细颗粒松散不稳定地层的工程地质综合钻探方法

长期以来,在松散不稳定地层钻进中的护孔防塌问题,一直是工程勘察设计部门难以解决的问题。其中涉及诸多因素,如地层结构、钻机性能、护孔材料、人员素质以及钻探方法等。本文所述既是我院工程勘察枝术人员经过多项工程的实践、探索、研究、总结出的一套在饱和、松散、不稳定地层中钻进的泥浆护壁方法和经验,提出了适合于工程地质勘察的综合钻探方法,提高了钻进效率和工作质量。     

某烧结厂详勘工程钻探工艺探讨

为了有效保证勘察工程的质量和工期,结合工程实例,探讨了不同的地层所适用的钻探方法和具体的钻进工艺,最后总结出该勘察宜选用台式钻机XY-100型,土层采用硬质合金回转钻进,岩层采用复合片钻头和金刚石钻头的回转钻进。     

便携式钻机在海上平台进行勘察的应用实践

为提高海上钻探施工效率、避免传统立轴式钻机在海上施工时易受到波浪和潮汐影响、钻进取心效率低、存在安全风险且易发孔内事故的难题,依托青岛胶州湾第二海底隧道勘察项目,在近海海上平台尝试使用了便携式钻机。介绍了近海海上常用的不同类型平台,提出便携式钻机在海上固定式平台和浮动平台上的钻进取心实施方案。探索研究出一种便携式钻机在浮动平台上的波浪补偿绳索取心钻进方法。高效、安全地完成了钻探任务。所提出的方案对同行有参考借鉴作用,有利于海洋工程的勘察。     

三翼钻头钻进过程模拟及结构参数优化

针对地铁暗挖车站在复杂地层中机械成桩难和钻进效率低的问题,优化钻具参数可适应复杂地层的钻进需要。应用 ANSYS Workbench 仿真平台显式动力学分析方法,通过设置本构模型参数来模拟三翼钻头在粉质黏土层、细中砂及砂卵石层的钻进过程,结合均匀试验设计法得到等效塑性应变速率的回归方程。分析结果表明:最佳钻进效率钻头模型参数钻角为 45°,钻齿与护臂夹角为 45°,钻齿直径为 65 mm,速度为 10 rad/s。有限元数值模拟方法与均匀试验法为优化钻头结构、提升反循环钻机的钻进效率提供了一定依据。     

工程勘察及砂矿勘探两用钻机设计构思

工程勘察钻机和砂矿钻机之间具有许多共同之处。其钻探的对象都是第四纪覆盖层,孔深和钻孔结构基本相同。根据采用不同钻进方法的需要,都要求钻机具备多种的钻进功能。但是各自又有不同的用途和特点。因此,本文根据积木原理,设计了一种积木式的组合钻机,通过更换不同的部件和装置以适应工程勘察和砂矿钻探的多种用途。     

SZC-168砂矿钻机

SZC-168砂矿钻机是由黑龙江省地质局和原勘察技术研究院研制，由黑龙江省地质局探矿机械厂试制的。该样机先后在两个砂金矿区，与吊锤冲击式砂钻作了钻进永冻地层的生产性对比试验及钻进非冻结地层（或季节性冰冻层）的生产性对比试验；还作了深孔钻进性能试验，以及φ219口径套管的深孔钻进试验。     

潜孔锤钻进工艺在煤层勘探中的应用

为探明新矿区煤炭资源的储量,选用车载一体化钻机配合空气潜孔锤工艺,进行钻探勘察。实践表明,空气潜孔锤钻进工艺很适合浅层煤炭勘探,钻速最高在49m/h。随着孔深的增加,逐渐遇到破碎带、地层水,空压机也不能同时满足钻进与排渣的需求,钻孔轨迹也开始出现偏斜。空气潜孔锤钻进工艺已经不能满足进一步钻探的需要。针对以上问题,将钻进工艺调整为泡沫潜孔锤钻进工艺,进行了泡沫剂选型实验。为了控制钻孔轨迹,钻进时平均每50m测一次井。调整工艺后,克服了复杂地层,保证了钻孔轨迹在设计允许范围之内,并顺利钻进至681m。     

