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    背包钻机使用操作知识

    2017-12-12 13:54:04  来源:北京众和科技有限公司
    一:背包钻机施工前准备工作
    1:钻机方面:
    1):检查汽油机油箱是否按国产97号汽油(没有97号汽油,可用90号以上标号汽油替代)与德国斯蒂尔STIHL机油(50:1)配制。
    2):检查汽油机的空气滤芯器是否干净,有灰尘应进行清理,滤纸太脏应进行更换。
    3):检查汽油机的磁电机线圈是否运转良好,正、负极线路输送是否正常,电机冷却风扇是否工作。
    4):汽油机火花塞间隙(6mm)是否符合要求,火花塞头发现有积碳应进行擦洗清理。
    5):送水系统的专用水桶是否密封,检查制气系统是否有效。
    6):检查冲洗液输送管是否与钻机连接上,管路是否流畅。冲洗液输送粘度是否符合绍尔钻机钻进流速要求。
    7):仔细检查汽油机、钻机连接螺栓是否牢固。
    8):汽油机启动拉绳是否牢固安全,磨损严重应及时更换。
    9):检查随机修理工具是否携带齐全。
    2钻孔位置要求地表平整、干净,有利于操作者灵活、方便地操作机器。达不到上述要求,应进行清理。
    3如果是在覆盖、砂砾、裂隙、坍塌地层钻进,是否准备了井口管、护壁管、堵漏材料、钻探专用钻进工具:
    1):36mm护壁管(套管)。
    2):无固相泥浆材料:聚苯烯酰胺;甲基纤维素; 。。。。。。
    3):低固相泥浆材料:葵脂酸纳;腐植酸 ;膨润土;  。。。。。。
    4):其他材料:水泥;粉煤灰;碱(食盐);无砂粘性黄土;速凝水泥;三乙醇胺;水玻璃;   。。。。。。
    5):配制泥浆的专用器材及工具。
    6):备用钻孔质量钻具:麻花钻钻头;取砂钻具;取土器;双管钻具;无水(泵)钻具;十字头钻头;孔底反循环钻具(56mm);合金钻头;锥形合金钻头;    。。。。。。
    7):处理井内事故的专用工具,根据地区地层情况可能出现的井内事故进行加工。
    8):配制F-768背负式动力(汽油机)25L喷雾器进行改装后,可以增加井内送水压力和水量,水压力能达到30-35Kg/Cm2。还可选择以汽油机作为动力的冲洗汽车的小水泵。
    4操作者是否准备了个人安全防护用品:
    1):操作者工作期间不能抽烟,以防汽油机的汽油溢出引起燃烧。
    2):不能酒后操作钻机。
    3):头戴安全帽和防护眼镜。
    4):工作服要穿戴整齐。
    5):戴防护(防滑、防水)手套。
    6):脚穿防护皮鞋。
    7):其他劳动防护用品。
    5做好钻探原始记录:
    1)认真填写钻孔记录报表和岩芯隔板。
    2):使用碳素笔或铅笔书写。
    3):备好岩芯保管箱、岩芯密封管、样品袋。
    6钻具及工具:
    1):按地质钻孔设计深度配备钻杆。
    2):携带适应各种地层的钻头。
    3):金刚石钻头钢体厚度仅为2mm,要多点卡式工具拧卸,*好使用链子钳或自由钳,以防钻头变形影响进尺。
    4):敲打钻杆、钻具只能使用橡皮胶锤。
    5):其他常用修理工具。
    7要事先了解地质人员设计的钻探钻孔主要目的和要求,钻孔地层岩石构造情况,参考地质人员提供的钻孔柱状图,制定出合理的钻探工艺方案。
    8:  必须认真阅读绍尔钻机产品说明书。
     二背包钻机操作步骤
    钻探设备、钻具、工器具、水源、钻探工等到位后。
    操作程序如下:
