反循环:
一般循环钻钻机都可采用正、反循环方式钻进,主要部件是相同的,反循环与正循环不同之处在于:
泥浆循环系统采用:不需要泥浆泵,但要配置泥石泵(吸泥泵)与真空泵,或者配置空气吸泥机(又称气举法),或者水力吸泥机(又称水力喷射法)。河南钻井机设备厂家但多数采用真空泵、泥石泵(吸泥泵)配合气举实现反循环钻进。
钻机:大多与正循环相同;只是气举式钻进的钻杆(内径要大于127mm)上要另设风管河南钻井机设备厂家(多采用外供风管)。
钻锥(头):
(1)、三翼空心单尖钻锥,适合粘质土层、粉质土层和中、粗砂层;适用于泵泥(吸)式反循环;
(2)、牙轮钻头:在砂卵石和风化岩层中效果较好,在砂类土、粘质土、卵石层中也可使用;适用于泵泥(吸)式反循环;
(3)、圆筒封闭式钻锥:适用于气举式(空气吸升式)反循环;适合粘质土层、粉质土层和中、粗砂层;
(4)、楔齿滚刀钻头:河南钻井机设备厂家适合于中、硬岩层,如砂岩、灰岩、卵漂砾地层,强度大于30Mpa其他岩层也可使用。
(5)、球齿滚刀钻头:嵌岩桩用钻头。强度大于60MPa的岩层都可使用。
真空泵、吸泥机(泥石泵)及空压机:
泵吸式:直接利用泥石泵的抽吸作用使钻杆内水流上升而形成反循环。
采用真空泵和吸泥机(泥石泵)配合使用,其吸力不会超过大气压力。约为0.1MPa或10m水高,因为摩擦和泥浆密度较大,实际吸程不超过8m,所以泵吸式反循环钻孔深度不能太深(一般不超过65m~80m),真空泵只是启动时使用。
气举式:利用送入压缩空气使水循环,钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱压力差有关。原理是高压空气通过送气管送到钻头上部一定位置(一节钻杆长度),使孔底附近泥浆压力增大,而钻杆顶部压力小(只有一个气压),压差使得高压空气将钻渣和泥浆压进钻杆内,而将泥浆从钻杆内排出。气举式在孔深大于7m以上时才有效,7m以内无效,适合使用于超过50m的孔深。
气举式钻杆内径不小于150mm,一般有150mm(配置7m3/min的空压机)、200mm(配置10m3/min的空压机)、250mm(配置20m3/min的空压机),风压计算:
(孔深(max)m+4m)/101.94=
MPa;比如100m孔深,需要风压为(100+4)/101.94=1.02(约为10个大气压)
1、 成孔工艺:
3.1、正循环钻进工艺:属于常规施工工艺,略;
(1)、钻机就位前场地、泥浆池、设备、技术准备;
(2)、钻机就位:注意要求:转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上,转盘要水平,方钻杆上安装提引水龙头,用输浆胶管连接泥浆泵和水龙头。
(3)、初钻:先启动泥浆泵和转盘,先空转一段时间,待孔中有泥浆后在开始钻近;之后逐节接长钻杆;
(4)、正常钻进;(注意减压钻进)
(5)、泥浆净化、循环使用和补充;
(6)、成孔及清孔
(7)、验收检查。
3.2、泵吸式反循环工艺:(常见式)
(1)、钻机就位;
(2)、开钻:将钻头提高距离孔底30cm左右,将真空泵加足清水(不得用脏水),关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭,打开真空管路阀时气水畅通,然后启动真空泵,抽出管路内的空气产生负压,把水引到泥石泵,通过沉淀室的观察窗看到泥石泵充满水时关闭真空泵,立即启动泥石泵,当泥石泵出口真空压力达到0.2MPa以上时,打开出水控制阀,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循环后,启动钻机慢速开始钻进。通过开闭出水控制阀,要将泥石泵出口的真空压力控制在0.2MPa以上。
(3)、钻进、接长钻杆;
(4)、钻进过程中要控制钻速:
硬粘土中:一档转速,放松起吊钢丝绳,自由进尺;钻进速度6~12m/h;
高液限粘土、含砂低液限粘土:二、三档转速,自由进尺;钻进速度6~12m/h;
砂类土(含少量卵石):用一、二档钻速,控制进尺;钻进速度3~5m/h;砂砾:1~2m/h
易坍塌土层(粉质土),低档慢速钻进,加大泥浆相对密度和提高水头。钻进速度6~9m/h;
(5)、泥浆净化、循环使用和补充;
(6)、成孔及清孔;
(7)、验收检查。
3.2.1、钻进过程中的故障及处理:
(1)、反循环不正常:
a、
启动真空泵后反循环流动不正常、泥石泵抖动,泥水减少以致中断:
原因:管路漏气或钻头、钻杆堵塞。
处置:首先检查钻杆法兰盘螺丝有无松动,是否垫好橡皮圈;有问题拧紧并垫好!
