潜孔锤跟管钻进技术在应急抢险中的应用
笏山金矿抢险救援6号钻孔快速准确中靶施工技术

笏山金矿抢险救援6号钻孔快速准确中靶施工技术
钟明
【期刊名称】《钻探工程》
【年(卷),期】2022(49)4
【摘要】笏山金矿发生事故后,我单位按应急救援指挥部的要求施工了6号救援钻孔。
针对该矿区花岗岩硬度高,地层岩石破碎,以及地层含水丰富等特点,从设备安装到施工工艺及操作流程,制定了一套完整的施工技术方案。
从而避免了误工误时,避免了救援过程中次生事故的发生。
全孔采用气动潜孔锤钻进,合理调整钻进参数,不但解决了花岗岩地层进尺慢、钻效低的问题,还确保了钻孔一次性进入预定靶区,施工中做到了“稳、准、快”,最终圆满完成了救援孔的施工任务。
【总页数】6页(P131-136)
【作者】钟明
【作者单位】山东省煤田地质局第一勘探队
【正文语种】中文
【中图分类】P634.7
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——以栖霞笏山金矿爆炸事故救援报道为例5.山东笏山矿难3号救援钻孔施工技术
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空气潜孔锤取心跟管钻进技术

空气潜孔锤取心跟管钻进技术一、基本概况空气潜孔锤取心跟管钻进技术针对河床、滑坡、等堆积地层,采用空气钻进而研发的一种钻探新方法,具有钻进速度快、取心质量好、不破坏植被和不影响地层稳定性等优势;主要用于浅部地质钻探(绿色钻探、砂卵砾石层钻探等),水利水电、滑坡等工程地质勘察领域。
该技术通过“优质、高效”的途径,解决了各种堆积地层的岩心质量较差和钻进效率较低等问题;可“以钻代槽”,避免槽探对植被的破坏。
二、技术主要内容空气潜孔锤取心跟管钻进技术采用风动钻进原理,将基础工程中的潜孔锤跟管钻进与岩心钻探领域的回转取心钻进组合,通过优化结构,优势互补,形成一种取心质量好、钻进速度快的钻进新方法,为工程地质勘察提供有效的技术手段。
其核心技术是潜孔锤取心跟管钻具。
图1 空气潜孔锤取心跟管钻具空气潜孔锤取心跟管钻进技术主要由中心取心钻具、套管靴总成组成。
前者执行取心钻进任务,并随钻带动后者跟进套管;后者执行推动套管随钻向孔底延伸,实现随钻跟管钻进。
整套钻具结构简单,使用简便。
中心钻具属于可提升部分,完成取心钻进回次后,可随钻杆被提到地表。
套管靴总成由套管钻头等三个零件组成。
该总成直接连接在套管下端,由中心钻具带动套管钻头旋转,承担跟管任务,钻孔施工期间,始终留在孔内隔离孔壁。
空气潜孔锤取心跟管钻进技术钻进原理:回转取心钻具,进行冲击取心钻进;同时,通过传扭副带动套管钻头回转,使其保持同步冲击回转钻进,并靠承传压付使套管向孔底延伸,而套管不回转。
钻进回次结束,直接将中心取心钻具提到地表进行取心,而管靴总成仍留在孔内;加长套管后,再将钻具下到孔底并与套管靴总成自动连接,可进行下一回次钻进。
