鉆探工程實習報告

1、.中國地質(zhì)大學 雷明佳第1章 實習準備21.1 實習目的與意義2第2章 實習具體內(nèi)容32.1第一次實習內(nèi)容32.1.1鉆機簡介32.1.2 鉆機操作32.1.3 松放卡盤和鉆桿進給42.1.4 分組完成裝鉆桿，下鉆桿，提升鉆桿，卸鉆桿的操作52.2第二次實習內(nèi)容62.2.1 旋挖鉆機簡介62.2.2 沖擊式鉆機82.2.3 三重管旋噴鉆機102.2.4 鉆井液11第3章 實習總結(jié)13；13第1章 實習準備1.1 實習目的與意義機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)作為中國地質(zhì)大學（武漢）機類專業(yè)唯一一個專業(yè)編號延續(xù)不變的專業(yè)，前身專業(yè)名稱是勘探機械，為了培養(yǎng)綜合性人才，改成大類專業(yè)。但是必須延續(xù)和發(fā)揚學校

2、特色和專業(yè)特色，特別是在工程機械學習中注重加強鉆機方面的學習。工程機械設(shè)計為我們提供了一門非常好的課程，使我們在大類專業(yè)學習的基礎(chǔ)上，有了自己的優(yōu)勢和特色。當然，工程類機械只學習理論知識是不夠的，高等學校，不僅重視對學生的理論知識的教育，更要重視學生各方面素質(zhì)和實踐能力的培養(yǎng)，因此，必須加強實踐性教學環(huán)節(jié)。工程機械施工技術(shù)教學實習是安排在課程之后的實踐性教學環(huán)節(jié)，目的是讓學生在學習課程之后，對巖土工程機械有一個全面、深刻的感性認識；初步掌握工程機械的使用環(huán)境、應用條件、施工方法、施工工藝、施工隊伍的組織和管理等方面的基本知識；培養(yǎng)學生的實際工作能力；使學生掌握課堂上不易講授的教學內(nèi)容；為后續(xù)課

3、程的學習、畢業(yè)設(shè)計和以后的工作打下一定的基礎(chǔ)；同時是對所學課程工程機械設(shè)計理論知識的學以致用，使我們對專業(yè)知識掌握更加扎實。選擇幾個不同類型的工程機械施工工地，組織學生到現(xiàn)場參觀，請施工單位的技術(shù)人員或帶隊教師講解。讓學生了解不同類型的工程機械及其施工方法和工藝。第2章 實習具體內(nèi)容2.1第一次實習內(nèi)容2.1.1鉆機簡介XY-4型鉆機是指鉆進深度為1000m的機械傳動液壓操作式巖心鉆機。其主要用途是地表及坑道對固體礦床的金剛石、硬質(zhì)合金鉆探。亦使用于工程地質(zhì)勘探，淺層石油、天然氣及地下水鉆探，并可用于堤壩注漿和坑道通風、排水等工程鉆探。特點：立軸轉(zhuǎn)速高，最高轉(zhuǎn)速達1588r/min。調(diào)速范圍大

4、，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比為11.76。有正轉(zhuǎn)8級，反轉(zhuǎn)2級；鉆機重量輕，可拆性好，便于搬遷；卷揚機提升能力大，單繩一速時提升能力為33000N；操縱手柄集中，靈活可靠；動力機可配電動機或柴油機。主要技術(shù)性能：鉆進深度 42mm 1000m/50mm 700m；鉆孔傾角 360°；鉆機重量 15t；鉆機外形尺寸 2640×1100×1750mm ；最大部件重量 218kgXY-4型鉆機組成：（1） 動力機：柴油機 電動機 （2）鉆機本體：離合器、變速箱、分動箱、回轉(zhuǎn)器、卷揚機、液壓操縱系統(tǒng) 、前后機架機座（3）連接機構(gòu)：花鍵、彈性聯(lián)軸節(jié)、萬向軸2.1.2 鉆機操作（

5、一） 鉆機的前進和后退（1)當將閥手柄扳到鉆機"后退"位置"1"位，閥快速增壓，則P1與A1相通，B1與O1相通，鉆機后退。待后退快到指定位置時，先松開壓力閥，然后松開將手柄復位，鉆機停止移動；(2)將換向閥的手柄扳到"前進"位置"2"位，閥增壓，則P1與B1相通，A1與O1相通，鉆機前進。待前進快到指定位置時，先松開壓力閥，然后將手柄復位，鉆機停止前進；（二） 操作卷揚機（1）將左側(cè)手柄提升至垂直位置，鉆桿靠重力作用下降，當鉆桿下降到快接近指定位置時，下壓左側(cè)手柄制動。在下降過程中，可以控制左側(cè)手柄提升的角度大小

