直鉆孔直鉆孔的施工

直鉆孔設備選擇

采用 TS J— 1000型鉆機 , 配套 T BW 850 / 50型泥漿泵及其相應輔助設施。

直鉆孔鉆孔結構的設計

采用兩徑成孔 ,雙層管柱的鉆孔結構。瓦斯抽排孔采用表土層孔徑 550,下入 426 × 10的護壁管 ;基巖孔徑 380,下入 325× 10無縫鋼管作瓦斯抽排管。排水孔采用表土層孔徑 800,下入 650× 12的護壁管;基巖孔徑為 550,下入 426× 13無縫鋼管作排水管。

直鉆孔鉆進方法

采用牙輪鉆頭一徑成孔或用牙輪鉆頭鉆進,組合式牙輪鉆頭擴孔成井的鉆進方式。

直鉆孔鉆進參數(shù)

( 1)大口徑高保直鉆孔鉆進壓力一般達不到牙輪鉆頭所需鉆壓要求 ,為提高防斜效果 ,利于鉆進 ,鉆壓控制在小于鉆鋌質量指標的 80% 。

( 2)轉速一般選擇鉆機最低兩個檔位 ,即 48r /min、 69r /min。

直鉆孔鉆進防斜

采用分段控制和陀螺儀跟蹤測斜。

直鉆孔下管

采用提吊浮力法。井管底部裝配逆止閥浮力塞。井管下到孔底后 ,注漿泵進行注漿 ,漿液通過逆止閥進入井管與孔壁的環(huán)狀間隙固結井管。

該類鉆孔一般布置在煤礦巷道上 ,且要求終孔點必須落在巷道上。其質量要求是: 鉆孔深度要達到煤礦井下巷道設計水平; 下入大口徑無縫鋼管 ,外用水泥固結。

由于礦區(qū)開采地質條件復雜,煤礦原來的設計往往滿足不了處理突發(fā)事故的要求, 為此煤礦系統(tǒng)經常施工排水孔、瓦斯抽排孔、送料孔、注漿孔、救人孔、救火孔等大口徑高保直鉆孔。1995年我處受淮南礦務局潘集煤礦的委托,施工了1眼大口徑瓦斯抽排孔; 1996年我處受徐州礦務局韓橋礦的委托完成了2眼排水孔的施工任務 。各項工程質量指標均達到合同要求,在施工大口徑高保直孔方面積累了一些經驗。

(1)牙輪鉆頭以其工藝簡單、效率高、低成本消耗、少泥漿污染等特點得到迅速發(fā)展, 取得了巨大的經濟效益和社會效益。牙輪鉆頭碎巖機理屬鑿碎— 剪切型,即具有沖擊碎巖作用,也有回轉剪切碎巖作用。長齒鉆頭和短齒鉆頭、不同的齒距和偏移的鉆頭,鉆進不同巖石,牙掌壽命、鉆進速度都有較大差別。作業(yè)人員要精心細致地選擇才能提高效率。鉆進500以上口徑鉆孔,采用組合式牙輪鉆頭一徑成孔,在鉆進中存在的問題主要是效率低,效率低的主要原因是鉆壓不足。采用小一徑牙輪鉆頭成孔,大徑組合式牙輪鉆頭擴孔的方法,牙輪鉆頭接觸的鉆刃單位面積鉆壓成倍增加。如550組合式牙輪鉆頭所需鉆壓30～60t,而鉆鋌總質量遠低于需要壓力,破碎中硬巖石,鉆速只能達到0. 35m /h。采用345牙輪鉆頭射流底噴鉆進,再用550組合式牙輪鉆頭擴孔,鉆進同樣的地層, 綜合鉆速提高到0. 60m /h。

(2) 在鉆頭上部9～18m 處安放一個扶正器(柔性鐘擺鉆具組合) ,扶正器起支點作用,使扶正器以下的鉆鋌向井眼下方垂擺,鉆頭對地層產生一個橫向力,這個橫向力使鉆頭趨向垂直方向鉆進。鐘擺扶正器上部再加一個或幾個扶正器(滿眼—鐘擺鉆具) ,為鐘擺提供了更多的支點,增加了鉆具的剛性,對井眼起擴孔劃眼作用,使井眼曲率更加平滑。實際證明,滿眼—鐘擺鉆具具有高效、防斜、易于下管等明顯優(yōu)點。

(3)鉆進時,當遇到燧石等中硬巖石,鉆具在轉盤中上下跳動并帶有很高的扭矩變化。這種對鉆具的猛烈作用可能帶來斷扣和接頭損壞。在這種情況下,一定要調整轉速,得到平穩(wěn)運轉,以獲得最優(yōu)的鉆進速率,并防止鉆具事故發(fā)生。

(4)提高大口徑高保直孔作業(yè)的鉆進效率,須保證采用良好的鉆頭操作,利用有良好的物理、化學性能的優(yōu)質泥漿,并有適當?shù)哪酀{泵及合適尺寸的鉆頭噴嘴。