表1 潜孔锤取心跟管钻具规格及其主要技术指标钻具名称 Φ127取心跟管钻具Φ146取心跟管钻具Φ168取心跟管钻具钻具规格/mm Ф127 Φ146 Ф168钻孔直径/mm Φ132 Φ152 Ф176岩心直径/mm Ф54.5 Φ67 Ф75跟进套管/mm Ф127 Φ146 Ф168钻头类型 球齿合金钻头 球齿合金钻头 球齿合金钻头钻具长度/mm 1570(外管1米)2570(外管2米)1525(外管1米)2525(外管2米)1710(外管1米)三、重要意义及应用情况1、成果的重要意义现阶段及相当长时间,我国高原等植被脆弱地区地质勘探,铁路等基础设施,水利水电和滑坡等工程地质勘察,其各种堆积地层钻探工作量巨大;“一带一路”向外延伸沿线的铁路、公路等基础设施建设,也将有巨大的工程地质勘察工作,该技术具有巨大市场,应用前景非常广阔。
潜孔锤钻进技术在施工中的应用

速 较 低 ,能 改 善 钻 杆 扭 矩 和 钻 具 工 作 条 件 ,防 斜 效 果
好 。一 般 情 况 下 , 百 米 孔 斜 均 小 于 1O 每 O
引 黄 联 接 段 7号 隧 洞 F—F监 测 断 面 电 缆 孔 设 计 深 度 2 0I,地 层 岩性 为 0 0I 7 n . n~10I,第 四 系 黄 土 . n
10I . n~8 . ,奥 陶 系 中统 上 马 家 沟 组 上 段 灰 岩 夹 6 0I n 泥 灰 岩 8 . 6 0I n~2 4 0 I,奥 陶 系 中 统 上 马 家 沟组 中 0 . n 段 豹 皮 状 灰 岩 、灰 岩 2 4 0 I 0 . n~2 0 0I , 陶 系 中 统 6 . 奥 n 上 马 家 沟 组 下 段 泥 灰 岩 、角 砾 状 泥 灰 岩 2 0 0 I 6. n~ 2 0 0I , 陶系 中统 下 马 家 沟 组 上 段 灰 岩 。主 要 技术 8 . 奥 n
潜 孔 锤 的 冲 击 频 率 和 冲 击 功 都 与 风 压 有 密 切 关
系 。潜 孔 锤 钻进 常 用 风 压 是 钻 进 参 数 重 要指 标 之 一 。
通 常 情 况 下 ,钻 速 与 风 压 成 正 比 。 本 次 施 工 采 用 的 潜 孔 锤 为 中压 潜 孔 锤 , 需 风 压 为 0 8MP 所 . a~1 5MP 。 . a
[ 要 ] 述 了 利 用 潜 孔 锤 的 高 效 率 和 螺 杆 钻 具 的 纠 偏 功 能 能 成 功 完 成 2 3m 孔 深 的 定 向 孔 施 工 任 务 。 摘 论 7 [ 键 词 ] 孔锤 ; 杆钻具 ; 向钻探 关 潜 螺 定
[ 图 分 是 利 用 压 缩 空 气 作 为循 环 介 质 ,并 作
潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用

潜孔锤偏心跟管钻进技术在砂卵石地层的应用摘要:砂卵石地层是钻探中常见的复杂地层,在该地层快速成孔的技术一直困扰着钻探人员。
通过分析目前砂卵石地层常用的钻进方法,提出用潜孔锤偏心跟管钻进技术在该地层快速钻进成孔。
理论结合实践证明,该技术在砂卵石地层能够快速成孔,并具有广阔的应用前景。
关键词:潜孔锤;跟管钻进;砂卵石地层1.砂卵石地层钻进技术现状砂卵石地层复杂,分布无规律,结构松散变化大,粒径不一,常有粒径20~30cm的漂石,甚至有粒径1m以上的大孤石,架空现象严重,透水性强。
在钻进过程中总会遇到钻进难和护壁难等难题[1-4]。
1.1锤击跟管硬质合金取芯钻进技术[5]该技术通常采用硬质合金和钢粒钻进,吊锤击打套管跟进。
当孔壁坍塌影响钻进或钻遇大孤石时,采用孔内爆破技术进行爆破。
该方法的缺点是钻进效率低、取芯率低和孔故率高。
1.2金刚石取芯钻进技术该技术在砂卵石地层钻进时,通常以植物胶作为冲洗液配合金刚石钻头钻进和用单动双管取芯钻具取芯。
