反井鉆機在調壓井施工過程中偏斜控制

王小偉

【摘要】筆者依據實際工作經驗及相關文獻資料的記載，詳細分析反井鉆機在調壓井施工環節當中的應用，并提出調壓井施工流程當中發生幾率比較高的偏斜問題，并在此基礎上提出一些偏斜控制措施，希望可以在日后相關工作人員對這個問題進行分析的時候，起到一定借鑒性作用，最終在我國社會經濟發展進程向前推進的過程中在，做出一定貢獻。

【關鍵詞】反井鉆機；調壓井；施工；偏斜；控制

1、反井鉆機的運輸及安裝

在調壓井穹頂開挖支護工作完成之后，應用預先設置好的索道以及臨時性道路，將反井鉆機運輸到調壓井位置上，應用反井鉆機開挖先導井施工工作，而后再應用手風鉆人工鉆爆擴挖到設計斷面上，反井鉆機的型號是LM——140型，導孔的直徑是216mm、擴孔直徑是1400mm，鉆孔深度是170mm、總功率是70kw。

反井鉆機的運輸。反井鉆機通過已經架設好的索道開展運輸工作。依據索道的最大運行重量限制，需要將反井鉆機拆卸之后再開展運輸工作。反井鉆機一般情況下可以分為四個部分，分別是鉆機車、泵車以及油箱車等零部件。各個零部件需要裝載到索道料斗車之后再開展運輸工作；鉆具和油箱可以直接使用索道吊鉤開展吊運工作；拆卸之后的鉆機車、泵車可以通過已經修建好的臨時性施工道路進行運輸，通過簡易車運輸到調壓井頂部位置上，再將反鏟當成一種吊運設備，在人工配合的情況之下完成組裝工作。

反井鉆機拆卸運輸工作進行的過程當中，應當滿足下文中所說的這些要求。

在利用反井鉆機開展施工工作之前，操作人員首先應當詳細地對各種類型設備的完整性進行檢查，對機械運轉效率做出一定保證，與此同時也可以對施工質量做出一定保證。為了可以讓設備的緊密性得到保證，首先應當將主機變速箱和運輸車使用鋼絲繩固定起來。將施工位置、安裝順序以及運輸路線作為依據，確定主機在地面運輸路線上的前后位置以及其他設備車輛的順序之后，才可以正式開始運輸工作。

其次，在高強度運輸任務過程當中，為了可以對運輸效果做出保證，操作人員可以先將設備相互連接在一起，以便于可以保證鉆機在運輸的過程當中不發生任何碰撞，不會發生鉆機零部件損壞問題。在上下山運輸之前，一定需要安排人員對上下車的設備進行檢查，并在確認符合要求之后才可以開展運輸工作。

反井鉆機的安裝。在將反井鉆機運輸到施工現場當中之后，依據施工設計圖紙當中的順序進行排列，而后再依據鉆孔中心將鉆機位置找尋出來，以便于可以保證鉆機豎起來之后的旋轉中心可以和鉆孔中心重合在一起，再將卡軌器擰緊之后，就可以依據下文中所說的這些步驟開展安裝工作，在油箱當中注入規定數量的液壓油，安裝動力電源，安裝斜拉桿等。

本次調壓井施工環節當中應用到的反井鉆機的型號是LM——140型號，是由鉆機車、操作車、泵車以及鉆具四個部分構成的，并配備輔助設備洗井泵一臺。

反井鉆機的冷卻循環系統是由，洗井泵、水池以及水溝構成。在本工程項目施工環節當中，預先會在通氣洞外進口平臺位置上設置一個5m3的水池，在水池中間設置一堵墻，將水池劃分為清水池和沉淀池，鉆機混凝土基礎和水池之間由水溝相互連接在一起，在導孔施工環節當中出現的回水、細砂都會沿著水溝回流到沉淀池當中。洗井泵需要放置在鉆機車和水池之間。