(5)大直徑高保直深孔的施工必須以能下入大直徑井管為條件。井管直徑越大,剛度也越大, 抗彎能力越強。若鉆孔水平偏距較大,但只要鉆孔方位變化小,對井管下入影響不大。如果鉆孔水平偏距較小,鉆孔方位變化大,且局部頂角變化大,那么在急彎孔段中會出現(xiàn)井管無法下入, 或井管能勉強下入但承受很大的彎曲應力, 在井管強度的薄弱環(huán)節(jié)處產生斷裂。在這種情況下,現(xiàn)場下井管前通過陀螺儀測斜,作出鉆孔軌跡,利用全角曲率理論來計算鉆孔彎曲曲率半徑及大直徑井管的彎曲的應力,以指導下入深孔大直徑井管, 是一不可缺少的環(huán)節(jié)。

直鉆孔金剛石鉆進滿眼鉆具組合

由于地區(qū)上部巖石（0~200 m）硬度大，可鉆性等級高，為了提高鉆進效率，采用金剛石鉆進工藝，其滿眼鉆具組合為：鉆頭外徑為94 mm 鑲鋃金剛石鉆頭 外徑為94 mm 金剛石擴孔器 直徑為89 mm、長2 000 mm 的巖心管 外徑為94 mm 金剛石擴孔器 外徑為94 mm、長為1 000 mm 的扶正器 外徑為73 mm、長5 000 mm 的鉆鋌 外徑為94 mm、長1 000 mm 的扶正器 外徑為73 mm、長1 0 00 mm 的鉆鋌 外徑為94 mm、長1 000 mm的扶正器 鉆桿。

直鉆孔硬質合金鉆進滿眼鉆具組合

下部巖石采用針狀硬質合金鉆進工藝進行鉆進，煤層鉆進時采用底噴式鉆頭與單動雙管取心器進行鉆進。硬質合金取心鉆進滿眼鉆具組合為：直徑94 mm 針狀硬質合金取心鉆頭：鉆頭鋼體直徑91 mm，厚7.5 mm，長100 mm，外徑94 mm，內徑74 mm； 直徑94 mm 的擴孔器：鋼體直徑為90 mm，厚9.5 mm，長250 mm，表面銑有6 道水槽（深2.5 mm，寬3 mm），下部焊有帶底出刃的擴孔合金，上部焊有保徑合金； 巖心管：φ89×6.5 mm，長2 500 mm的地質管材； 直徑94 mm 擴孔器 直徑94 mm 的扶正器：扶正器直徑94 mm，厚10 mm，長1 000 mm，數(shù)量為3 個，與鉆鋌電焊固定，最上部扶正器鑲焊有硬質合金保徑； 鉆鋌：直徑73 mm，壁厚22 mm，長5 m； 直徑94 mm 的扶正器；18 m 的鉆鋌； 直徑94 mm 的扶正器 接頭 鉆桿。利用滿眼鉆具施工，要經常檢查扶正器的外徑磨損情況，一般要保證扶正器與鉆孔孔徑相差小于1 mm，若大于4 mm 則應立即更換扶正器；保證扶正器與孔壁間應有足夠大的支撐面，尤其在泥巖中鉆進時應適當增加扶正器的長度。 2100433B

在線路板上鉆孔的常用方法有數(shù)控機械鉆孔方法和激光鉆孔方法等，現(xiàn)階段以機械鉆孔方法使用最多。隨著高密度增層法線路板的普及，對盲孔的需求增加，激光鉆孔加工方法應用有增加的勢頭。但是激光鉆孔加工對被加工材料適應性較差、設備成本高及孔壁質量較低等原因，使得目前近90%的PCB 孔由機械鉆孔機來實現(xiàn)。

為提高效率降低成本，PCB 鉆孔機多采用多主軸并列級聯(lián)結構。目前應用最多的是六軸鉆孔機。下面以其為例說明原理。主體為框架龍門式結構，主要部件分為：基礎部件床身、橫梁，x 軸、y軸及z 軸運動導向部件，工作臺部件，主軸部件，其他輔助功能部件。PCB 鉆孔機主要運動為x-y-z 三軸向直線運動和主軸的高速旋轉運動。因為鉆孔加工一般x、y 軸是采用點位控制，所以x、y 軸移動定位一般都是高速定位，而z 軸是直接工作軸，根據(jù)鉆孔大小不一需要調整控制不同的進給速度。通過以上運動組合及一些輔助功能就可以實現(xiàn)在PCB 板的不同位置加工不同孔徑的通孔與盲孔，同時也決定了PCB鉆孔機的精度、速度等主要參數(shù)。床身及橫梁組成的框架龍門式結構主要是對運動部件起支承作用，同時吸收機械運動部件產生的振動，為實現(xiàn)高剛度、高阻尼、低熱變形，目前國內外有采用鑄鐵鑄造及鋼板焊接結構、天然花崗巖以及人造花崗巖等材料結構；在中國大陸的生產企業(yè)多采用天然花崗巖，花崗巖材"_blank" href="/item/動態(tài)特性/3434695" data-lemmaid="3434695">動態(tài)特性好、隔熱效果好、機械剛性高及低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點，但是它是不可再生資源，其量有限。中國臺灣地區(qū)及日本多采用鑄鐵及鋼板焊接結構，對材料及加工要求高。在歐洲主要采用的人造花崗巖，其鑄造及加工技術也可以滿足使用要求。

《公路交通科技名詞》。 2100433B