6、來控制鉆桿的下降的快慢；（2）將左側(cè)手柄提升至垂直位置，右側(cè)手柄下壓，在交換過程中動作要迅速，這是允許鉆桿上升，當上升到指定位置前的的一段距離是，交換手柄位置，使其制動。2.1.3 松放卡盤和鉆桿進給第一次進給 當換向閥置于"1"位，閥快速增壓，則P2與A2相通，碟簧壓縮，卡盤松開鉆桿；當閥置于"0"位，卡盤液壓缸處于液壓鎖緊狀態(tài)，保持松開。上提卷揚手柄，使鉆桿在重力作用下下降，下拉鉆桿使其停止下降，這時要求鉆桿離孔口1020厘米。換向閥置于"2"位，卡盤10液壓缸經(jīng)25、A2、O2、22至油箱卸荷，卡盤夾緊鉆桿。將換向閥手柄扳到&q

7、uot;下降"位置"1"，則P3與A3相通，B3與O3相通，立軸下降。第二次進給 當換向閥置于"1"位，閥快速增壓，則P2與A2相通，碟簧壓縮，卡盤松開鉆桿；當閥置于"0"位，卡盤液壓缸處于液壓鎖緊狀態(tài)，保持松開。 將換向閥的手柄扳到"立軸上升"位置"2"時，此時P3與B3相通，A3與O3相通，立軸上升；換向閥置于"2"位，卡盤10液壓缸經(jīng)25、A2、O2、22至油箱卸荷，卡盤夾緊鉆桿將換向閥手柄扳到"下降"位置"1"，則P3

8、與A3相通，B3與O3相通，立軸下降；2.1.4 分組完成裝鉆桿，下鉆桿，提升鉆桿，卸鉆桿的操作任務要求：5人一小組，完成裝鉆桿，下鉆桿，提升鉆桿，卸鉆桿的操作。2人負責抬鉆桿，2人負責鉆桿的裝卸和固定，1人負責操作鉆機。提升鉆桿利用卷揚機構(gòu)控制提引器下降連接鉆桿和提引器，連接好后旋轉(zhuǎn)提引器，使厚邊鐵環(huán)受力提升鉆桿下鉆桿使鉆桿和孔口對齊控制卷揚，下鉆桿在下降過程中，用手控制鉆桿和孔口不接觸三，連接鉆桿用墊鐵在孔口卡住鉆桿，松開提引器用提引器連接下一根鉆桿，提升和第一根鉆桿連接，用扳手扭緊下降鉆桿提升鉆桿一小段距離，取下墊鐵下降鉆桿當下降到第二根鉆桿的末端快到孔口是，控制速度，用墊鐵將其卡在孔口

9、將提引器松開五、卸鉆桿1、控制卷揚是鉆桿上升，高出孔口后停止2、緩慢下放鉆桿，用墊鐵將其卡在孔口3、用扳手將連接處弄松，然后卸下鉆桿六、連接提引器1、提升鉆桿，將鉆桿從提引器上取下來，在取下鉆桿之前，旋轉(zhuǎn)鉆桿，使提引器的的厚邊受力，然后去下鉆桿2、將提引器和卡在孔口的鉆桿連接七、提升鉆桿1、提升鉆桿一小段時間，將墊鐵取下后，繼續(xù)提升鉆桿至下一根鉆桿出孔口將墊鐵卡在孔口并下放鉆桿2、在這個過程中，我負責鉆桿的裝卸，由于是第一次操作，所以有些生疏，鉆桿與提引器的連接不是很順暢，在老師的指導下，順利完成了鉆桿的裝卸。2.2第二次實習內(nèi)容2.2.1 旋挖鉆機簡介 旋挖鉆機是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作

10、業(yè)的施工機械。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應用，旋挖鉆機的額定功率一般為125450kW，動力輸出扭矩為120400kN·m，最大成孔直徑可達1.54m，最大成孔深度為6090m，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。工作原理 由全液壓的動力頭產(chǎn)生扭矩，并由安裝在鉆架上的液壓油缸提供鉆壓力，這兩部分通過伸縮式鉆桿傳遞至鉆頭，鉆下的鉆渣充入底部設(shè)有活絡(luò)擋板的鉆斗，由主卷揚提拔出孔外。施工步驟 旋挖鉆機就位埋設(shè)護筒鉆頭輕著地后旋轉(zhuǎn)開鉆。當鉆頭內(nèi)裝滿土砂料時提升出孔外旋挖鉆機旋回，將其內(nèi)的土砂料傾倒在土方車或地上關(guān)上鉆頭活門，旋挖