鉆機基礎應用到的是C25混凝土，在基礎強度滿足安裝要求之后才可以開展反井鉆機安裝以及導孔掘進工作。

試運行。反井鉆機安裝及調試工作完成之后，應當全面地對各個零部件的精準性進行檢驗，而后才可以將泵打開，開泵之后首先應當對泵的壓力表進行觀察，如果壓力超過限定范圍的話，那么就應當使用停泵措施，等到壓力正常之后再啟動，如果壓力比較正常，就可以反復的多油缸和液壓馬達操作，等到沒有任何誤差之后，再安裝鉆頭和鉆桿并開展開孔工作。

2、反井鉆機施工環節當中發生偏斜問題的原因

2.1鉆桿軸向載荷引發的偏斜問題

在垂直導向孔鉆孔開孔的過程當中，鉆桿并不會發生彎曲問題，從而也就不會因為鉆壓引發鉆頭偏轉問題，在鉆進深度逐步提升的基礎上，鉆壓也會逐漸增大，鉆桿自然也會逐漸發生彎曲問題，彎曲的鉆桿上帶有的非垂直載荷會讓鉆進方向發生一定變化，在此基礎上自然會讓鉆具的下方偏離鉆孔的既定路線。

作用在斜孔之上的鉆具載荷可以劃分為垂直分力和水平分力，垂直分力會讓鉆頭沿著傾斜方向向下鉆進；水平分力會讓鉆頭沿著傾斜方向向上鉆進。因為鉆頭的直徑是要比導孔的直徑小一些，在斜孔當中，鉆桿的重量會讓鉆桿朝向導孔低側方向下落。在為鉆桿施加軸向載荷的過程當中，作用在鉆桿上的推進力會讓鉆桿發生一定彎曲問題，彎曲的鉆桿會沿著下落的方向移動，而穩定器可以發揮出來一定支撐性作用，在此基礎上產生的結果是讓鉆頭向上方進行鉆進。

2.2巖層對鉆頭的反作用引發的偏斜問題

在無層理、節理或者斷層的堅硬并且質地均勻的巖層當中鉆鑿導孔的過程當中，基本上不會因為巖層反作用力引發導孔偏斜問題，即便是引發偏斜問題，產生的偏斜量也比較小。鉆頭的鉆進方向和鉆頭質地以及硬度發生變化與巖石表面相遇的角度有一定相互關系，假如角度比較小，因為鉆頭受到的巖石表面對鉆頭的水平分力比較大，因此會讓鉆桿朝向受力比較大的方向彎曲，所以鉆孔發生的偏斜問題將逐步趨向于和發生變化的巖石平面垂直的方向鉆進。

3、解決偏斜問題的措施

科學合理的在各種類型導孔鉆頭當中進行選擇，一般情況軟巖鉆進工作進行的過程當中，選擇的鉆頭是夾角比較小的長楔齒或者碳化鎢一字型鑲齒。硬巖鉆進工作進行的過程當中，應用到的一般情況下是短楔齒。除去上文中所說的問題之外，一般情況下軟巖鉆頭的楔齒或者鑲齒間距要比硬巖鉆頭的楔齒或者鑲齒間距大一些。在理想狀態之下，反井鉆機施工環節當中應用的鉆頭應當具備硬巖鉆頭的大多數特性，以便于可以對鉆進工作的穩定性及安全性做出一定保證。

鉆頭科學合理的施工轉速。在導向孔鉆進工作進行的過程當中，保持穩定鉆進速度的情況之下，就可以讓偏斜問題發生幾率得到有效地控制轉速往往選擇的是鉆頭制造商規定的推薦數值，與此同時依據實驗結果對鉆壓和轉速進行優化調整。但是在鉆壓和轉速選擇工作進行的過程當中，應當切實注意到的問題是，在鉆壓提升的背景之下，轉速一般情況下都應當減小，反而言之，在鉆壓減小的情況之下轉速應當逐步提升。依據上文中的敘述可以得知的是，在反井鉆機實際應用的過程當中，應當科學合理的在各項參數當中進行選擇，以便于可以對鉆進工作的效率及精準性做出一定保證。

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