       配制50:1混合燃油 → 倒入油箱 → 电路开关(红色按钮)向上推 → 风门进行调整(向上推,空气进量大;向下推,空气量小。) → 拉动汽油机手绳启动机器 → 汽油机发动后立即调整风门至中间位置 → 开启调节水量 → 接上钻具 → 逐渐加大油门使钻机回转钻进。
       
    三:背包钻机正常情况下钻进
    1:合理选择与岩石相匹配的钻头。
    绍尔钻机配置的金刚石钻头,是国外加工的,与国产制造金刚石胎体的表示方法有很大的区别。
    绍尔钻头的胎体表示方法是:钻头水口的多少来确定其胎体的硬、软度。
    1):无水口的钻头表示胎体为软,可以钻进8级以上的硬岩石;
    2):2个或3个水口的钻头,钻进6-8级之间的岩石;
    3):4个水口及以上的钻头则钻进6级以下的岩石。
    我国金刚石钻头胎体是以15(软)---45(硬)表示的。
    操作者应掌握上述原则,钻头的使用要与岩层对号入座。
    2:每次下钻前,要求操作者用游标卡尺测量金刚石钻头内外径的尺寸,并做好记录。
    回次起钻后再测量其尺寸,与下钻前测量的钻头相比较,根据测出钻头磨损的程度和形状,来调整孔内钻进的技术参数。
    3:金刚石钻头的胎体内径磨损与钻头钢体内径;胎体外径磨损已与钻头钢体外径尺寸一致;底唇面磨损接近钢体,已无金刚石的工作层;钻头的内径、外径、底唇面三体任何一方磨损超标,都不得下入孔内进行钻进。
    4:绍尔钻杆连接部位公插头有三道O型橡胶皮圈,起密封防水作用的。
    O型橡胶皮圈如果有裂口,磨损严重,应及时更换。
    特别是绍尔钻机送水系统水压和水量比较小,如果不及时更换,冲洗液在钻杆接头处流失,不确定冲洗液上返流量是否来自钻孔底部,判断失误容易造成井内事故。
    下钻时,钻杆接头处应抹专用油脂胶进行密封润滑。
    5:在正常的钻进状态下,钻孔内钻头金刚石颗粒克取岩石也要有一定的抵抗磨损(消耗)。
    金刚石钻头在孔底进行压皱、切削岩石,底唇面上需多颗、几十颗的金刚石同时进行工作。
    孕镶钻头在与其他金属混料制成胎体过程中,工作层的金刚石颗粒分布是不均匀的,有的层面金刚石颗粒多,有的层面就少些。
    随着时间的研磨,部分金刚石颗粒已被消耗掉,但新工作层面的金刚石颗粒没有出露及时补充。这样会造成钻探进尺的缓慢,影响了工作效率。
    这时,应加大钻进压力,使钻头上其他金属材料加速磨损,让金刚石颗粒尽快地暴露出来克取岩石。
    6:按钻探操作规程要求,钻孔钻进位置一般要求放置井口管,防止井口处坍塌或掉入杂物。
    7:在覆盖层或松软地层开孔,孔口更应下入井口(护壁)管进行保护。在没有大一系列套管的情况下,可用外径40mm镀锌水管代替(只适应于2米左右深的覆盖层)。     
    下入套管的方法为:在现场用大锤把镀锌管在钻孔位置上垂直砸下,直至达到目的为止。
    按照上述办法也可下入二层套管进行护壁。
    套管固定后便可在套管内进行钻进工作。
    值得注意的是:下入的套管一定要保持正直,不能弯曲,不能松动。套管内壁要保证绍尔钻具顺利地上下通过。
    8:在基岩上开孔时,先发动钻机汽油机不回转,然后双手紧握钻机,保持与钻孔位置成600角左右姿势站好,同时一只脚踩住钻头逐渐加大油门,慢速回转钻进,待基岩表面形成一小月牙形后,脚即可离开钻头位置,手持钻机缓慢扶正与钻孔垂直,按操作规程进行钻进。
    9:在完整岩石中开孔阶段,钻机转数*好控制在低速钻进,等孔内有完整岩芯后方可全速钻进,这样才能保证金刚石钻头正常磨损,金刚石颗粒不被无故磨损。
    10:在覆盖层或松散地层开孔阶段,要采取慢转轻压的钻进方法,冲洗液要畅通,水量要比正常钻进的水量要稍大点。