11、鉆機旋回到原位，鎖上鉆機旋轉(zhuǎn)體放下鉆頭鉆孔完成，清孔并測定深度放入鋼筋籠和導管進行混凝土灌注拔出護筒并清理樁頭沉淤回填，成樁。質(zhì)量控制樁位放樣 在進行場地整平后，組織有資格的測量放樣人員將所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量復核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案。（2）埋設(shè)護筒用拉線法檢查樁位偏差，應滿足規(guī)范要求。（3）成孔 采用鉆頭鉆進，根據(jù)不同層次的土質(zhì)結(jié)構(gòu)選擇不同的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和進尺進行控制。在砂層鉆進和進入強風化層后，因土層太硬會引起鉆錐跳動及偏斜、加大鉆桿擺動，故應選擇低檔慢速，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速參數(shù)取值 1340v/ min,成孔深度按設(shè)計要求進行控制。（4）鋼筋籠制安 旋挖機挖土清渣達到設(shè)計要求后，開始下

12、放鋼筋籠，其制安必須嚴格按照設(shè)計圖紙進行，主筋、箍筋應焊接均勻，搭接長度及焊縫應符合規(guī)范要求，安裝時應安裝護塊，以確保周正及保護層厚度，鋼筋籠的制作偏差應符合設(shè)計及規(guī)范要求。（5）混凝土澆筑在導管接駁完畢后，將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置，導管底端到孔底距離控制在 0.4m左右，以便能順利排出混凝土隔水栓。開始灌注前儲料斗內(nèi)儲備的混凝土量應不少于 1.0m3,以便在混凝土隔水栓被擠出導管后能將導管底端一次性埋入水下混凝土中 0.8m 以上，適時提升或拆卸導管，確保導管底端埋入混凝土面以下 14m,灌注應連續(xù)進行。一旦發(fā)生機具故障或停電停水及導管堵塞或進水等事故時，應采取有效措施進行處理，

13、以便盡快恢復灌注混凝土，同時做好記錄。注意問題 土層中成孔與鋼護筒安設(shè)的垂直度對樁體垂直度影響巨大； 定位用的混凝土護筒與鋼護筒合理配套使用，能有效縮短鉆機定位時間，提高施工效率； 軟巖及土層中使用旋挖斗一次成孔；硬巖中先用螺旋鉆頭成小孔，然后用旋挖斗進行擴挖成孔。旋挖鉆機用于地鐵工程鉆孔樁施工優(yōu)勢明顯，適用性強； 自動化程度高，勞動強度低； 鉆進效率高； 成樁質(zhì)量好； 環(huán)境污染小。能顯著地提高工程施工效率和工程質(zhì)量。在合理選取施工方法與施工工藝時，能最大限度地節(jié)省物力，財力，人力等資源。對企業(yè)效益和社會安全具有雙贏意義。2.2.2 沖擊式鉆機 沖擊式鉆機是指靠鉆具的垂直往復運動沖擊破碎地層鑿

14、井的水井鉆機。按其結(jié)構(gòu)形式不同,有鋼絲繩沖擊式鉆機和潛孔振動沖抓錐。 鋼繩沖擊式鉆機 由機架、沖擊機構(gòu)、工具卷筒、桅桿、鉆具等組成。工作時,由電動機經(jīng)膠帶驅(qū)動主軸,通過由沖擊齒輪、曲柄連桿及沖擊梁組成的沖擊機構(gòu)帶動沖擊梁往復擺動,牽引鋼絲繩使鉆頭作上下運動。 沖抓錐是一種簡單的沖擊式鉆機，利用鉆具本身的重量沖擊地層。鉆具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣，當鉆具在自身重量作用下向下運動時,抓瓣張開,各抓瓣尖端在直徑約1米的圓周上切入巖層,然后由卷揚機通過鋼絲繩提升鉆具，抓瓣在閉合過程中將巖屑抓入尖錐體內(nèi)，提出井口后再張開抓瓣卸出巖屑。沖抓錐的鉆井深度通常為4050米，最深可達100150米。沖擊

15、式鉆機成孔優(yōu)點(1) 用沖擊式方法破碎巖土(卵礫石和堅硬基巖)，耗能功率小，破碎效果好，并通過鉆頭沖擠作用起到堅固護壁的作用。 (2) 對含有較大卵礫石、漂礫石層，采用沖擊式鉆機施工成孔的功效高。 (3) 設(shè)備簡單，操作移動方便，由于是機械帶動，故障小。 沖擊式鉆機成孔缺點 (1) 沖擊鉆頭，通過鋼絲繩的牽引提降，所以大部分時間均花費在提、放鉆頭和掏渣上，鉆進效率低。 (2) 如掌控不嚴，容易出現(xiàn)成孔失圓，成孔傾斜(欠垂直)的情況。 (3) 與普通反循環(huán)鉆機相比，沖擊式鉆機在