西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩影响因素分析

竖井钻机钻井法凿井是现阶段我国盲竖井机械化、无人化、智能化建设的重要工艺技术之一。西部矿区厚基岩地层以胶结程度低、遇水易泥化、强度低的弱胶结岩石为主,与我国中东部竖井钻机钻进的深厚表土地层力学特性不同。针对西部富水弱胶结厚基岩地层条件,简述了竖井钻机钻井技术的发展历程、竖井钻机装备及旋转破岩方式,探讨了竖井钻机机械破岩钻进面临的厚基岩地层高效破岩、钻进技术参数随钻实时控制、地层自稳性差导致井帮失稳风险、泥包钻头或砂包钻头、泥浆性能参数随钻调配设计等难题,并从工程条件、地质特性、破岩刀具、钻头结构、刀具布置、钻进参数、泥浆排渣等方面分析了竖井钻机机械破岩的影响因素及其相互关联和制约关系,梳理了西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩技术发展方向,以期为西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩钻进技术发展提供参考。     

滨海大陆架特殊性岩土工程勘察钻探实践

结合青岛万达游艇产业D区在滨海大陆架区域经人工抛石筑坝围堰,吹填淤泥、淤泥质土、砂土后经真空预压地基处理,再进行岩土工程勘察的实例,介绍了勘察钻探施工工艺和采取的相应技术措施。采用回转钻进、泥浆护壁钻进工艺,遇碎石、抛石地层先使用潜孔锤工程钻机和空压机采用跟管跟进、空气压缩锤冲击钻进的方式进行引孔。     

WKC50型地震爆破孔钻机

为了适应石油勘探钻进地震爆破孔的需要，吉林油田管理局地质调查处与地矿部张家口探矿机械厂于1989年初决定，双方共同开发研制WKC50型钻机，以期设计出一种具有良好越野性能，并且钻进速度快，操作方便，工作可靠，便于维修，能适应东北高寒地区的物探勘察孔施工的车装钻机，代替陈旧机型，以加快油田勘察速度。     

中国煤炭地质总局第二勘探局 MGD-S50Ⅱ型全液压声频振动钻机

<正>MGD-S50Ⅱ型全液压声频振动钻机具有对岩土样品扰动小、钻井效率高等优点,解决了松散地层的快速钻进和非扰动取样难题,除在岩土工程勘察、岩土工程施工、物探爆破孔施工等领域发挥重要作用外,在环境钻探取样中也具有不可替代的作用。1特色及用途声频振动钻进时不需要冲洗液,样品无扰动,取样质量高,特别适合于高质量取样的场合,如环境钻探、水溶性矿物勘探、岩土勘察等。声频动力头采用对称偏心轴的反向高速旋转,     

声频振动取样钻机能量传递研究综述与展望

声频振动钻机取样过程中产生的能量对钻机钻进系统的稳定性、效率及寿命有着重要影响。综述了国内外声频振动钻机取样技术的发展,阐述了声频振动取样系统动力学建模方法和影响系统能量传递规律的参数研究现状,并对未来研究趋势进行了展望。认为在取样钻机钻进系统能量传递研究中,需要注重振源参数、结构参数和地层参数对取样钻机钻进系统能量传递影响的深入分析。合理优化参数并改进结构以达到提升取样性能和能量传递效率的目的。     

GJD—2型工程钻机

为了满足我国工程地质勘探技术的发展和装备更新的需要，适应交通不便地区的勘察工作，特别是为了解决在砂卵砾石等第四纪复杂地质钻进的难题，北京探矿机械厂和地质部勘察技术研究院共同研制了GJD—2型工程钻机。该钻机采用了部分新结构，使钻机具有某些新的特点和功能。它适用于铁路、公路、桥基、坝址、工业和民用建筑等工程地质勘察，也可用于物探爆破钻孔等。现将其主要参数、特点和结构作简要介绍。     