    11:钻进中不进尺,判断是岩心堵塞,先可加大钻进压力,效果不佳,可不停车上下提动,但提动上下距离控制在25mm。如无效应立即起钻,以防岩、矿芯堵塞产生自(磨)耗。
    12:在钻进中,如发现孔内不返水或上返量变小,应停止钻进,同时钻具应提离孔底,分析孔内冲洗液漏失是什么原因造成的。
    a:检查水源桶内是否有水,冲洗液的输水管是否畅通。
    b:并及时验证孔深,找出孔内漏失点准确位置。
    c如果孔内忽然不返水,是钻孔底部岩层发生了变化,有可能由完整地层变成破碎岩层,或有裂隙存在而造成冲洗液流失。
    要找出孔内漏失部位进行判断分析后,看漏失点对继续钻进是否有影响,如无影响可继续钻进。
    如果在钻进中,孔内有掉块、坍塌、缩径等现象,对正常钻进产生了影响应立即起钻。并对孔内掉块、坍塌、缩径等井内事故进行处理后方可继续钻进。
    13:在钻进过程中,回次进尺在不超45公分的情况下。如发现孔内钻进中不进尺。考虑是否下列情况存在:
    1):金刚石钻头磨耗严重,已失去克取岩石的能力;
    2):断杆;
    3):胎体与钢体分离;
    4):超硬岩石,金刚石钻头不易克取;
    5):套管脱落;
    6):岩芯堵塞钻具。
    14:在坚硬的岩层中钻进,井内采取岩芯不易折断,起钻后发现岩芯没有取不上来。
    这时可将绍尔专用偏心楔子进入孔内,待偏心楔子快接近到岩芯顶部位置时强力猛墩一下,使偏心楔子挤入岩芯与孔壁之间缝隙中硬性折断岩芯。偏心楔子起来后再下入取芯器进行捞取岩芯。
    此种捞取岩芯的办法千万不能开动钻机回转处理,否则会出现孔内事故。
    15:绍尔钻杆的连接是特殊连接方法,钻杆一旦下入孔内,不能逆时针旋转。
    特别是在孔深起钻时要十分注意,否则容易使钻具脱落,造成不必要的损失和井内事故。
    16:特别指出来的是,美国绍尔钻机由于强调设备轻便、灵活、一体化要求。
    对野外进行钻探工作来说,是带来很大的方便。大大减轻了劳动强度,节省开支,值得提倡和推广。
    但是,对金刚石钻探而言,冲洗液的要求是水量小水压大。
    绍尔钻机的送水系统是采用人工作业,水量及水压极不稳定。冲洗液看起来从孔内溢出,但水压未达到金刚石钻进的要求。
    在高转速钻进中,水压不足容易造成孔底的钻头糊钻,胎体处在微烧状态。
    当前解决的办法是:钻进进尺建议控制在2m-3m/小时之间,让冲洗液及时地携带岩粉排出孔外,使孔内钻头底部保持一定的干净,无岩粉滞留钻头周围。
    也保证了金刚石钻头的寿命。
    在有条件的情况下,钻进过程中尽可能增加冲洗液的水压。同时贮水桶要保证水压的连续稳定性。
    16:随着钻孔的加深,钻杆增多钻具重,起下钻时应二人进行配合操作,以防钻杆脱落造成井内事故。特别是在复杂地层钻进尤为高度重视。
    17:绍尔钻机扭矩小。在孔深超8米、土层、风化层的情况下钻进,钻机操作开始回转时,钻具应事先提离孔底,待钻具达到一定转数后,才开始钻进。尤其是孔内使用复合片钻头钻进,更应如此。
     
    四:背包钻机完整地层中钻进
    1:在完整地层中钻进,钻压要保持均匀、平稳。水量及水压可以按绍尔钻机的要求进行。钻速应高速运转。
    2:回次下钻时,钻具下入到孔内底部后,稍提钻具,要等到冲洗液从孔内返回地面后才能开始钻进。
    3:在岩石完整正常钻进的情况下,贮水桶冲洗液正常输送而井口不返水,同时孔内进尺突然加快。
    原因是孔内岩石由硬层向软层转变造成这种现象。
    同样的钻压下,钻头克取岩石加快,岩粉增多堆积,水压不足无法排(冲)开。钻头底部与软岩之间接触面间隙变小,甚至无间隙,钻出的岩粉堵塞钻头底部。