该技术能够提高取芯质量、提高钻进效率和降低孔故率。
但在水敏性地层和极破碎等复杂地层钻进效果较差。
1.3冲击钻进、粘土护壁法该方法利用钻头的冲击挤密和孔内填加粘土的办法,可有效护壁,保证孔壁稳定。
但是一般钻孔直径较大,效率较低,且孔内遇水或孔隙较大时,孔壁不稳定,钻进效果较差。
1.4空气潜孔锤跟管钻进技术空气潜孔锤跟管钻进技术是一种钻进、排渣和护壁同时进行的钻进技术,可以较好的解决护壁问题,具有地层适应性强、钻进效率高、孔壁稳定的优点。
近年来已广泛应用于砂卵石地层钻进。
其有同心跟管钻进和偏心跟管钻进两种方式。
目前应用较多的为空气潜孔锤偏心跟管钻进。
通过对比分析,使用空气潜孔锤偏心跟管钻进技术能较好的解决在砂卵石地层快速成孔的问题。
2.空气潜孔锤偏心跟管钻进原理以单偏心潜孔锤偏心跟管钻具为例[6]说明其跟进原理,跟管钻具结构见图1。
钻进时,压缩空气经钻杆进入冲击器,推动冲击器的活塞做高频冲击导正器的往复运动,冲击器通过导正器将冲击波和钻压传递给中心钻头和偏心钻头以破碎孔底岩石。
潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道施工中的应用

潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道施工中的应用【摘要】本文以晋宁隧道下穿昆玉高速公路,管棚超前支护施工的技术控制为例,着重阐述了隧道下穿高速公路,潜孔锤成孔送管管棚施工技术在隧道管棚施工中的应用,希望能对今后同类工程施工有一定的参考价值。
【关键词】隧道施工;潜孔锤成孔;管棚1.工程概况1.1工程设计晋宁隧道全长2025米,进口里程D2K42+930,位于晋宁县昆阳镇渠东里村,出口里程D2K44+955,位于晋宁县上蒜镇三多村。
隧道所处位置属滇中高原丘陵-中低山区剥蚀、溶蚀地貌,地形略有起伏,丘槽相间。
隧道于D2K43+295~D2K43+355段下穿昆玉高速,该处隧道埋深46m,采用双侧壁导坑法施工,设一环Φ159mm高精度定向大管棚(壁厚8mm)超前支护,钢管长度60m,钢管环向间距0.4m,共43根。
该段采用全环I22b工字钢钢架加强支护,钢架纵向间距0.5m;隧道于D2K43+375~D2K43+405段下穿S102省道,该处隧道埋深43m,设计采用双侧壁导坑法施工,设一环Φ159mm大管棚(壁厚8mm)超前支护,钢管长度40m,钢管环向间距0.4m,该段采用全环I22b工字钢钢架加强支护,钢架纵向间距0.5m。
1.2工程地质该段岩层为,黄褐色、灰白色薄~中层状泥质板岩夹炭质板岩,弱~强风化,局部呈砂土状;节理裂隙发育,岩体破碎、松散,层间结合差,层面节理面上有铁质侵染,掌子面稍湿,围岩完整性、稳定性差。
岩层产状St=95°∠43°。
1.3现场施工情况晋宁隧道进口掌子面里程D2K43+295,隧道进尺340m,仰供里程D2K43+276.5,进尺321.5m,二衬里程D2K43+254.5,进尺299.5m,仰供距掌子面距离18.5m,二衬距掌子面距离40.5m。
现场已按设计完成管棚工作室及管棚工作室加强支护工作。
2.施工方案根据现场地质条件,该管棚施工宜采用潜孔锤冲击成孔后再送管的施工方法,即利用风动力驱动潜孔锤冲击器震动冲击,利用水平钻机及特制钻杆先打设水平孔,水平孔形成后,,再将管棚钢管送入孔内达设计长度,然后进行注浆加固围岩的施工方法。
