巖、砂卵地層；鑲齒用于各種硬度的巖石地層?！褚话阌糜?14-127鉆桿中型鉆機使用巖石非開挖鉆具及選用三、泥漿回收

沙層和巖石地層的施工對泥漿的粘稠度要求比較高，一般要求達到45-60秒，尤其在巖石地層施工需要耗費大量的泥漿，而如果泥漿能回收重復(fù)利用的話將會大大降低泥漿成本，利用回收系統(tǒng)對泥漿回收重復(fù)利用，可以節(jié)約50-80%的泥漿費用。巖石非開挖鉆具及選用泥漿回收設(shè)備25方泥漿回收系統(tǒng)1、處理能力25m3/h2、電壓：380V渣漿泵功率：7.5KW

振動電機功率：0.45X2Kw3、篩網(wǎng)面積：0.95x0.6+1.1x0.6=1.23m24、篩網(wǎng)分離度：下層30目，（中層40目）上層50目5、超濃縮旋流器FX-100GN1個

處理精度：10um6、外形尺寸：1900x900x1980mm7、整機重量：1040kg巖石非開挖鉆具及選用50方泥漿回收系統(tǒng)1、處理能力50m3/h2、電壓：380V渣漿泵功率：11KW

振動電機功率：0.75x2Kw3、篩網(wǎng)面積：1.1x0.7+1.3x0.7=1.68m24、篩網(wǎng)分離度：下層30目，（中層40目）上層50目5、超濃縮旋流器：FX-1003個

處理精度：10um6、外形尺寸：1700x1600x2330mm7、整機重量：1600kg巖石非開挖鉆具及選用100方泥漿回收系統(tǒng)1、處理能力100m3/h2、電壓：380V渣漿泵功率：15KW

振動電機功率：1.0x2Kw3、篩網(wǎng)面積：1.4x0.85+1.6x0.85=2.55m24、篩網(wǎng)分離度：下層30目，（中層40目），上層50目5、超濃縮旋流器：FX-1005個

處理精度：10um6、外形尺寸：1950x1850x2230mm7、整機重量：2000kg巖石非開挖鉆具及選用穿山甲回收系統(tǒng)特點1、采用EHM型雙泵殼重型渣漿泵，即泵體、泵蓋帶有可更換的耐磨金屬內(nèi)襯（包括葉輪、護套、護板等）。葉輪前后蓋板帶有背葉片以減少泄漏及提高泵的使用壽命。2、采用多個除泥級別的FX100加強型超濃縮旋流器,分離度高達10UM,大大減少回收的泥漿中的沙粒含量，提高回收質(zhì)量。3、采用雙層或三層分篩結(jié)構(gòu)，使泥漿固液分離更徹底充分，提高泥漿回收質(zhì)量。4、結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝運輸。5、儲漿罐設(shè)計有液面控制開關(guān)，根據(jù)液面的高低自動控制桿泵的進漿及渣漿泵的啟動和停止，全自動控制，無需專門人員值守操作。巖石非開挖鉆具及選用泥漿回收原理巖石非開挖鉆具及選用回收原理說明

由桿泵從泥漿坑（