    遇到这种情况,应转速减慢,控制进尺。钻具稍向上提升活动,有待冲洗液返回地面后,方可继续钻进。
    有时岩心堵塞也有可能造成孔内不返水,经处理无果后应立即起钻。
    4:在完整岩层的钻进中,绍尔钻机转数保持在1000--1500转/分范围内为宜。
    随着钻孔的孔深的增加,钻杆与井壁的摩擦力及其它的阻力也在增加,为了保证高转速的进尺,往冲洗液中加入一定比例的皂化油,增加其钻具润滑,减轻回转阻力,提高转速钻进。
    在野外进行钻探工作时,由于货源不畅的原因,钻孔减阻剂不能到位的情况下。注意:不能用洗衣粉代替皂化油的功效。
    洗衣粉虽然有一定的润滑作用,它的作用及用途目的不一样,冲洗液加入洗衣粉会使岩粉很快沉淀滞留于井底,造成埋钻、烧钻事故的发生。
    5:在正常岩层中金刚石钻进,要保持“钻压大、钻速快、水量小压力大”的原则。
     
    五:背包钻机覆盖地层中钻进
    1:覆盖层属松软地层。金刚石克取岩石特点是“吃(钻)硬(岩)不吃(钻)软(岩)”。
    在松软地层中钻进,由于岩石软,金刚石颗粒被胎体包裹不能出露,影响钻进速度,克取岩石尤如在海绵垫上钻进,岩石表层面被破坏、挤压、碎裂,堵塞钻具,不能进尺。
    所以,一般来讲,在岩石等级低于5级以下(地质行业对岩石分类按12级分,松软岩层多属于5级左右及以下)。就不适应金刚石钻头钻进,应尽量地采取合金钻头或其它钻探工具进行钻进。
    2:覆盖地层的地质年代为第四纪岩层。
    地球长期运动演变,覆盖地层的岩石及颗粒是从上游水流冲刷(或风)携带而至形成的堆积带。
    覆盖地层的地表一般为植物及细小动物腐蚀物,人居住从事农耕的地方及平原地带,覆盖层要浅些。阳光雨水充足适合植物生长森林地带,则厚些。
    在该地层开孔钻进,井口地表覆盖层能用人工或机械清除掉的为好。如不便处理,可下入井口管隔断。
    3:在冲刷沉积地带进行钻进,地层一般依次为泥砂层、砂层(细、中、粗)、卵石、砾石。
    这也要看地层自然搬运的距离来定,搬运距离远的可能就没有砾石、卵石。
    金刚石钻头不宜在砂砾层中钻探。
    在钻进中,砂砾石形状不规则,极易损伤金刚石颗粒,严重的会使钻头胎体崩裂。应换成复合片(PDC)钻头钻进及其他钻进方法。
    使用合金钻头钻进,要求合金钻头的内、外、底出刃的尺寸要小些,特别是底部的出刃,尽可能的小,以防露出的合金块被孔底砂砾石碰掉。
    也可使用锥形的全面钻进合金钻头进行钻探。
    在有条件的情况下,应采取冲击式的钻探方法钻进,也可采取回转冲击式的机械进行工作。
    4砂砾地层含泥质颗粒量少,一般无胶结能力。
    采用清水钻进,起钻后,钻具是不能下到孔底。
    如果确认砂砾层不厚,在漏失位置上,可将膨润土与聚苯烯酰胺混合搓成小泥球送(投)入孔底至漏失部位,再下入实心钻具进行捣实,实心钻具起来后,下钻进钻具配送小水量、低固相泥浆进行慢扫,等冲洗液上来后,再进行钻进。
    如果砂砾层较厚,钻具每次下钻都不能到底,并影响到正常钻进,应考虑下套管或跟管钻进的方法进行处理。
    5:在覆盖松软层钻进产生岩粉较多,每回次下钻时先不要送水,通过钻具检查孔底岩粉集存量的大小,一般孔底岩粉不宜超过20mm,超过时应及时冲排,必要时要进行捞取。
    6:在配置无固相或低固相泥浆时,添加的物品一般控制在2%-5%之间,也可根据实际物品说明书进行。
    总得来说,配置的冲洗液浓度取决于送水设备的压力来定,目的是保证冲洗液在钻孔底部能起到冷却钻头,排除岩粉上返的作用。
    7:如果是下套管与跟管办法不能奏效。可用水泥封堵(固结)法处理后再进行钻进。
