煤田地質(zhì)鉆探的鉆進(jìn)技術(shù)探析范文
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1沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭
沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭的主要類型主要有：
1.1液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆頭。取心式硬質(zhì)合金鉆頭分為：a.普通人八角硬質(zhì)合金鉆頭，有帶肋骨和不帶肋骨兩種形式,適用于鉆進(jìn)5-8級中硬巖石；b.長片狀肋骨式合金鉆頭,適用于大沖擊功低頻率液動沖擊器鉆進(jìn)中硬巖層；c.異形硬質(zhì)合金鉆頭的特點(diǎn)是利用異形截面鉆頭體，以增大液流過水?dāng)嗝妫瑴p少流阻背壓和巖心堵塞，鉆頭適用于鉆進(jìn)5-7級中硬巖石。
1.2取心金剛石鉆頭。金剛石液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的主要特點(diǎn)是高頻率、小沖擊功，配備的鉆頭必須能鉆進(jìn)堅硬及打滑巖層。
1.3風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭。風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用的鉆頭，按用途分為取心式和不取心全面鉆進(jìn)鉆頭。目前使用較多的是不取心全面鉆進(jìn)鉆頭。按采用的齒形可分為：一是片齒鉆頭。鉆頭齒為硬質(zhì)合金片；二是柱齒鉆頭根據(jù)柱齒端部形狀的不同，可分為平頭型和球齒型；三是柱片混鑲鉆頭這類鉆頭是一種全面鉆進(jìn)鉆頭。
2沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備及附屬裝置
2.1液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備
2.1.1鉆機(jī)。以硬質(zhì)合金磨料為主進(jìn)行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時，要求鉆機(jī)增加低速擋。無低速擋的鉆機(jī)可在鉆機(jī)的輸入軸處添加一個減速裝置(自制減速箱或用汽車變速箱),使鉆具的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速采用減速箱變更鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時，減速箱應(yīng)有兩個速擋。其中一個速擋要保持鉆機(jī)原有的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，以便用于升降鉆具和鉆進(jìn)較軟巖層的需要；另一個是減速擋，使鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加一個低轉(zhuǎn)速區(qū)，在該轉(zhuǎn)速可獲得20-80r/min的幾個不同轉(zhuǎn)速，用于鉆進(jìn)較硬的巖層。進(jìn)行金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時，用的鉆機(jī)要具有高轉(zhuǎn)速的性能。
2.1.2水泵。水泵是沖擊器工作的主要動力源。為保證沖擊器能發(fā)揮有效的作用及盡可能減少修理時間，要求水泵達(dá)到以下性能：a.泵壓為(4-6)Xj06Pa時，水量達(dá)2.5-3.33L/s；b.強(qiáng)度大，不易損壞，密封性好，排量均勻、穩(wěn)定；c.能長時間持續(xù)在高壓狀態(tài)下進(jìn)行工作；d.根據(jù)需要可進(jìn)行多級變速或無級變速，以改變泵壓和排量。
2.1.3動力機(jī)。鉆機(jī)可用原配套型號的動力機(jī)。水泵的動力機(jī)需增加功率。淺孔時用20-22kW動力機(jī)，深孔時用30kW的動力機(jī)。
2.2附屬裝置及工具
2.2.1穩(wěn)壓罐。目前所用水泵的空氣室容積較小，不能消除排量不均勻性，保持液壓沖擊時的穩(wěn)定性；因此，在水泵的輸出管與高壓膠管之間需要安裝一個穩(wěn)壓罐裝置。穩(wěn)壓罐可用直徑為146mm或更大直徑的無縫鋼管制作。要求耐壓能力在1×107Pa以上，容積應(yīng)大于0.05m3。
2.2.2砂輪機(jī)。碳化硅砂輪機(jī)。砂輪片直徑為200mm-250mm，砂輪粒度為60-100網(wǎng)目，砂輪的線速度以20～25m/s為宜。
2.2.3分流器。為解決金剛石沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時，沖擊器需要的沖洗液量大與孔底金剛石鉆頭所需要的沖洗液量小之間的矛盾，在沖擊器的下部應(yīng)裝置能進(jìn)行調(diào)節(jié)入孔底沖洗液量的分流器。QWF-1型分流器由沖擊器排出的液流一部分通過鉆頭流到外管間隙，另一部分則經(jīng)卡簧座的下部流入內(nèi)管中，上返至分流接頭孔，泄出管外。可減少流在孔底的阻力和對金剛石鉆頭的強(qiáng)力沖蝕，同時，由內(nèi)管中上返的液流對其巖心會出現(xiàn)一種向上移動的推力，此推力有助于減少巖心堵塞的機(jī)會。
2.2.4高壓膠管。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時所需要的泵壓較高，用高壓膠管可能爆裂；需用鋼絲編制2層或3層的、耐壓在800kPa以上的高壓膠管。
2.3管材
2.3.1鉆桿。為減少高壓液流沿途的壓力損失，在可能條件下盡可能選用內(nèi)徑較大的鉆桿。為避免防止鉆桿接頭絲扣處漏水，降低沖擊器的工作性能，在接頭絲扣處要采取密封措施。
2.3.2巖心管。為提高巖心管的抗彎強(qiáng)度(剛性)和增強(qiáng)耐磨性，要進(jìn)行高頻表面淬火。巖心管經(jīng)高頻表面淬火處理后，不僅能增強(qiáng)耐磨性和抗彎強(qiáng)，成倍的延長使用壽命，大量節(jié)省鋼材；而在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中，它的重要意義，即是在巖心管剛性增加后，要減少沖擊傳遞效率的損失。
2.4風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的設(shè)備
風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的主要設(shè)備有鉆機(jī)、風(fēng)動沖擊器、空氣壓縮機(jī)。鉆機(jī)按鉆進(jìn)對象不同有所區(qū)別，如：水井鉆進(jìn)多采用長行程動力頭鉆機(jī)；地質(zhì)勘探孔鉆進(jìn)時，多把主軸式鉆機(jī)設(shè)計為低轉(zhuǎn)速，有時也直接采用長行程無級變速的動力頭式復(fù)合鉆機(jī)；在大口徑工程鉆施工時，常使用起重機(jī)式打樁機(jī)；此外，如礦山爆破孔鉆進(jìn)都有不同形式的專用鉆機(jī)。空壓機(jī)是風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的另一主要設(shè)備，它為風(fēng)動沖擊器提供動力并是清洗孔底的風(fēng)源。風(fēng)動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的附屬裝置有除塵器、泡沫混合器及注射器等。
