CN108571288B - 水下跟管成孔方法 - Google Patents

水下跟管成孔方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108571288B
CN108571288B CN201810260489.4A CN201810260489A CN108571288B CN 108571288 B CN108571288 B CN 108571288B CN 201810260489 A CN201810260489 A CN 201810260489A CN 108571288 B CN108571288 B CN 108571288B
Authority
CN
China
Prior art keywords
underwater
drill
drilling
hole
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810260489.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108571288A (zh
Inventor
黄万林
刘野
李梁
师国栋
薛连甫
林文斌
涂胜
王望红
田巨夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd
Original Assignee
China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd filed Critical China Gezhouba Group No 1 Engineering Co Ltd
Priority to CN201810260489.4A priority Critical patent/CN108571288B/zh
Publication of CN108571288A publication Critical patent/CN108571288A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108571288B publication Critical patent/CN108571288B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明提供一种水下跟管成孔方法，包括以下步骤：采用高风压潜孔钻机，在水下填筑体内利用偏心钻头配合钢套管钻进；钢套管进入基岩后，高风压潜孔钻机更换为普通钻头继续钻进到设计高程，取出钻杆和普通钻头；钻孔完成后，在钢套管内安装PVC套管；将钢套管拔出；通过以上步骤实现用于水下钻爆作业的跟管成孔。本发明可以实现在水下钻爆施工中高效、准确的水下钻孔，单台CM351水下钻孔效率可达150m‑200m/班，大大缩短了大规模水下爆破作业中水下钻孔周期。钻孔角度可在45º～90º范围内任意调整，适用于绝大部分的水下倾斜爆破孔。本发明尤其适用于钻爆平台法水下大规模爆破。