我国反井钻机钻井技术与装备发展历程及现状

反井钻机钻井技术是煤矿、金属矿山、水利水电、隧道等地下工程中井孔钻凿的根本性变革技术。介绍了近40 a来我国反井钻机钻井技术与装备的发展历程、反井钻机钻井理论与技术以及反井钻进工艺与应用的发展与现状;梳理了反井钻机钻井领域获批科研项目,以及围绕反井钻机钻井发表的论文和专利、出版的论著与标准;进一步介绍了反井钻机钻井围岩预加固和支护等稳定性控制技术,反井钻井机械破岩机理与破岩技术,反井钻机钻架稳定控制技术与动力驱动控制技术,反井钻机导孔钻具、导孔钻进排渣技术、导孔钻进偏斜控制技术以及导孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机扩孔钻进钻头滚刀布置形制、扩孔排渣技术、扩孔钻进偏斜控制技术以及扩孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机钻井降温除尘技术;给出了反井钻机在矿下溜矸孔、深大斜井、立井井筒延伸、双风井井筒和一次钻成大直径风井等工程中的应用,以及富水冲积层、冻结地层、注浆加固地层和瓦斯地层中反井钻井的应用。经过40 a的研究与实践表明,我国在反井钻机钻井领域已经形成以机械破岩理论和钻进技术为基础的反井钻机钻井成套技术与装备体系,为地下工程中井筒的安全、高效、绿色钻进提供技术保障,为我国无人化、机械化和自动化全断面钻井技术与装备的进步做出了重大贡献。     

TGQ背包式取样钻机的研制

目前在普查踏勘阶段,地质工作者要求随时随地取样,迫切地需要迁移便捷、快速钻进、高效高质的便携式取样钻机。本文介绍了研制的TGQ背包式取样钻机的参数、特点及试验情况。该钻机体积小、质量轻、结构设计合理,具有高、低两挡转速,可以实现金刚石钻进、螺旋钻进工艺,可以进行斜孔钻进取心,可以解决复杂地层的取样问题。钻具采用高强度的材料,钻杆采用插装式快速连接结构,提高了加减钻杆的效率。钻机的研制打破了国外背包式轻便钻机对我国市场的垄断。     

高频振动回转顶驱的研制

为满足城市地质大调查复杂地层钻进的需要,研制了JDD-100型全液压钻机高频振动回转顶驱。该顶驱具有回转钻进、高频振动钻进、高频振动回转钻进功能。对顶驱的回转机构和振动机构进行了全面系统的设计,运用ADAMS动力学仿真分析软件对高频振动回转顶驱的工作过程进行了动态仿真分析。试验表明,该装置结构设计合理,钻进效率高,工作寿命长,满足了城市地质大调查复杂地层高效钻进的要求。     

YSZ-50型声频振动钻机的工程应用及技术改进

介绍了国内首台YSZ-50型声频振动钻机在尾矿坝勘察、岩土工程勘察及钢管桩施工的工程应用及技术改进,钻机具有钻进速度快、取样质量高、可实现振动沉管等独特优势,具有较好的市场开发前景,应深入研究、优化改进,逐步开发出多规格、多品种的产品和配套工具,以满足不同工程的施工需要.     

中国煤炭地质总局第二勘探局MGD-S50Ⅱ型全液压声频振动钻机

MGD-S50Ⅱ型全液压声频振动钻机具有对岩土样品扰动小、钻井效率高等优点,解决了松散地层的快速钻进和非扰动取样难题,除在岩土工程勘察、岩土工程施工、物探爆破孔施工等领域发挥重要作用外,在环境钻探取样中也具有不可替代的作用。     

在冲击反循环钻机上使用的一种钻具

在冲击反循环钻机上使用的一种钻具地矿部张家口探矿机械总厂唐万聪冲击反循环工程钻机使用效果的好坏，与地层情况和钻进工艺有密切关系，以我厂生产的ＧＣＦ－１５００型冲击反循环工程钻机为例，这种钻机虽然适用地层较广，但就冲击反循环钻进工艺而言，则更适用于胶结...     

长螺旋钻机在粘性坚硬地层中的应用探讨

以许昌市三国大剧院桩基工程为例,从普通长螺旋钻机、液压动力头钻机、利用变频技术的高自重大扭矩动力头钻机在坚硬地层钻进中遇到的问题和应对措施等几方面,论述了各款型长螺旋钻机对地层的适应性,为以后类似工程施工选择施工机械提供参考。