MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)在鉆探中的應(yīng)用

陳鑫發(fā)，邢向渠

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，鄭州 450053)

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MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)在鉆探中的應(yīng)用

陳鑫發(fā)，邢向渠

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，鄭州 450053)

本文以河南省省級重點項目-滎陽萬山產(chǎn)業(yè)園地區(qū)地?zé)崮荛_發(fā)利用觀測井施工中使用了MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)的應(yīng)用為實例，充分體現(xiàn)MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)配備中風(fēng)壓空壓機(jī)、潛孔沖擊器后，在硬巖地區(qū)快速鉆進(jìn)施工中具有搬遷速度快、鉆進(jìn)效率高、綜合成本低等優(yōu)點；采用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)+中風(fēng)壓空壓機(jī)+潛孔沖擊器的鉆進(jìn)工藝，充分體現(xiàn)出該設(shè)備在操作使用方面具有明顯的快速鉆進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢，對硬巖地層中使用中風(fēng)壓空壓機(jī)、潛孔沖擊器鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了深入探討。

多功能；水井鉆機(jī)；空壓機(jī)；沖擊器

0 引言

2015年3月，我院在河南省滎陽萬山地區(qū)省重點項目施工中，接到30眼地?zé)嵊^測井的施工合同，根據(jù)該區(qū)的地層、地質(zhì)構(gòu)造特點，利用院現(xiàn)有的水井施工設(shè)備MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)，依據(jù)不同成井深度，為110～120 m深的地?zé)嵊^測用井配備了一臺RHP825E型中風(fēng)壓空壓機(jī)，合理采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)，快速、優(yōu)質(zhì)、保量的完成了任務(wù)，快速鑿巖鉆探取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，鉆探技術(shù)取得很大的突破。

項目采用上述鉆探技術(shù)，共完成地?zé)嵊^測井30眼，總進(jìn)尺3 450.52 m。從快速鉆探技術(shù)的實際應(yīng)用與實踐看，大大提高鉆探速度，效率是正常循環(huán)鉆進(jìn)數(shù)倍，每個地?zé)嵊^測井純鉆進(jìn)22 h終孔下管，最高機(jī)械鉆速20.60 m/h，平均機(jī)械鉆速9.95 m/h，最高臺班效率61.50 m/臺班。與同類地層常規(guī)泥漿鉆進(jìn)施工相比具有施工周期短、生產(chǎn)成本低、材料消耗少、攤銷費用低的優(yōu)點，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

1 地層結(jié)構(gòu)特點

萬山山區(qū)松散覆蓋層極為復(fù)雜：上部多數(shù)為漂石、卵、礫、砂礫碎石堆積物地層，下部基巖含裂隙、構(gòu)造破碎帶多層，易垮塌，易縮徑。一般松散巖類覆蓋層厚度為8～22 m，基巖地層多為石英砂巖、片麻巖、花崗片麻巖，巖石級別為6～9級。鉆孔主要布置在構(gòu)造、裂隙、斷層中，富含卵礫石、裂隙、破碎帶等。開孔采用?245 mm三牙輪鉆頭，鉆至較穩(wěn)定地層，下入?219 mm鋼管保護(hù)孔壁，20 m以下主要為相對穩(wěn)定的泥巖砂巖、石英砂巖、片麻巖、花崗片麻巖地層，采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)。

2 鉆探設(shè)備選擇及配套

根據(jù)萬山地區(qū)的地層特點及鉆孔相對距離50 m分布，為方便搬遷，選擇由張家口中地裝備探礦工程機(jī)械有限公司制造的MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)1套(圖1)，配備英格索蘭RHP825E型中風(fēng)壓空氣壓縮機(jī)1臺(圖2)、選用CGE380型潛孔沖擊器1套，匹配CGE380-?203 mm的錘頭。

圖1 MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)

圖2 RHP825E型中風(fēng)壓空氣壓縮機(jī)

MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)是由張家口中地裝備探礦工程機(jī)械有限公司新研制的一種高效、多功能的全液壓鉆機(jī)，因其用途廣泛、操作方便、方便移動的特點，在使用空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝時鉆進(jìn)效率高、綜合成本低、對環(huán)境污染小。

3 施工工藝

3.1 鉆孔結(jié)構(gòu)

開孔采用?245 mm牙輪鉆頭，鉆到穩(wěn)定基巖后繼續(xù)鉆進(jìn)0.5～1 m，下入?219 mm鋼管作為保護(hù)套管；終孔口徑165 mm，孔深120 m左右。

3.2 鉆進(jìn)工藝

二開以后采用CGE380型潛孔沖擊器、?203/165 mm錘頭鉆至預(yù)定深度。鉆具組合為(自上而下)110 mm×110 mm×7 500 mm主動鉆桿+?102 mm×4.5 m鉆桿+變徑接頭+CGE380型潛孔沖擊器+CGE380-?203 mm/165 mm錘頭。

4 操作要點

4.1 鉆機(jī)的操作及維護(hù)

