大口径勘探技术与坑深工程技术

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1、第十篇大口径勘探技术与坑深工程技术第一章大口径钻探技术第一节概述一大口径钻探技术发展状况20世纪50年代初期我国大口径钻探设备极少钻探技术十分落后1958年水利煤炭桥梁等部门分进行了直径1m和3.2m的钻井试验1960年郑州勘察机械厂与建工部合作研制成功红星300型车装转盘式水井钻机和600型泥浆泵可以钻进直径500mm深300mm的水井它是我国最早自行设计的水井钻机同年地质部勘探技术研究所与上海探矿机械厂合作制成少量300型转盘式水井钻机1968年研制成功SPJ300型转盘式水井钻机80年代又制成SPJT3003PC500SPCT600等型水井钻

2、机使水井钻机型号逐渐增多地质部系统广泛采用水井钻机开展水文水井勘探取得很大成绩在工程钻井方面1963年长江流域规划办公室简称长办勘测处改装500型钻机在汉江丹江口坝址成功地打出500mm大口径钻井1964年对红星300型钻机转盘进行改装将口径加大到960mm和1160mm在岷江偏窗子水利枢纽进行大口径钻探以了解该坝址软弱夹层泥化问题在设备改进钻具加工断取岩心与钻进技术参数选择方面摸索出一些经验1966年以后在长江三峡葛洲坝等大型水利枢纽进行了大量大口径钻探查明了各坝址工程地质与水文地质问题同时支援北京大同等地下工程导井和通风井施工1969年我国开始

3、引进大口径全断面钻进技术并应用于国防工程地下核试验井煤矿竖井桥梁基础和水利水电基础勘探领域长办三峡区勘测大队1974年引进这种工艺进行多项试验1976年由长办勘测处三峡区勘测大队设计组装一台2m直径大口径钻机在葛洲坝工程局密切配合下利用全断面破岩泵吸反循环排渣新工艺完成葛洲坝工程防淘墙2m直径钻孔为全断面钻进初步摸索了成功的经验1985年完成中硬岩层大口径全断面钻进科技攻关任务30多年来大口径钻探技术大量应用于水利水电国防高层建筑煤矿竖井桥梁基础水文水井环境保护以及地下工程运输井通风井电缆井雷达发射井等领域应用范围越来越广泛73二大口径钻探的特点大

4、口径钻探是利用机械和破岩刀具破碎岩石与人工开挖竖井相比具有机械化程度高无井下作业劳动强度低钻进效率高生产成本低生产比较安全与造井周期短等特点从而代替了旧的凿岩爆破凿井法在水利水电建设中大口径钻探是查明重大工程地质问题行之有效的重要勘探手段其突出特点是地质人员能下井直接观察地质现象深入研究某些地质问题从而作出符合客观实际的正确结论为工程设计和施工提供翔实可靠的第一性工程地质资料三钻探方法1大口径钻探方法按破碎作用或用途不同可分为冲击钻进回转钻进和冲回转钻进冲击钻进和冲击回转钻进适用于松散地层而回转钻进则适用于各种地层但取心钻进仅适用于基岩钻进2回转钻

5、进又可分为取心钻进和全断面钻进全断面钻进又可分为一次成井和多次扩钻成井后者是在设备能力不足不能一次成井时而采用两次或多次扩钻成井3按冲洗液循环方式可分为正循环钻进和反循环钻进反循环钻进又可分为压气反循环泵吸反循环和射流反循环等三种方法第二节常用钻探设备一冲击钻井机1CZ30型钢丝绳冲击钻井机是从前苏联引进的一种机型钻井直径1300mm井深3040m钻头质量达3t电动机功率40kW钻机质量11t此外还有CZ22型CZ20型其性能较低2CZF1500型冲击反循环钻机钻井直径1500mm井深80m钻头质量3.5t电动机功率45kW钻机质量12t3CZF1

6、200型冲击反循环钻机钻井直径1200mm井深50m钻头质量1.3t电动机功率30kW钻机质量7.5t4GCF1500型冲击反循环钻机钻井直径1500mm井深40m钻头质量35t电动机功率37kW钻机质量8.2t74二回转钻井机1SPJ300型钻井机钻井直径950mm钻井深度3050m钻杆直径114mm钻机转数4060r/min电动机功率40kw2红星400B型钻井机钻井直径1150mm钻井深度100m钻杆直径141mm钻机转数5060r/min电动机功率40kW钻机质量9.5t3SPC150型车装水文水井钻机钻杆直径89mm钻井深度100m转盘动

7、力头正反转数25250r/min4GPS10型工程钻机钻井深度50m钻井直径1000mm转盘转数4783149r/min电动机功率37kW钻机质量5.3t三泥浆泵泥浆泵一般为双缸双作用往复泵1红星400型泥浆泵往复次数6946次/min排量1000650L/min泵压23MPa泥浆泵质量2t2SBW600型泥浆泵排量150600L/min压力31.5MPa电动机功率22kW3BW850/20型泥浆泵排量600800L/min压力32MPa电动机功率40kW四砂石泵与真空泵砂石泵用于反循环洗井排渣为离心式水泵与普通泵不同处叶片为两片通道大31150型

8、砂石泵泵量180m/h扬程12m通水口径150mm转数730r/min电动机功率15kW抽吸真空度Hs9m砂石泵质量458