反井钻机导井法施工技术

反井钻机施工原理  

反井钻机导井法主要利用反井钻机钻进原理：由电机带动液压马达，利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻具旋转，并向上、下升降，采用镰齿盘形滚刀破岩，滚刀在钻压的作用下沿井底滚动，从而对岩石产生冲击，挤压和剪切作用，使其破碎。  导孔（Ф216mm）施工时排碴：采用泥浆泵将高压洗井液注入钻杆内，再从钻头的排水孔压出，将石碴从钻杆与孔壁间的环行空间排至排碴槽。  导孔贯通后在下平洞将导孔钻头卸下，并安装Ф1.4m扩孔钻头，再由下向上扩孔。扩孔时的石碴经过冷却水的冲刷和自重坠落到下平洞。   

 

施工程序  反井钻机导井法施工程序如下框图        

  

 

施工机械设备组合及人员配置  

（1）机械设备组合  反井钻机导井法施工分为导孔施工、扩孔施工两个步骤。 

作业平台的施工  反井钻机基础及循环水池的施工  安装液压系统冷却循环水箱  安装反井钻机并进行调试  由上往下钻进Φ216mm导孔  导孔贯通后，拆除导孔钻头，安装Φ1.4m扩孔钻头，由下往上进行扩孔施工  拆除钻机及井口好防护   

导孔施工时采用泥浆泵将水（或泥浆）沿钻杆内壁压入孔内，作为排渣及冷却钻头用水。石渣经排渣槽进入沉渣池，沉淀后人工捞至堆放位置。在施工过程中，如果出现塌孔、返水较小、不返水等异常情况，则需要拌制泥浆，用泥浆护壁及堵塞溶洞和裂隙。必要时要暂停钻井，取出钻杆后用水泥砂浆进行固结灌浆。 

16  泥浆）从动力水龙头的洗井液接头沿钻杆内壁压入钻头底部，经钻头底部的排水孔将孔底的石渣沿孔壁排至孔口的排渣槽，最后排入沉渣池，石渣沉淀后捞至堆放位置，石渣水经过滤网流入泥浆池，再用泥浆泵抽入导孔内，使之循环。如果出现塌孔、导孔不返水情况，则在沉渣池内拌制泥浆，用泥浆泵将泥浆压入孔内，进行泥浆护壁、封堵裂隙和溶洞，泥浆的配比则根据实际情况确定。  

施工工艺流程 
 

施工方法  钻机基础砼浇筑2~3天后，将轻型轨道铺设在砼平台上，轨距为64cm，轨道下垫枕木（20×20cm，长120cm）或20#工字钢，每隔60～80cm垫一根，然后将钻机吊至轨道上，调好钻机位置，锁紧卡轨器，竖起钻架，安装后拉杆，调平钻机。  钻机调平后，用螺栓将钢垫板连接在钻架上，安装前拉杆及埋设预埋螺栓，再次调平钻机并浇筑Ⅱ期砼。 4.7.1  导孔施工  Ⅱ期砼达到一定的强度后，安装转盘吊和翻转架，调平钻机。 开孔钻进，钻机调平后，调整动力水龙头的转速为预定值，并将动力水龙头升到最高位置、把事先与异型钻杆相接的导孔钻头移入钻架底孔并用下卡瓦卡住异型钻杆的下方卡位，然后将卡瓦放入卡座。用钻机辅助设备连接钻杆。接好钻杆后，开启泥浆泵供洗井液和冷却用水，开始开孔钻进。  导孔开始钻进时采用高转速低钻压，动力水龙头的转速使用快速挡，钻压为2～5Mpa，一般情况下，对于松软地层和过渡地层应采用低钻压，对于硬岩和稳定地层宜采用高钻压。  背压根据实际情况调整，背压过大动力水龙头不能向下推进，背压过小时动力水龙头向下推进过快而容易卡钻，背压的调整原则是既能使动力水龙头向下推进也不能卡钻。  洗孔，动力水龙头向下推进至最低位置时，停止向下推进，检查棘轮套的插销是否往上顶出来，如果插销被顶出来，说明孔内石渣没有冲洗干净，继续冲洗至插销回到原位。  导孔石碴冲洗干净后，关闭泥浆泵，连接钻杆，钻杆连接完成后开启泥浆泵，继续往下钻进。  稳定钻杆布置，稳定的作用主要控制导孔的偏斜率，开始钻进时放置一根，一般情况下稳定钻杆的配置采取钻头后连续装6-8根稳定钻杆，以后间隔一定的距离放置1根。后面的稳定钻杆放置需根据地层情况和钻孔角度确定。对于精度控制要求不高的竖井或斜井中，稳定钻杆不宜放置过18  多，否则容易出现卡钻现象。  导孔在钻穿约有5～8m时，在预测钻穿位置设置围栏，禁止人员进入，防止石块坠落伤人。

φ1.4m扩孔钻进  （1）φ1.4m扩孔钻头连接  导孔钻透地层后，在下平洞用卸扣器将导孔钻头和异型钻杆换下，大大致修平下平洞顶拱的扩孔钻进范围。用吊车或装载机将钻头运至导孔下方，将上下提吊块分别同钻头、导孔钻杆固定，上下提吊块用钢丝绳连接，提升导孔钻杆，使钻头离开地面约20cm，然后固定钻头，下放导孔钻杆，拆去上下提吊块，连接扩孔钻头。   （2）调节动力水龙头出轴转速调为慢速挡。  （3）用一个三通将冷却水泵的水分出一部分供扩孔钻头，以冷却钻头、消尘。  （4）在扩孔钻头未全进入钻孔时，为防止钻头剧烈晃动而损坏刀具，应使用低钻压、低转速，待钻头全部钻进时，方可加压钻进。  扩孔钻压的大小根据地层的具体情报况而定，软岩低压、硬岩高压，但是，主泵油压不得超过24.0Mpa；副泵油压不得超过18.5Mpa。   （5）拆卸钻杆，第二根钻杆上方卡位升至卡座上方约20cm，将下卡瓦卡住第二根钻杆的上卡位，下降动力水龙头，使下卡进入卡座内，反转动力水龙头一圈，升起翻转架并将机械手抱住钻杆，动力水龙头反转并提升约10cm，取出上卡瓦，再将动力水龙头升至最高位置，下降翻转架并松开机械手，同时下降动力水龙头连接钻杆，取出下卡瓦，继续扩孔钻进。  在卸钻杆过程中，钻杆接头无法松动时，使用辅助卸扣辅助动力水龙头反转，如果使用辅助卸扣装置也不能松动接头时，则在待松动的接头四周用氧焊烘烤，边烘烤边反转动力水龙头直至松动为止。