    孔径增扩的地层利用此方法比较有效。
    固结法一般要使用地质钻井专用快速凝固水泥。
    也可用普通水泥(尽量要求高标号)代替,为了缩短水泥凝固时间,加入0.2%(指体积加入量,下同)的三乙醇胺或0.3%的纯碱与水泥(水灰比为0、5:1为佳)进行搅拌,及时快速地从井口直接倒入孔内,灌满有效位置即可。
    终凝等待时间为8小时左右,如果孔内有自然水源,等待时间会稍长些。
    现场没有三乙醇胺和纯碱,用食盐(0.5%-0.8%)代替,但效果不是太好。
    化学物质封堵(如泡沫固结法)也是一种有效的办法。
    8:如果在砂层钻进需要采心取样,可先用抽筒钻具进行钻进。
    也可用特殊钻头无水钻进,提高岩心采取率后,再进行护壁工作的处理。
    9:在河套(床)进行钻探工作,还要注意水位位置情况。
    水位高,随着钻孔钻进的加深,水位的侧压力对泥浆冲洗液有一定的稀释作用,护壁的能力随着减弱,应在配制泥浆浓度时要适当考虑其因素。
    10:建议加工一套36mm口径的钻具和套管,保证作为绍尔钻机的钻进工具进行覆盖地层的钻进。
    11:钻孔下36mm口径套管时,底部下到基岩上面套管才能固结住,井口才能进行固定。
    同时,井口进行套管操作加固时,绍尔钻具应放入套管内,避免套管上下部位不在一个垂直线上。
    如果下入孔内的套管是正丝扣,末下到基岩位置,套管下部成悬空状态。套管井口部位不能加固,否则在钻进中会被钻杆回转而脱落出现井内套管事故。
    遇到这种情况,应下入反扣的套管,上部固定住,便于钻机平稳钻进。
    如果施工地区地表是覆盖层,几乎孔孔都要下套管,而且套管下不到基岩部位。
    也可以采用下入的套管连接部位取消丝扣,用电气焊来焊接套管,起套管时也用电焊或氧气割断。
    焊接时注意保持套管上下连接的同心度,焊接处不能漏水。
    目的是保证井内钻进不出现套管脱落事故。
     
    六:背包钻机风化地层中钻进
    1:风化地层是基岩经长期与阳光、地下水、风等自然现象接触侵蚀形成的。
    基岩离地面近,一般为强风化层,离地表越深风化就越弱。  
    2:在含砂质和碳质的(强、中)风化地层中钻进,岩石胶结能力差,岩心松散、破碎,井壁容易坍塌。不易清水钻进,应配制无固相或低固相泥浆的冲洗液进行护壁。
    严重的漏失地层,在下钻前,可以往孔内投入泥球或直接向钻孔送膨润土干粉(膨润土的PH值与当地的水质PH值相符合),下入钻具用少量冲洗液回转搅拌,加大冲洗液粘度,增强钻孔冲洗液的造浆护壁能力。
    3:遇到部分碳质岩石(如碳质板岩)钻进时,岩层与冲洗液接触后,岩石断裂成碎屑造成孔内坍塌,冲洗液增加到一定的粘度,仍起不到护壁作用,应采用跟管钻进的方法进行隔离护壁。
    4:在风化地层中钻进。转数掌握在300-500转/分范围以内;钻压要适当减小;冲洗液的水量、水压要大些来排出岩粉。
    同时,适当地控制钻进速度,使其冲洗液畅通。这样才能保证在松软地层的钻进。
    大水量、大水压钻进,会造成井壁的不规则增大。
    5:风化地层钻进中钻具在孔内由于井壁大,而钻杆回转时晃动大,离心力造成同心度不好,稳定性较差,钻杆与孔壁进行摩擦后,孔隙不规则变形增大,钻孔容易偏斜。
    所以,操作钻机人员应思想、精力集中,尽可能地将钻具与钻孔保持在垂直线上进行钻进。
    选择合理的钻进技术参数和钻进方法。
    6: 风化地层部分岩石有“缩径”现象(如泥层、石膏矿、粘土矿、褐煤等等)。
    钻具在下降时会有下不去情况,可采用边送水边回转的方法进行。
    “缩径”严重的地层可采用冲击的方法进行钻进。
    如果是合金钻头钻进,*好选择加大合金外径尺寸的钻头。