Description

水下跟管成孔方法
技术领域
本发明涉及钻孔爆破施工领域，特别是一种水下跟管成孔方法。
背景技术
目前，常见的水下跟管成孔一般使用地质钻机或100B潜孔钻机进行钻孔，钻孔效率较低，一般的施工效率为5m～8m/班。钻机本身自重小，在回填石渣内钻孔时，由于介质的不均匀性，导致钻机容易移位，造成跟管断裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水下跟管成孔方法，能够精确、高效的进行水下钻孔，且可在45º～90º范围内任意调整钻孔角度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水下跟管成孔方法，包括以下步骤：
s1、采用高风压潜孔钻机，在水下填筑体内利用偏心钻头配合钢套管钻进；
s2、钢套管进入基岩后，高风压潜孔钻机更换为普通钻头继续钻进到设计高程，取出钻杆和普通钻头；
s3、钻孔完成后，在钢套管内安装PVC套管；
s4、将钢套管拔出；
通过以上步骤实现用于水下钻爆作业的跟管成孔。
优选的方案中，所述的高风压潜孔钻机设置在水下填筑体上的钻爆平台。
优选的方案中，在高风压潜孔钻机的滑轨下端固设有定心圈，定心圈设有供钢套管穿过的导向孔，钢套管与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm。
优选的方案中，所述的钢套管进入基岩的深度为1m~2m。
优选的方案中，PVC套管的深度与钢套管的深度相同。
优选的方案中，高风压潜孔钻机的钻进角度为45°~90°。
优选的方案中，高风压潜孔钻机的型号为CM351。
优选的方案中，所述的偏心钻头中，偏心钻环套接在钻头杆上，在偏心钻环上设有外圈推出槽和外圈收回槽，在钻头杆上设有内圈推出槽和内圈收回槽；
第一滚动体可滚动的安装在外圈推出槽和内圈推出槽之间，第二滚动体可滚动的安装在外圈收回槽和内圈收回槽之间。
优选的方案中，所述的外圈推出槽、内圈推出槽、外圈收回槽和内圈收回槽均为由浅到深的渐开线槽；
外圈推出槽、内圈推出槽、外圈收回槽和内圈收回槽在圆周上的位置，使钻头杆在朝一个方向旋转时，偏心钻环与钻头杆偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环与钻头杆同心。
优选的方案中，所述的偏心钻环为两个，两个偏心钻环沿轴向布置。
本发明提供的一种水下跟管成孔方法，可以实现在水下钻爆施工中高效、准确的水下钻孔，单台CM351水下钻孔效率可达150m-200m/班，大大缩短了大规模水下爆破作业中水下钻孔周期。钻孔角度可在45º～90º范围内任意调整，适用于绝大部分的水下倾斜爆破孔。本发明尤其适用于钻爆平台法水下大规模爆破，当然本发明同样适用于采用其他稳定平台的水下大规模爆破，有效的提高了水下钻孔的施工效率，解决了大规模水下爆破钻孔周期长的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明中偏心钻头钻孔的示意图。
图2为本发明中钢套管跟随钻进到基岩的示意图。
图3为本发明中更换普通钻头钻进到预设位置的示意图。
图4为本发明中取出钻头安装PVC套管的示意图。
图5为本发明中拨出钢套管的示意图。
图6为本发明中跟管成孔的示意图。
图7为本发明中偏心钻头的结构示意图。
图8为本发明中偏心钻头工作时的结构示意图。
图9为图8的A-A剖视示意图。
图中：高风压潜孔钻机1，定心圈11，普通钻头12，偏心钻头13，导正器131，偏心钻环132，中心钻头133，排屑槽134，第一滚动体135，第二滚动体1351，外圈推出槽136，内圈推出槽137，内圈收回槽138，外圈收回槽139，钻头杆130，钢套管2，水下填筑体3，原始地面线4，基岩5，PVC套管6，液压拔管机7，钻进基岩深度L。
具体实施方式
实施例1：
如图1~9中，一种水下跟管成孔方法，包括以下步骤：
s1、钻孔放样，包含开孔点、孔深、钻孔角度。采用高风压潜孔钻机1，在水下填筑体3内利用偏心钻头13配合钢套管2钻进；优选的方案中，高风压潜孔钻机1的型号为CM351。本例中的水下填筑体3为石渣体。如图1中所示。采用的偏心钻头13能够很好的克服介质的不均匀对钻进的影响。优选的方案中，高风压潜孔钻机1的钻进角度为45°~90°。在施工过程中，随时通过罗盘、线锤等控制钻孔角度。
优选的方案中，所述的高风压潜孔钻机1设置在水下填筑体3上的钻爆平台。
优选的方案中，在高风压潜孔钻机1的滑轨下端固设有定心圈11，定心圈11设有供钢套管2穿过的导向孔，钢套管2与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm。设置的定心圈11能够较好的控制钢套管2的方向。如图1、2中。
所述定心圈使用钢板制作而成，定心圈焊接在高风压潜孔钻机1的滑轨下端。
s2、如图3中，钢套管2进入基岩5后，高风压潜孔钻机1更换为普通钻头12继续钻进到设计高程，取出钻杆和普通钻头12；
优选的方案中，所述的钢套管2进入基岩5的深度为1m~2m。保证石渣体内孔的稳定，防止石渣体和基岩结合处坍塌。
s3、如图4中，钻孔完成后，取出钻杆，在钢套管2内安装PVC套管6；优选的方案中，PVC套管6的深度与钢套管2的深度相同。所述PVC套管外径较钢套管内径略小，但须大于药包外径2cm以上，以保证装药顺利。
s4、如图5中所示，用液压拔管机7将钢套管2拔出；
通过以上步骤实现用于水下钻爆作业的跟管成孔。
现有技术中，偏心钻头13通过正反转，来控制钻头的张开和收缩，由于孔下施工环境较为恶劣，经常出现卡钻、偏心钻环收不回来的问题。
优选的方如图7~9中，所述的偏心钻头13中，偏心钻环132套接在钻头杆130上，在偏心钻环132上设有外圈推出槽136和外圈收回槽139，在钻头杆130上设有内圈推出槽137和内圈收回槽138；
第一滚动体135可滚动的安装在外圈推出槽136和内圈推出槽137之间，第二滚动体1351可滚动的安装在外圈收回槽139和内圈收回槽138之间。本例中的第一滚动体135和第二滚动体1351为钢柱或钢球。
优选的方案中，所述的外圈推出槽136、内圈推出槽137、外圈收回槽139和内圈收回槽138均为由浅到深的渐开线槽；
外圈推出槽136、内圈推出槽137、外圈收回槽139和内圈收回槽138在圆周上的位置，使钻头杆130在朝一个方向旋转时，偏心钻环132与钻头杆130偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环132与钻头杆130同心。采用此结构，将现有技术中的滑动摩擦驱动偏心钻环132的张开和收缩转变为由滚动的钢柱或钢球来驱动，大幅降低了卡钻的几率。在钻进过程中，冲击器的活塞冲击导正器131，冲击器通过花键杆带动冲击器转动，当钻头杆130随之正向转动时，外圈推出槽136和内圈推出槽137内的第一滚动体135滚动到较窄的位置，内圈收回槽138和外圈收回槽139内的第二滚动体1351滚动到较宽的位置，使偏心钻环132沿径向位移，偏心钻环132张开到钢套管2的外径之外，实现扩孔操作。当钻头杆130反向转动时，外圈推出槽136和内圈推出槽137内的第一滚动体135滚动到较宽的位置，内圈收回槽138和外圈收回槽139内的第二滚动体1351滚动到较窄的位置，偏心钻环132收回与钻头杆130同轴。
优选的方案中，所述的偏心钻环132为两个，两个偏心钻环132沿轴向布置。由此结构，提高扩孔效率，从而增加钻进速度。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明中记载的技术特征，在不冲突的前提下，能够互相组合使用，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水下跟管成孔方法，其特征是包括以下步骤：
s1、采用高风压潜孔钻机（1），在水下填筑体（3）内利用偏心钻头（13）配合钢套管（2）钻进；
所述的偏心钻头（13）中，偏心钻环（132）套接在钻头杆（130）上，在偏心钻环（132）上设有外圈推出槽（136）和外圈收回槽（139），在钻头杆（130）上设有内圈推出槽（137）和内圈收回槽（138）；
第一滚动体（135）可滚动的安装在外圈推出槽（136）和内圈推出槽（137）之间，第二滚动体（1351）可滚动的安装在外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）之间；
所述的外圈推出槽（136）、内圈推出槽（137）、外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）均为由浅到深的渐开线槽；
外圈推出槽（136）、内圈推出槽（137）、外圈收回槽（139）和内圈收回槽（138）在圆周上的位置，使钻头杆（130）在朝一个方向旋转时，偏心钻环（132）与钻头杆（130）偏心，而朝另一方向旋转时，偏心钻环（132）与钻头杆（130）同心；
s2、钢套管（2）进入基岩（5）后，高风压潜孔钻机（1）更换为普通钻头（12）继续钻进到设计高程，取出钻杆和普通钻头（12）；
s3、钻孔完成后，在钢套管（2）内安装PVC套管（6）；
s4、将钢套管（2）拔出；
通过以上步骤实现用于水下钻爆作业的跟管成孔。
2.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：所述的高风压潜孔钻机（1）设置在水下填筑体（3）上的钻爆平台。
3.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：在高风压潜孔钻机（1）的滑轨下端固设有定心圈（11），定心圈（11）设有供钢套管（2）穿过的导向孔，钢套管（2）与导向孔之间的间隙为0.2~0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：所述的钢套管（2）进入基岩（5）的深度为1m~2m。
5.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：PVC套管（6）的深度与钢套管（2）的深度相同。
6.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：高风压潜孔钻机（1）的钻进角度为45°~90°。
7.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：高风压潜孔钻机（1）的型号为CM351。
8.根据权利要求1所述的一种水下跟管成孔方法，其特征是：所述的偏心钻环（132）为两个，两个偏心钻环（132）沿轴向布置。
CN201810260489.4A 2018-03-27 2018-03-27 水下跟管成孔方法 Active CN108571288B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810260489.4A CN108571288B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 水下跟管成孔方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810260489.4A CN108571288B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 水下跟管成孔方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108571288A CN108571288A (zh) 2018-09-25
CN108571288B true CN108571288B (zh) 2024-04-16