潜孔锤跟管取芯钻进技术在某铁路工程特大桥上的应用

西部探 矿工 程
2 0 1 3年第 2期
潜 孔锤 跟 管取 芯钻 进 技 术在 某铁 路 工程特 大桥 上 的应 用
李 金 乐
( 铁 道第 三勘 察设 计院 集 团有 限公 司, 天津 3 0 0 2 5进过程 中, 会产生掉块、 坍塌、 缩径、 超径、 漏失等, 导致不能正常钻进, 钻 进 效 率低 , 甚 至造成孔 内事故 。同时 , 采 用回转钻进 , 岩 芯受到 冲洗液 冲刷 , 岩 芯采取 率低 。针 对上 述 情况, 应用潜孔锤 跟 管取 芯钻进技 术 , 介 绍 了其钻具 结构 、 特 点 以及 配套设 备的 选择 。另外 , 根 据钻探 实际遇 到的 问题 , 完善 了钻 具结构 。 关键词 : 潜孔锤 ; 跟 管取 芯 ; 钻进 效率 , 岩芯采 取 率 中图分类号 : P 6 3 4 . 5 文献标 识码 : B 文章编号 : 1 O 0 4 —5 7 1 6 ( 2 O 1 3 ) O 2 一O 0 6 6 一O 3
图 1 钻具照片
进 由于采 用 以冲击 力 为 主破 碎 岩石 , 钻 具 回转 速 度 慢 、 进度 快 , 从 而消 除了金 刚石 回转钻 进 时高 速 回转对 岩芯 的扰动破 坏 因素 , 所 以取 得 的岩芯能够 较客 观反映 地层
情况 。
( 5 ) 发挥潜孔锤钻进效率高的技术优势 , 实现取芯
1 工程 概况
某工 程 特 大 桥 位 于河 北 省 正 定 县 内, 桥 全 长
9 9 8 0 . 7 0 m, 桥址区地处冲洪积平原 , 地形较平坦开阔, 位 于河床附近, 大部辟为农田及林地。地层情况大致为 : 上 部0  ̄1 0 m左右为土和砂 , 1 0 m以下为圆砾土、 卵石土。 2 空气潜 孔锤 跟 管取芯钻探 技术 2 . 1 钻 具 结构 空 气潜孔 锤取芯 跟 管钻 具 主要 由中心 取 芯 钻具 和 套管 靴总成 2部分组 成 。其 中 , 中心 取芯钻 具为可 提升 部分 , 钻进时执行取芯钻进任务 , 同时带动套管钻头旋 转, 钻进回次结束, 可随钻杆被提到地表 。套管靴总成 连接 在套 管柱 下端 , 在取 芯 钻头 带 动下 , 执 行 同 步跟 管 任务 , 钻孔期间始终留在孔内, 见图 1 。 钻具设有 : 高、 低压气流通道系统、 传扭机构 、 传压 机构 、 套管分动机构 、 瞄向到位机构和取芯装置等 6 个 机构 。 2 . 2 钻 具特 点 ( 1 ) 钻具 结构采 取 同步 、 同心跟 管钻进 原理 , 结 构合 理, 免 除 了因地层 的垮 塌 因素而造成 的不到 位故 障 。 ( 2 ) 采用 中心钻 头超 前 套 管钻 头 的 阶梯 钻进 原 理 , 同时将高压气流通道与低压通道分开, 使高压气流直接 从高压排气孔排出, 避免高压气流冲刷孔底岩芯 , 岩芯 始终 处于岩 芯管 的屏 蔽保 护下 , 所 以能够取 得高质 量 的 岩芯和高的采取率 。 ( 3 ) 钻具采用双管结构 , 可 以满足不 同的砂卵石和 松散地层的取芯要求。 ( 4 ) 与金刚石回转钻进不同, 新型钻探取芯技术钻
偏心跟管钻进成孔技术在复杂地层中的应用