16、孔徑、孔深方面均不及反循環(huán)鉆機，尤其在土質(zhì)地層情況下。2.2.3 三重管旋噴鉆機 旋噴鉆機是一種用來輸送漿液、壓縮空氣和清水等介質(zhì)，在高壓的工作條件下，能保證持續(xù)的動密性和靜密性的一種鉆進工具。主要由鉆桿、分流器、鉆頭、防松器、防松裝置、墊叉和變徑接頭組成。根據(jù)成孔和使用方法的不同，分為單重旋噴、二重旋噴和三重旋噴。施工原理三管法旋噴是一種水、氣噴射、漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用三層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射，并切割地基土體，借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同時，另一個噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中，使水泥漿與土混合達到加固目的，其加固直徑可達800200

17、0mm。同時，鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐徐提升，使土體與水泥漿充分攪拌混合，膠結(jié)硬化后即在地基中形成直徑比較均勻、具有一定強度的樁體，從而使底層得到加固。采用三管法旋噴，應先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣；噴射時先應達到預定的噴射壓力、噴漿量后，再逐漸提升注漿管，注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm；當達到設(shè)計樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時，應立即停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。三重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時噴射，除可延長噴射距離、增大切削能力外，也可促進廢土的排除，減輕加固體單位體積的重量。施工工藝（1）震動沉樁機就位，放樁靴，立套管，安振動錘（2）套管沉入設(shè)

18、計深度（3）拔起一段套管，卸上段套管，使下段露出地面（4）套管中插入三重管，邊旋、邊噴、邊提升（5）自動提升旋噴管（6）拔出旋噴管與套管，下部形成圓柱噴射樁加固體。2.2.4 鉆井液鉆井液是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。主要作用（1）懸浮 沿鉆桿向下或從鉆孔中向上流動的鉆井液有時會停止運動。出現(xiàn)這種情況只能有兩種

19、原因：一是出現(xiàn)了故障，二是在更換鉆頭時將鉆桿提出了鉆孔。鉆探停止時，懸浮在鉆井液中的鉆屑就會沉入鉆孔的底部，將鉆孔堵塞。鉆井液被設(shè)計為具有一種非常有趣的特性，而該特性可以解決這一問題。鉆井液的稠度（或粘度）隨鉆井液流速降低而增加。鉆井液停止流動后，就會形成一種粘稠的凝膠體，這種凝膠體可使巖石鉆屑懸浮在其中，從而防止它們沉入鉆孔底部。而當鉆井液又開始流動后，它就會越變越稀薄，恢復到其以前稀薄的液體形態(tài)。（2）壓力控制 許多人都看到過石油從鉆井臺中噴入高空，石油工人為之而歡呼雀躍的情景。實際上，這類井噴罕有發(fā)生，也并不值得慶祝，因為鉆探的目標是以控制流量的方式來開采石油。泥漿被設(shè)計為可以抵消巖層中

20、流體的自然壓力，從而防止發(fā)生此類事故。壓力間必須達到適當?shù)钠胶?，即鉆井液對鉆孔壁的壓力應足以抵消巖層和石油或天然氣施加的壓力，但這種壓力又不能太大，否則會對油井造成破壞。如果鉆井液的重量太大，可能會使巖石破裂，鉆井液也會因此而流失入地下。液體的壓力隨其濃度的變化而變化。在鉆井液中添加增重劑可以提高其濃度，進而增大它對鉆孔壁的壓力?？烧{(diào)整液體的濃度以滿足鉆井中的環(huán)境要求。（3）巖層穩(wěn)定 鉆井過程分為兩個階段：第一階段是鉆穿不含石油的巖層，目標是盡快鉆穿不含油巖層，到達含油巖層，即儲集層。此時的重點是要保持鉆孔中裸露巖層的穩(wěn)定，同時還要避免鉆井液流失。而如果保持鉆井液壓力高于巖層孔隙流體壓力，鉆井液就會出現(xiàn)向巖層的透水巖石中滲入的自然趨勢。在鉆井液中加入特殊的添加劑，就能防止發(fā)生這種情況。 鉆井液可能會以其它方式與周圍的巖石相互作用。例如，如果巖石含鹽量很高，水就會溶解其中的鹽分，從而使鉆孔壁變得不穩(wěn)定。在這種情況下，使用油基鉆井液效果會更好。粘土含量高的巖層也容易被水沖刷掉。對這類巖層需使用抑止性的鉆井液，以保持井眼穩(wěn)定并防止井眼擴大或被沖蝕。隨著鉆探不斷深入