反井钻机工艺原理（导孔工艺、扩孔工艺）

反井钻机工艺原理 
反井钻进工艺（主要说明第一类反井钻机），包括导孔钻进和扩孔钻进。反井钻进工艺原理是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面作纯滚动和微量滑移。同时，主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击载荷，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石。被破碎的岩屑在导孔钻进时被正循环的洗井液冲洗，岩屑沿着钻杆与孔壁间的环形空间由洗井液提升到钻孔外。在扩孔时岩屑靠自重直接落到下水平巷道内，采用装岩机和运输设备及时清理运出。
导孔钻进时钻杆不断加长，从上水平到钻透的下水平形成小直径（200～300mm）的钻孔。之后将导孔钻头卸下，装上扩孔钻头。扩孔钻进时不断拆下钻杆，直到钻杆拆完，扩孔钻头从下水平拉到上水平为止。
例如，钻凿Φ1.4m的井孔时，只需先钻Φ216mm的导孔，直至导孔钻透下水平巷道，将导孔钻头在此卸下，接上Φ1.4m的扩孔钻头，再由下往上扩孔钻至上水平巷道即可。若需钻进Φ2.0m的井孔，再将Φ1.4m钻头下放到下水平巷道拆掉，接上Φ2.0m扩孔 钻头，继续由下往上钻进，直至钻头露出。 
好的反井钻机只是钻成高质量反井的必要条件，必须根据不同的条件确定不同的施工工艺。反井钻机功能主要考虑的是满足反井钻进推进和旋转的基本要求，以及其它方面的辅助工艺要求，还要由掌握 工艺技术的人员实施，才能达到应有的效果。 
可见，反井钻机在地下恶劣的环境、复杂的地质条件下钻进地下工程，不但需要有可靠的设备，而且需要有适合的钻进工艺，以便在达到一定的质量要求前提下，安全、高效、快速的完成施工任务。导孔的作用是将钻具下放到下水平，以便连接扩孔钻头。导孔破岩量虽然只占总破岩量的2.5%或更小，但导孔钻进关系到钻孔的质量，是反井施工的关键。
导孔的垂直度决定了钻孔的偏斜率；导孔钻进过程也是对地层探测的过程，可以了解岩石性质、地质构造等，对扩孔钻头破岩刀具的选择及工程支护方式的选择都有参考价值；还可以通过导孔，对稳定性较差的地层进行预加固处理。导孔钻进时一般要求推进速度较快、推进压力大（有时需要上拉）、转速高。反井钻机钻进 导孔施工工艺见图4-1。 
扩孔钻进过程是大量破碎岩石的过程，需要根据岩石条件选择破岩滚刀，布置扩孔钻头，制定相应的钻进参数。扩孔钻进一般要求推进速度较慢、推进力大（上拉力大）、转速低，以达到钻进效率最高。 反井钻机扩孔施工工艺见图4-2。
图4-1  反井钻机导孔工艺 
1- 动力水龙头；2- 钻杆；3- 导孔钻头；4- 从泥 浆泵压入的泥浆；  5- 从环形空间返回的携带岩渣泥浆；6- 泥浆循环池；7- 泥浆泵