偏心跟管钻进成孔技术在复杂地层中的应用发布时间:2023-06-09T03:48:50.577Z 来源:《新型城镇化》2023年11期作者:黄亮[导读] 在滑坡治理工程中,特别是应急抢险工程,具有占用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特点。
而非开挖式微型桩具有桩位布置灵活、施工进度快、适用性强、可在狭窄作业面施工、工程造价低等特点,特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间。
浙江省隧道工程集团有限公司杭州市 310030摘要:本文依托项目实际,介绍了偏心跟管钻进技术在复杂地层非开挖式微型桩成孔施工中的应用,该技术的成功应用,保证了复杂地层中的非开挖微型桩施工质量,加快了施工进度,取得了良好的效果。
关键词:偏心跟管钻进;非开挖式微型桩;复杂地层1 引言在滑坡治理工程中,特别是应急抢险工程,具有占用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特点。
而非开挖式微型桩具有桩位布置灵活、施工进度快、适用性强、可在狭窄作业面施工、工程造价低等特点,特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间。
滑坡地质条件本身就比较复杂,其中许多工程,特别是公路高位滑坡加固工程经常涉及到土石结合物、破碎软岩等复杂地层,在此类地层中施作微型桩,成孔就成为最为关键、最棘手的难题之一。
33省道(浒溪线)奉化段公路穿越四明山山区,地形高差大,地质情况复杂多变,其中LK2+400边坡治理高度将近143m,上部为高位滑坡体,下部为塌方体,上部滑坡体采用非开挖式微型桩替代原设计抗滑桩加固,由于边坡所在地段地质条件差,施工时成孔难度很大,本文就成孔施工技术作详细阐述,以利于今后治理同类的滑坡。
2 工程概况2.1 工程环境情况工程位于亚热带雨林地带,受海洋的影响,全年气候温暖湿润,四季分明,雨量充足,开挖前为毛竹林覆盖,毛竹根系较浅,不利于滑坡的稳固,反而增加了滑坡体荷载,且东侧坡面存在渗水点,在雨季雨水充沛,有部分地表雨水渗入较大的节理裂隙及破碎带中,沿节理裂隙向坡下部渗透过程中,产生孔隙水压力,并冲刷、溶解和软化结构面中的充填物,使结构面进一步软化、贯通,致使结构面软化、抗剪强度降低,成为导致边坡不稳定的因素之一。
潜孔锤钻进技术在管棚施工中的应用

由于管棚施工 的特殊性 、 其钻进规程 也鞍常规 的垂 直钻
孔不同 . 而钻机 、 钻具 的台 理 配套是 关系施 工效率 的重要 因
要 以体积破碎 的形式 出现 . 渣速度 高 底干净 , 排 孔 无重复破
经过十几 年的发展 , 国的隧道施工技术 已经取得 了多 我
方 面的突破 , 目前很多的管棚施工还采用锚杆 钻机 +金 刚 但
碎现象 。生产实践证明 1 潜孔锤钻进 敛率 比普通 金刚石 回转
钻进提高 了 3—5 。 倍 () 2钻具转 速低 . 钻压和扭矩小 转 速降低 了, 减少 了 就 钻具与孔壁 的碰撞 机会 , 同时 . 由于潜 孔锤对孔 底 的高频 冲 击. 减小 了对 破碎 或倾 斜地层 的影 响 , 从而保证 了钻孔 的平
街 6号 研 9 2班 ,0 3 )5 2 3 ,li @s a∞mc 9 (4 18 0 3 3 yx o i a n
素。
3 1 钻进规程 的确定
3 1 1 钻 压 ..