    有条件下使用无固相或低固相冲洗液来保护井壁。
    7:地质方面要求在该地层保证岩芯采取率,则可采用无水(泵)钻进法进行钻进。
    具体方法是:利用孔内保存的水量进行工作。钻进几分钟后(钻进时间为多少,视钻具回转阻力而定),停止钻进将钻具提离孔底,让井内的存水流至钻孔底部后再次钻进。彼此循环操作,直至钻具岩芯装满,即可起钻。
    此种方法应采用慢速轻压回转钻进。
    8:绍尔钻机不宜在人工填土地带进行钻探工作,主要原因是地层大部分为生活、建筑废弃物,极为松散、空旷。钻机开动时钻杆晃动比较大,钻杆连接部位极易脱离。
    如遇此类工程,应将填土清理干净再进行钻探工作。
    在竖井(槽探)上部从事钻探操作也会产生上述情况,应尽量在竖井(槽探)下部进行。
     
    七:在绍尔背包钻机进行钻探中,在什么样的地层需要下套管,它起什么作用?
    绍尔钻机在地质找矿过程中,要对矿的露头部位的进行地表揭露,钻探目的是对其矿露头的矿脉产状、走向、厚度、品位的延长部位进行更深一步的了解和认识。除了露头部位看得见以外,矿区的地层大部分都会被第四纪地层所覆盖。
    要进行地质钻探,必须穿过覆盖层,才能见到矿脉的真实地质情况。而覆盖层是由冲积地带、风化层、裂隙等岩(土)层所组成,它们遇水钻进后井壁极不稳定而会产生孔壁坍塌、掉块等地质原始现象。如果不采取有效地钻探工艺措施,就会造成钻具下不到位,影响到钻探效率,严重地会出现井内事故,造成钻探成本增加,钻探效益极其不佳。
    所以,在遇到上述情况下,要采取一定的钻探手段来进行处理,钻探工艺方法是多种多样的。下套管只是其中的一种常规有效的方法。
    下入36口径套管的主要目的是:钻孔下入套管后将不稳定的井壁隔开,钻具在钻进过程中,不受其井壁掉块的影响,在动力小的回转速度下钻具保证正常运转。
    236口径套管主要规格:
    外径:    35mm
       内径:    28mm
       长度:    500mm
     3:套管钻头主要规格:
    外径:    36.5mm
    内径:    28mm27.5mm两种,
    4:异(变)径接头:
       套管与钻机进行连接。
     
    5:采购300mm长度的管钳,进行套管的拧卸。
     
    6:套管使用方法:
      136口径的套管也可以当钻具使用,如果当钻具用,能取心回转钻进,它属于跟管钻进钻具。
    2:遇到覆盖层,将36口径套管带上PDC钻头,用异径接头与钻机主轴头进行连接,然后按钻探原理进行钻进。
    钻完一根后,不起钻,卸下异径变头,对接上第二根套管,再拧上异径接头与钻机连接进行钻进。
    同样原理,钻第三根、第四根、第五、、、、、、、、。直至套管(810米)到位为止。
    3:钻至一定深度后,套管不用起来。只要卸下异(变)径接头后,在套管四周填入硬土质或碎石,让其牢固,在钻进过程中尽量不让套管晃动即可。同时也要防止孔内返上来的岩粉进入套管外圈。然后就可以下入绍尔钻具正常钻进。
    4:钻孔钻进完后,即可起拔套管。如套管起拔困难,可将套管外圈的岩粉进行清理后再进行起拔。
    5:套管为正丝扣连接。套管底部如不能下入岩(土)层作为承载力,顶部的套管就不能固定,让其自由转动。否则,套管回扣脱落会造成套管事故。
    636口径套管钻头内径有二种:28mm27.5mm28mm是钻头内径与套管内径相等,在跟管钻进中,钻头留在孔内,换径钻进后不会伤害到绍尔钻杆。
     
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