其次检查泥石泵的石棉垫(即盘根)处是否漏气,提引水龙头填料压盖是否松动。保证接头处不漏气漏水。
如果是钻头钻杆堵塞,则清除堵塞物即可。
b、 产生真空后,沉淀室的水位上升缓慢:
原因:真空泵使用过久,工作性能差或管路漏气;
处置方法:拧紧各处螺栓,加强保养,消除漏气现象;检查真空泵气水分离器内是否注满水;采取上述措施后,仍无效果,则应考虑更换真空泵;
c、 真空泵压力达到0.067~0.080MPa时仍不来水:
原因:吸渣口堵塞;冬季时真空管路冻结;或操作时未开管路阀门;
处置方法:先检查管路阀门(如果在冬季,检查真空管路,如确属冻结,可采用喷灯或炭火烤化),未开启时开启后即可消除;当判断属于吸渣口堵塞原因时,应提出钻头进行清理,然后再继续钻进。
(2)、钻进时泥水突然中断:
原因:在砂卵石中钻进,因钻杆给进太快使钻头或管路堵塞:
处置方法:将钻头略提升,用锤敲打钻杆及管路中的各弯头,有可能震落堵塞的砂石;或反复启闭出水控制阀门,改变管内压力,有可能清除堵塞物;可停泵一分钟,在管内水头未完全退落前,再启动真空泵使管内流速猛增,可能清除堵塞物,当采取上述方法仍然无效时,则应拆掉钻杆直至提出钻头,清除堵塞物;
预防措施:可采用钻进、停钻相结合的钻进方法;
在钻头进渣口中央焊接一根Φ6的钢筋防止较大的卵石进入钻杆;
(3)、长时间启动真空泵,真空泵表针不动:
原因:真空表接头堵塞;或真空表已坏;或管路漏气;
处置方法:先关出水控制阀和沉淀室放水阀,然后检查钻头有无漏水处;真空泵离合器是否接触,有故障时予以排除;如判断真空表已坏,则更换真空表;
3.3、气举式反循环工艺(深孔用):
(1)、钻机就位;
(2)、初钻措施:
a、
先采用正循环开孔钻进8.5m及以上,再开始用气举反循环钻进;常用措施。
b、 将护桶接高,让护桶顶高于地面8.5m以上,护桶内注满泥浆;(不常用)
c、 在排渣管口处装设负压喷射头。(较常用)
(3)、钻进、接长钻杆;
(4)、钻进过程中要控制钻速:(与泵吸式相同);
(5)、泥浆净化、循环使用和补充;
(6)、成孔及清孔;
(7)、验收检查。
3.3.1、注意事项:
(1)、空压机送风须与钻锥回转同时进行;
(2)、接长钻杆时,应提升钻头距孔底约30cm左右,先停止钻锥回转,再送风几分钟,将孔底钻渣清除,再放下钻锥,接长钻杆,以防埋钻或堵塞;
(3)、注意水头标高,须保证水头(可采用水泵补水),一般应使泥浆池出浆口高于井口,可自然让泥浆流入孔中,但条件限制时,也可采用泥浆泵向孔内注入泥浆。