潜孔锤水平钻进 中的钻压很重要 . 钻压 的作用是 为了克
大. 加上钻具 在 白重作用 下使 钻孔 向下偏斜 , 难保证 钻孔 很
角度 , 这就要求钻杆及粗径 钻具有足够的刚度 , 导正作用好。
服潜孔 锤在促使活塞下行时在汽缸 内产生 的向上推举力 . 以
和冲击频率来确定 一因为潜 孔锤 主要 是以 冲击动能来 破碎 岩石的 . 回转速度 仅是 为了改 变硬质 合金 刃碎 岩的位置 , 所
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我 国幅员辽 阔 , 各 种灾 害经 常发生 , 在众 多灾 害 中, 滑 坡引 起 的地质 灾 害 和干 旱 引 起 的饮 水 困难都 对人 民的生命 安全 造成极 大 的威胁 。在灾 害发 生 以 后, 如何在 最短 的时 间 内进 行 救 援 ?救援 工 作 要 取 得较 好 的效 果 , 时间不等人 , 必 须 采 取 科 学 救 援 措 施, 利用先 进 的技术 方法 和手段 , 将灾 害 给人类 带来 的损失减 少 到最 小 。潜 孔锤 跟 管 钻 进技 术 , 由 于具 有 钻进 速度快 、 不需 要钻 进泥 浆 、 钻进 的同时跟 进套 管 进行护 壁 , 能适应 各种 复杂地 层 的钻进 , 是用 于克
g e o l o g i c a l d i s a s t e r s c o n t r o l ,d r o ug ht — r e l i e f a n d e me r g e n c y r e s c u e e t c. Ke y wo r ds:DTH d il r l i n g wi t h c a s i ng;s c i e n t i ic f r e s c u e;e me r g e n c y r e s c ue;g e o l o g i c a l d i s a s t e r s c o n t r o l
A p p l i c a t i o n o f DT H D r i l l i n g wi t h C a s i n g T e c h n o l o g y i n E me r g e n c y R e s c u e / Y A N J u n - f e n g( I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o n
救援 。潜孔锤跟管钻进技术是 一种 能适应各种复杂地 层钻进 的先进技术 , 通过 应急抢 险实践证 明 , 该技术 能够 在 生命通道钻进 、 地质灾 害治理及抗旱抢险等方面发挥重要作用。 关键词 : 潜孔锤跟管钻进 ; 科学救援 ; 应急抢险 ; 地质灾害治理
中 图分 类 号 : P 6 3 4 . 5 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 2— 7 4 2 8 ( 2 0 1 3 ) 0 7— 0 0 8 4— 0 4
0 前 言
下, 由纵 向冲击 动载 和 回转 切 削 共 同作 用 而 破 碎 岩 石 。 由于冲击力 是 一种 加 载 速 度很 大 的动 荷 载 , 在 作用 时 间极 短 的情 况下 , 岩石 中 的接 触 应力 瞬 间 达 到很 大值 , 从而 提 高 碎 岩速 度 。 由于 有 冲击 荷 载 的 作用 , 岩 石破碎 更 主要 地 以体积 破碎 形式 出现 , 使 钻 速 加快 , 从而 提高 了纯钻 进时 间 。
T e c h n o l o g y , C A G S , C h e n g d u S i c h u a n 6 1 1 7 3 4 , C h i n a )
Ab s t r a c t :W h e n d i s a s t e r s o c c u r ,t i me i s l i f e!O n l y s c i e n t i i f c r e s c u e w i t h a d v a n c e d t e c h n o l o g i e s c a n a c h i e v e g o o d e f f e c t s i n
t h e s h o r t e s t t i me .DT H h a mme r d r i l l i n g i s a n a d v a n c e d t e c h n o l o g y w h i c h c a n a d a p t t o v a io r u s c o mp l e x f o r ma t i o n s .I t i s
d e mo n s t r a t e d b y t h e e me r g e n c y r e s c u e p r a c t i c e t h a t t h i s t e c h n o l o g y c a n p l a y a n i mp o ta r n t r o l e i n t h e l i f e c h a n n e l d r i l l i n g,
服 复杂地 层 钻孔难 的一 种 有效 方 法 手 段 , 有 利 于应
潜孔锤跟 管钻 进技术 是 与空 气潜孔锤相结
合 的扩 底钻进 并 同步 跟下 套 管 的一 种钻 进 方 法 , 钻 进 时偏 心钻 头在套 管管靴 前端 钻 出 比套管 直径 略大 的钻孔 , 潜孔锤 同时锤击 套管管 靴使 套管 同步 跟进 , 起 到保 护钻孔 孔壁 , 防止 垮孔 、 塌孔 的 目的 。当套管 跟 至完 整地层 时 , 偏 心钻 头 回缩收 回 , 使 之从套 管 中
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探矿工 程 ( 岩土钻 掘7期
潜孔锤跟管钻进技术在应急抢险中的应 用
严秀 风
( 中国地质科学院探矿工艺研究所, 四川 成都 6 1 1 7 3 4 )
摘 要 : 灾害发生时 , 时间就是生命 !如何在最短 的时 间内进行救援取得较好 的效果 , 必须采取先进技 术进行科学