鉆機(jī)使用前由廠方技術(shù)人員對操作工人進(jìn)行全面的培訓(xùn)，從鉆機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理作了概述說明。對操作儀表箱，主泵控制(鑿巖功能、行走功能)，行走操作，鉆機(jī)調(diào)平，滑架起落，液壓、動力、氣路系統(tǒng)，主、副卷揚系統(tǒng)，鉆進(jìn)過程，停鉆及正常鉆孔注意事項進(jìn)行操作、講解，常見事故的問題如何處理等。指出維修保養(yǎng)的重要性，并對鉆機(jī)各部位(液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)頭、履帶、鉆機(jī)的調(diào)平、行走系統(tǒng)、液壓馬達(dá)等)的如何進(jìn)行日常維護(hù)及保養(yǎng)作了深入解釋，并親自在施工現(xiàn)場實地傳教，使得項目施工的操作工人都能夠熟悉操作運用。

4.2 空壓機(jī)的操作及維護(hù)

本次施工配置了RHP825E型中風(fēng)壓空氣壓縮機(jī)，提高了鉆進(jìn)速率。要確保空氣管路清潔、暢通、密封，防止管路或鉆桿內(nèi)的巖屑等雜物落入沖擊器內(nèi)，以免加速沖擊器磨損或卡死活塞，鉆具螺紋聯(lián)接處須涂螺紋脂，防止管路漏風(fēng)跑風(fēng)，降低鉆進(jìn)速度。

4.3 潛孔沖擊器的操作及維護(hù)

使用中的潛孔沖擊器要定期拆開檢查、清洗。裝配時，要確保各結(jié)合部位調(diào)整至正確間隙。正常鉆進(jìn)時，每班至少通過鉆桿向沖擊器內(nèi)注入一次潤滑油，每次注入量約為0.3～0.6 kg，使沖擊器內(nèi)潤滑充分，延長潛孔沖擊器使用壽命。

5 MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)的技術(shù)特點

5.1 鉆進(jìn)周期短

選配MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)，其鉆進(jìn)施工工作原理是帶動鉆機(jī)主機(jī)的柴油機(jī)為動力，驅(qū)動液壓泵運行產(chǎn)生油壓，用高壓的液壓油驅(qū)動執(zhí)行元件工作，來實現(xiàn)各部件完成相應(yīng)的操作工作，空壓機(jī)提供的高壓空氣驅(qū)動潛孔沖擊器工作。鉆進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢明顯，體現(xiàn)出鉆機(jī)高科技含量的特性，加之潛孔錘鉆進(jìn)效率高，縮短了施工周期。

5.2 施工費用低

使用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)，在施工中，除覆蓋層用少部分水外，基巖部分幾乎不用水，特別是在嚴(yán)重缺水的山區(qū)施工，使用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)+中風(fēng)壓空壓機(jī)+潛孔沖擊器鉆探工藝具有很大的優(yōu)勢。其主要開支是柴油消耗，但是單孔柴油消耗約2 300元左右，全部成本約3 200元左右，比正循環(huán)鉆進(jìn)施工節(jié)約成本約10 200元。

5.3 節(jié)約勞動力成本

該鉆機(jī)施工現(xiàn)場只需3人即可完成鉆進(jìn)工作，與常規(guī)泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)工藝相比使用工人數(shù)量大大減少，節(jié)約不少人力成本，勞動強(qiáng)度也大幅減輕，施工效率由此也得到顯著提高。

6 結(jié)論

使用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)、潛孔沖擊鉆進(jìn)技術(shù)使萬山地區(qū)地?zé)嵊^測井的實施效果顯著，MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)適應(yīng)于在相對完整的基巖地層中快速、高效鉆進(jìn)，效率高，顯示出其無可比擬的優(yōu)越性，而在較破碎地層中鉆進(jìn)需要研究解決鉆孔護(hù)壁問題，之后才能充分利用該技術(shù)。

使用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)、配套潛孔沖擊鉆進(jìn)，減少輔助時間，相對延長了純鉆進(jìn)時間，施工效率大幅提高，縮短了施工周期，從而大大降低了施工成本，特別是操作員的勞動強(qiáng)度大大降低，性能穩(wěn)定可靠。鉆機(jī)整機(jī)布局合理，成孔質(zhì)量較好，維護(hù)保養(yǎng)更簡單，與同類鉆機(jī)相比性價比高。

依靠科技進(jìn)步，科學(xué)選配高性能鉆探施工設(shè)備、應(yīng)用鉆井新技術(shù)、新工藝，是大力發(fā)展生產(chǎn)力的重要途徑。該項目使用MD400B型履帶式多功能全液壓水井鉆機(jī)、潛孔沖擊鉆進(jìn)技術(shù)在鉆探施工項目中的應(yīng)用是成功的：鉆進(jìn)效率數(shù)倍提高，鉆探成本大幅降低，成井質(zhì)量明顯提高，而且減少對環(huán)境的污染，綜合經(jīng)濟(jì)效率、社會效益顯著。

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2016-03-02

陳鑫發(fā)(1971-) 男，河南鄭州人，高級工程師，主要從事鉆探工程機(jī)械工作。鄭州市南陽路56號河南地礦大廈403室，Tel：0371-86018017，13523518127，E-mail:cxf197111@sohu.com。

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