Family

ID=63574062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810260489.4A Active CN108571288B (zh) 2018-03-27 2018-03-27 水下跟管成孔方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108571288B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114278225A (zh) * 2021-12-31 2022-04-05 中交一公局集团有限公司 同心跟管钻进施工方法
CN114263165A (zh) * 2022-01-14 2022-04-01 中铁工程服务有限公司 一种岩溶段岩溶注浆的施工工艺

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718573A1 (de) * 1996-05-08 1997-11-13 Gerd Hoermansdoerfer Bohrverfahren und Bohrkopf
US6112835A (en) * 1998-07-23 2000-09-05 Sandvik Ab Drilling apparatus having a radially displaceable reamer
CN2663639Y (zh) * 2003-12-05 2004-12-15 中国地质科学院探矿工艺研究所 潜孔锤偏心跟管钻具
EP1643078A2 (en) * 2001-02-26 2006-04-05 Diedrich Drill, Inc. Sonic drill head
CN1884962A (zh) * 2006-07-04 2006-12-27 裘尧云 水下复杂地质礁岩炸礁的方法
CN101525978A (zh) * 2009-02-18 2009-09-09 陈月辉 水压自动钻孔机构
CN102943466A (zh) * 2012-11-14 2013-02-27 中铁十二局集团有限公司 微型钢管混凝土桩穿透路基层加固软弱地基施工工法
CN103114807A (zh) * 2013-01-22 2013-05-22 中交天津港湾工程研究院有限公司 潜孔钻机偏心钻进成孔方法
KR20170012881A (ko) * 2017-01-16 2017-02-03 채성동 두 종류의 DTH(Down The Hole) 햄머를 이용한 수중 암반 천공 및 장약 방법
CN206190207U (zh) * 2016-11-22 2017-05-24 广州中煤江南基础工程公司 潜孔锤偏心跟管钻进系统
CN107036495A (zh) * 2017-04-11 2017-08-11 北京国岩华北技术检测有限公司 单叶双曲面掏心扩孔岩塞爆破方法
CN206740090U (zh) * 2017-05-24 2017-12-12 中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司 一种适用于直线型隧洞轴线定位测量装置
CN206845098U (zh) * 2017-05-04 2018-01-05 中国建筑一局(集团)有限公司 一种跟管钻进的潜孔锤钻机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2353249A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-18 Maurice William Slack Pipe centralizer and method of attachment
US20110162891A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-07 Camp David M Rotating Drilling Tool

