潛孔錘跟管鉆進(jìn)工藝
采用潛孔錘跟管鉆進(jìn)時,最好使用動力頭鉆機(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。

在使用潛孔錘鉆進(jìn)時,除去潛孔錘正常工作所需的風(fēng)壓外,還要加上隨鉆孔深度的增加和克服水位以下的水柱壓力所增加的壓力。


導(dǎo)正器表面開有提鉆吹巖屑的風(fēng)孔,與潛孔錘外殼底部接觸的地方也開有風(fēng)孔,以利吹孔時能使大量的空氣從套管內(nèi)部上返,并將夾在該部位的黏土清除。偏心軸上開的風(fēng)口可對偏心擴(kuò)孔鉆頭進(jìn)行冷卻并防止巖屑卡住擴(kuò)孔鉆頭;大部分壓縮空氣由中心孔通過中心鉆頭的風(fēng)道直接沖洗孔底已破碎的巖屑。巖屑通過開在導(dǎo)正器表面的風(fēng)槽進(jìn)入套管并被上返的高速氣流或泡沫帶出孔外。



鉆具工作時,導(dǎo)正器表面和臺肩上的通孔分別被套管鞋內(nèi)表面及潛孔錘底部封閉,大量的空氣進(jìn)入鉆頭工作區(qū),對鉆頭進(jìn)行冷卻和清洗孔底;提鉆吹孔時,臺肩上的通孔開啟,由于孔底空氣阻力大,大部分空氣將從臺肩上的通孔向上吹除套管內(nèi)的巖屑。鉆具再往上提,導(dǎo)正器表面的氣孔也開啟,氣流對套管內(nèi)的巖屑進(jìn)行強(qiáng)力吹除。并經(jīng)排粉罩排出套管或經(jīng)正反接頭進(jìn)入雙壁鉆桿中心管排出鉆孔。




潛孔錘鉆進(jìn)速度快,單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的巖屑顆粒大且量重,需要較大的風(fēng)量才能使孔底干凈。對于潛孔錘本身也有一定的額定風(fēng)量才能正常工作。如 W-200型潛孔錘的額定風(fēng)量為10～20m3/min。



從試鉆情況看,當(dāng)井內(nèi)上返風(fēng)速大于15m/s時,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,風(fēng)量顯得不足。常將兩臺或多臺空壓機(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,不僅不會增加鉆進(jìn)速度,反而會加速鉆頭的磨損。如使用直徑為φ100～300mm的潛孔錘,鉆壓在10～18kN時,鉆進(jìn)效率最佳。



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：初級工、中級工、高級工

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,小時效率為12.2m/h時,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。



潛孔錘同步跟管鉆具作用原理

這種鉆具的鉆頭能在套管底部鉆出大于套管外徑的鉆孔,使套管能順利地跟進(jìn);在提鉆時又能使擴(kuò)孔鉆頭方便地縮回,使整個鉆具能從套管中提出。圖4-36所示為跟管鉆進(jìn)鉆具組合圖。它由潛孔錘、導(dǎo)正器、偏心擴(kuò)孔鉆頭、中心鉆頭、偏心護(hù)套、砂土層用錐形鉆頭和套管鞋等組成。并根據(jù)需要可附加扶正器、取粉管、排粉罩,或者使用雙壁鉆桿加有封隔器的正反接頭用于中心取樣鉆進(jìn)。