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跟管钻进分为偏心跟管及同心跟管两种方式,二者在工艺原理上有所不同。
(1)偏心跟管钻进的工作原理
正常钻进时,通过冲击器的振动冲击作用,带动偏心钻具进行钻孔,钻进时由于离心力及摩擦力的作用,偏心轮朝外偏出从而达到扩大孔径的目的,再通过稳杆器的冲击带动套管跟进,钻孔产生的岩粉通过稳杆器上的键槽吹出孔外。钻孔结束后,通过反转,使偏心轮收拢提出套管,套管留在孔内护壁而成孔。偏心跟管钻进宜在孔深40m以内(2) 同心跟管钻进的工作原理
通过中心钻头及套在中心钻头外的同心套冲击破碎岩石造孔,同时利用同心套的扩孔作用将套管带入孔内,同心套内设键槽,到基岩后,中心钻头反转通过同心套中退出。同心跟管能较好地解决偏心跟管钻进时因地质条件复杂而造成的卡钻及孤石钻进问题,更加有利于施工操作,提高钻孔工效。同心跟管钻进宜在孔深超过40m且地层中有较多较大的孤石时采用。
跟管结束后换用常规钻头钻至设计孔深。
每钻进0.3M~0.5m应强风吹孔排粉一次,以保持孔内清洁。吹孔时,中心钻具上提距离应严加控制;禁止在钻进过程中向上起拔中心钻具或来回倒杆。
当偏心头回转部分被岩渣卡住而不能收拢偏心头时,应开动空压机重新对钻孔进行清洗,并使潜孔锤作短时间工作,然后再进行试提,如此反复,直至提出中心钻具。
跟管长度可根据地质实际情况而定。当不需跟管到位,跟管深度达到需要深度后可换用常规钻头进行裸眼成孔。
下索成功后,即可把套管拔出。在起拔套管时,先将拔管机底座安装在起拔基面上,再将油缸分左右或上下对称安装在底座上并固定,然后安上项盘及套管卡瓦,安好后启动油泵油缸充油,利用液压传力原理起拔套管。安装油缸时油缸伸长方向要与套管轴线方向保持一致,以避免受力不同心而将套管折断。
潜孔锤偏心跟管钻进技术的发展背景
在众多的复杂地层锚杆钻进施工中,塌孔、埋钻是施工人员经常碰到且又十分头疼的问题。采用常规的钻进工艺方法很难保证钻孔的质量和施工效率。潜孔冲击跟管钻进技术充分利用了风动潜孔锤冲击破碎岩石的优势,在碎岩钻进的同时,同时跟入套管保护钻孔孔壁,利用套管的刚性导向作用,可以抑制钻孔弯曲,保证钻孔的垂直度。
潜孔冲击跟管钻进按其结构型式主要分为两种类型:偏心式跟管钻具及同心式跟管钻具。同心跟管钻具因其外钻头的壁厚较厚,同样孔径施工,冲击功传递效果不如偏心钻具,只有在钻孔直径较大,选择高风压冲击器时,效果才比较好,但制造费用比偏心钻具高的多。偏心式跟管钻具不仅成孔直径大,而且结构简单,制造成本低,使用方便,因此得到了更广泛的应用。
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