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718573A1 (de) * 1996-05-08 1997-11-13 Gerd Hoermansdoerfer Bohrverfahren und Bohrkopf
US6112835A (en) * 1998-07-23 2000-09-05 Sandvik Ab Drilling apparatus having a radially displaceable reamer
EP1643078A2 (en) * 2001-02-26 2006-04-05 Diedrich Drill, Inc. Sonic drill head
CN2663639Y (zh) * 2003-12-05 2004-12-15 中国地质科学院探矿工艺研究所 潜孔锤偏心跟管钻具
CN1884962A (zh) * 2006-07-04 2006-12-27 裘尧云 水下复杂地质礁岩炸礁的方法
CN101525978A (zh) * 2009-02-18 2009-09-09 陈月辉 水压自动钻孔机构
CN102943466A (zh) * 2012-11-14 2013-02-27 中铁十二局集团有限公司 微型钢管混凝土桩穿透路基层加固软弱地基施工工法
CN103114807A (zh) * 2013-01-22 2013-05-22 中交天津港湾工程研究院有限公司 潜孔钻机偏心钻进成孔方法
CN206190207U (zh) * 2016-11-22 2017-05-24 广州中煤江南基础工程公司 潜孔锤偏心跟管钻进系统
KR20170012881A (ko) * 2017-01-16 2017-02-03 채성동 두 종류의 DTH(Down The Hole) 햄머를 이용한 수중 암반 천공 및 장약 방법
CN107036495A (zh) * 2017-04-11 2017-08-11 北京国岩华北技术检测有限公司 单叶双曲面掏心扩孔岩塞爆破方法
CN206845098U (zh) * 2017-05-04 2018-01-05 中国建筑一局(集团)有限公司 一种跟管钻进的潜孔锤钻机
CN206740090U (zh) * 2017-05-24 2017-12-12 中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司 一种适用于直线型隧洞轴线定位测量装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
三峡工程古树岭人工碎石加工技术;兰芳;水力发电(第10期);全文 *
连杆螺栓孔振动钻削装置的研制;李爱贤;张百勤;;职大学报(第02期);全文 *
马明等.水力水电工程钻探与工程施工治理技术.中国地质大学,2009,(第1版),第34-47页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108571288A (zh) 2018-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105863512B (zh) 煤矿井下碎软煤层阶梯跟管复合定向钻进成孔装置及方法
RU2234584C1 (ru) Расширитель скважин
US20240254837A1 (en) Coiled tubing flexible drill rod ultra-short radius radial drilling string, system and method
US20180100352A1 (en) Dynamic inwardly eccentrically-placed directional drill bit type rotation guidance apparatus
CN110984859A (zh) 一种径向水平钻井及防砂完井工具及方法
CN108571288B (zh) 水下跟管成孔方法
CN110725649A (zh) 一种推靠式旋转导向工具
CN106150393B (zh) 一种可旋转钻柱式滑动钻进短节
CN108844426B (zh) 水下爆破施工方法
CN105888549B (zh) 一种千米深l型地面预注浆钻孔用钻具组合及钻孔工艺
CN104763324A (zh) 一种取芯式入岩的大直径成孔施工设备及其施工方法
US20220042387A1 (en) Casing-protective horizontal directional drilling coaxial coring device for geological investigation
CN103527083A (zh) 旋转导向钻井工具
CN106499340A (zh) 一种液力脉冲发生装置及其操作方法
CN109057707A (zh) 一种仿生地鼠智能掘进系统
CN104775757A (zh) 静态指向式旋转导向钻井工具
CN106639876B (zh) 辐射孔导向钻进设备及工艺
CN114961548A (zh) 煤矿井下旋转指向式气液两用导向钻具及钻进方法
CN204326964U (zh) 煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置
CN103541662A (zh) 一种新型全孔反循环潜孔锤钻头
CN102635311B (zh) 一种径向水平井钻井用定向装置
CN204511291U (zh) 一种取芯式入岩的大直径成孔施工设备
CN108561081B (zh) 涡轮凸轮式井下扶正器
CN116025274A (zh) 锚索的打孔装置及其打孔方法
CN114575854A (zh) 顶升式反井钻机及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant