TGQ-200RC型多工艺自动化钻机的研制与应用

新一轮找矿突破战略行动对钻探技术提出更高要求,利用浅钻技术在浅覆盖区进行快速查证是重要的技术手段。多工艺钻探可以为复杂地层钻探施工提供绿色高效的钻探技术支撑。围绕这一需求研制了TGQ-200RC型多工艺自动化钻机,制定了钻机的总体方案,研制了多工艺动力头、夹持拧卸装置、6自由度移摆管机构、车装集成式液压储杆库、电液控制及参数监测系统等钻机主要部件,规划了自动加减钻杆过程中多机构协同动作控制流程。实钻试验表明,TGQ-200RC型钻机钻进效率高,取样质量好,具有多工艺、机动化、自动化、数字化等特点,单次自动加减钻杆平均用时约90 s,配合无线遥控可实现孔口无人操作,有效降低劳动强度,提高施工安全性。TGQ-200RC型多工艺自动化钻机可以为构建绿色、高效、经济的快速查证钻探技术体系提供坚实支撑,为推动国内浅层钻探装备自动化升级提供有益借鉴。

徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机在硬质泥岩超长桩基中的应用

G244线庆阳过境段公路工程火巷沟特大桥16号主墩桩基工程的墩位出露地层为第四系风积黄土夹古土壤,下伏白垩系泥岩,桩身上部黄土地质中粉质黏土层极易塌孔,加之下部泥岩层抗压强度大,具有桩基数量多、桩长深、孔径大、地质复杂,成孔难度大、施工工期紧等难点。文章根据技术分析,选用了徐工XR580HD、XR400E旋挖钻机进行成孔,取得了良好效果。在此基础上,总结了前述不利条件下的大直径超长桩基主要施工技术,旨在为今后黄土地区超长桩基底部泥岩层旋挖成孔施工提供参考。

旋挖灌注桩硬岩钻进施工技术研究

在硬岩地层中进行桩基施工时,存在硬岩钻进工效低、钻头损耗大、施工成本高等技术难题,而应用旋挖灌注桩硬岩钻进施工技术能够有效解决这些难题。基于此,文章研究了旋挖灌注桩硬岩钻进施工技术在建筑工程中的应用,以期提高施工质量,保障施工安全,降低施工成本,为相关领域的工作人员提供参考。

珠海洪鹤大桥8号主墩基础施工关键技术

珠海洪鹤大桥主桥由2座主跨均为500 m的双塔双索面结合梁斜拉桥串联而成,其中8号主墩位于海岸浅滩区,墩位处淤泥层厚8.8~37 m,覆盖层平均厚48 m,岩层埋深较深,且呈斜面发育,岩石强度高达100 MPa。8号主墩承台尺寸为42.1 m×22.6 m×6.5 m,采用∅2.8 m钻孔灌注桩群桩基础,采用先平台后围堰工序施工。钻孔平台采用土工布砂袋围堰筑岛施工技术,解决了深淤泥地质中筑岛施工容易出现的滑移和沉降;钻孔桩采用“旋挖钻+回旋钻”组合成孔技术进行钻孔深度超100 m的超深大直径嵌岩桩施工,充分发挥2种钻机在不同地质和钻孔深度的优势,极大提高了成孔效率;承台深基坑围堰采用“大型钢板桩围堰+干挖法”施工技术,有效减少了深基坑围堰施工中围堰的变形失稳和沉降。

复杂地质高铁桥梁桩基钻孔施工技术

针对宣绩高速铁路XJZQ-1标段桥梁桩基工程地质富含地下流动水、粗颗粒超长卵石层较厚、斜岩及蜂窝集群式溶洞较多,钻孔难以成孔的问题,提出大功率旋挖钻机+多级组合护筒钻孔工艺。针对砂卵砾石土层厚及溶洞分布情况采用大功率旋挖钻机配一、二、三级组合钢护筒进行钻孔作业。实践表明,采用工艺能够很好适应工点区的复杂地质条件,钻孔速度快、成孔效果好、成桩质量高,经济、环境和社会效益良好。

澳氹第四跨海大桥大直径钢套管沉桩施工关键技术

澳氹第四跨海大桥主桥为大跨度钢箱加劲连续钢桁梁桥,主桥基础采用∅2.8 m钻孔灌注桩基础,最大孔深107 m,钢套管需穿过覆盖层、全风化及强风化花岗岩,嵌入持力层中风化花岗岩至少0.3 m。桩基础施工时,首先采用ZRT320H型全回转钻机配合SWDM550型旋挖钻机取土沉放钢套管至中风化岩面,然后采用反循环钻机(RCD)磨岩成孔,最后清水清孔、灌注水下混凝土成桩。钢套管由筒身、底节、合金刀齿三部分组成,首节长19.5 m,按照桩长配置12.0 m标准节段。钢套管入土小于50 m时,在全回转钻机底座四角焊接限位板定位锚固;入土深度超过50 m后,通过传力杆和锚座进行定位锚固。采用旋挖钻机配备专用取芯钻头或反循环钻机等工艺措施处理孤石。主桥全部钢套管在沉桩施工中,未发生屈曲变形和卷边等现象。

低渗低孔低产能油田钻井技术

在分析了制约和影响吉林油田低渗透低孔隙低产能油藏开发效果的主要因素的基础上，结合吉林油田最新现场试验成果，提出了相应的钻井技术措施，并从井身结构、钻具组合、钻井参数。

基于机械比能理论的煤岩可钻性分级方法

通过机械比能对煤矿瓦斯抽采钻孔过程中的围岩进行可钻性分级,可为钻机调整钻进参数提供依据。针对瓦斯抽采钻孔过程中人工判层难度大、效率低的问题,提出一种以机械比能为可钻性评价指标,结合极限学习机的煤岩可钻性分级方法。采用ABAQUS建立了PDC钻头破岩仿真模型,从材料类型、钻头转速和钻压力三个方面研究了PDC钻头破岩过程中钻进速度和机械比能的变化规律。同时,获得了钻进参数及机械比能的训练数据,采用极限学习机分别对钻进参数和机械比能数据进行学习,最后,对这两种可钻性分级指标下的分级准确率进行对比。结果表明:以机械比能作为可钻性指标时的分级准确率达到90%以上,高于以钻进参数作为可钻性指标时的准确率。分级结果可以为钻机调整钻进参数、实现自适应钻进提供理论依据。

煤矿井下超长钻孔常见事故原因分析及处理方法

针对煤矿井下应用千米钻机进行孔深600 m以上的超长钻孔瓦斯抽采施工中孔内事故频发的现象,研究了喷孔、塌孔、堵孔、顶钻和卡钻等常见事故发生的具体原因并给出了相应的处理方法,认为超长钻孔孔内事故频发主要是由煤层地质构造条件、千米钻机装备及其配套设施的性能和超长钻孔瓦斯抽采工艺3方面因素造成,通过调整钻进工艺参数、改进施工钻具和采用特殊装置可以有效提高超长钻孔的成孔质量,大幅降低超长钻孔施工中孔内事故的发生概率。

中石油深井钻井技术现状与面临的挑战

深井、超深井钻井技术是一个国家钻井技术发展水平的标志。美国和欧洲的深井钻井技术水平一直处于世界领先水平。中石油近年来在深井机械钻速、钻井周期、单井钻头用量等方面都取得了很大进步,同时在深井钻井装备上也有了很大发展。但是同世界先进水平相比,中石油在复杂深井钻井水平方面还有很大差距。近年来中石油在塔里木却勒和迪那、玉门窟窿山、四川川东、新疆霍尔果斯等复杂深井钻井过程中遭遇了世界性的难题。突出表现在山前高陡构造和逆掩推覆体防斜打快问题、塔里木却勒地层卡层不准引起的缩径卡钻和迪那窄密度窗口压差卡钻问题、四川恶性井漏的防治问题、新疆南缘地区的地应力复杂、地层破碎、异常高压等。针对这些问题提出了相应的解决方法,给同类地层的钻探指明了方向。

陕西榆林地区煤田钻探技术研究与应用

陕西榆林地区煤田钻探通常使用单管钻进,钻进效率低、技术落后。针对这一现状,使用金刚石复合片钻头绳索取心技术,配合国产微电脑控制全液压钻机,取得了良好的效果。文章主要从冲洗液配方和钻进参数设计、ZK2508现场施工过程中出现问题及处理、经验分析总结等方面进行阐述,并讨论国产全液压钻机在金刚石小口径钻进的优势与不足,以期为以后的煤田钻探提供借鉴。

坚硬岩石地层钻孔桩旋挖钻机成孔技术

新建商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为(98+238+588+224+84) m钢箱板桁结合梁高低矮塔斜拉桥。主桥0号边墩和1号辅助墩均为22Ф2.5 m钻孔桩基础,设计桩长42~58m,入岩深度17~28m,岩石最大强度达151MPa,采用旋挖钻机施工成孔。旋挖钻机布置在水上钻孔平台上,钻孔过程中采用优质膨润土化学泥浆护壁。覆盖层中采用截齿钻头全断面钻进;倾斜或软硬交界岩面采用“稳定器+截齿钻头或取芯钻头”钻进1.2~1.5m;坚硬岩层中采用牙轮环切钻头和扩孔钻头按照? 1.5 m→Ф2.0 m→Ф2.5 m分3级钻进成孔。最后采用泵吸反循环清孔。

短螺旋钻头入岩最优切削厚度的理论与实验研究

根据岩石的物理力学特性和截齿的破岩机理,建立了单个镐型截齿破岩时受力的数学模型;在此基础上,对安装12个镐型截齿的短螺旋钻头进行整体受力分析,并建立钻头扭矩的数学模型,结合旋挖钻机恒功率钻进的特点,得到钻头转速的数学表达式,从而求得钻头钻进速度关于切削厚度和岩石接触强度的关系式。针对几种不同接触强度的岩层,运用Matlab程序分别求得钻机在不同切削厚度下的钻进速度,并与同等条件下的实验数据相比较。结果表明:若切削厚度过小,钻机钻速达不到最大,钻进效率偏低;若切削厚度过大,钻机提供的扭矩因无法克服负载(即钻速为零),导致钻机损伤。

土岩地基中钻孔灌注桩设备选型与成孔工艺

刚果共和国布拉柴维尔商务中心位于平面上软土与硬岩交叉分布,竖向碎散细粒土与胶结岩体交替互层的非均匀分布复杂地基上,结构基桩穿越其间,而现场设备能力受限。采用改进反循环成孔工艺,可满足土岩互层地基中桩基成孔进度与质量要求,即基桩成孔设备选用大功率反循环钻机,穿过一般土层时采用加强型钻头,穿过硬质岩体时采用牙轮钻头。

石油钻机自动化技术的问题及发展建议

分析了我国石油钻机在绞车与盘刹耦合控制、旋转系统软转矩控制、司钻房人性化设计等方面存在的问题。通过与国外先进钻机的相关性能特点进行对比,找出了我国石油钻机自动化技术与国外钻机的主要差距,对国内钻井装备在管柱自动输送及排放、集成控制等方面亟待升级的技术进行了阐述,并对研究的具体工作提出了几点建议。

弱风化硬岩中大口径旋挖钻机钻进新工艺实例分析

对旋挖钻机在硬岩(如弱风化砂岩、灰岩)地层中进行大口径钻进的方法进行了研究。设计了筒式和螺旋式两种截齿钻头,创新并应用了以截齿钻头为主的多钻头组合工艺方法。工程实践证明,这些方法成功地解决了上述条件下弱风化硬岩中大口径钻进的难题。

我国钻机技术进步与“十一五”发展的思考

在总结我国石油钻机技术现状,肯定“十五”期间我国石油钻机发展所取得成绩的同时,分析了我国钻机技术与国外存在的差距。预测了我国钻机技术的发展趋势,提出了“十一五”期间的发展思考。指出我国钻机制造业发展必须依靠技术进步,在当前市场条件下,实现钻机制造业大国向强国的转变,必须寻求关键技术突破,加强钻机技术的集成,开发足够引导消费的新产品,以全面增强参与国际高端钻井装备市场的竞争能力。

大粒径卵砾石层旋挖钻机液压系统工况分析

旋挖钻机在普通地层施工和研究都达到了一定的水平,但是施工单位对大粒径卵砾石地层的掘进研究非常欠缺。通过对大粒径卵砾石地层的特性和负载敏感型旋挖钻机工作时钻头扭矩进行分析,并建立仿真模型,在实验室内研究大粒径卵砾石层的钻进施工方法,为相关地层的施工提供理论参考,有效减少旋挖钻机施工事故。

长螺旋钻水下成桩工艺及设备

长螺旋钻水下成桩工艺及其相关设备 ,解决了软土地基和地下水位高的地基使用长螺旋钻成孔的难题。为防止孔壁坍塌 ,引入泥浆护壁工艺 ;地面泥浆作业系统可使泥浆回收、分离循环使用 ,避免环境污染 。

珠海洪鹤大桥主桥施工关键创新技术

珠海洪鹤大桥主桥由磨刀门水道主航道桥和洪湾水道主航道桥2座斜拉桥串联而成,2座主航道桥均为主跨500 m的双塔双索面结合梁斜拉桥。该桥水中主墩均采用2.8 m钻孔灌注桩群桩基础,主梁采用钢-混结合梁结构。针对钻孔深度深、基岩倾角大且强度高等施工难点,采用了“旋挖钻+回旋钻”的组合成孔技术,充分发挥2种钻机在不同地层的钻进性能优势,具有快速、优质、节能、环保等特点;针对超深多层串珠式溶洞成孔慢的难题,优化成孔钻头的结构形式,并利用反循环冲击钻成孔技术,不仅提高了溶洞成孔工效及成孔质量,而且有效避免了出现卡钻、偏孔等事故;针对主墩临近航道或位于浅滩区,大型船舶无法直接施工的难题,主墩墩顶区钢梁架设采用了无支架法快速架设技术,具有安全风险低、成本投入少等优点。