CN110219594A - 预埋钻具斜孔定向开孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预埋钻具斜孔定向开孔的方法，涉及钻探领域。它包括以下步骤：步骤1：确定斜孔位置和方位；步骤2：开挖钻机基座基槽；步骤3：钻机基座基槽浇筑待凝小时后安装钻机；步骤4：将开孔钻具连接到主动钻杆上；卸掉开孔钻具，在斜孔孔口位置开挖钻具基座基槽；步骤5：将钻机移动到斜孔位置，装上开孔钻具并拧紧；下降主动钻杆，将开孔钻具放至钻具基座基槽内，然后将主动钻杆下卡盘拧紧；步骤6：用一层隔离膜将开孔钻具包裹住；步骤7：将混凝土浇筑在钻具基座基槽内；步骤8：混凝土终凝24小时后开孔钻进。本发明采取直接预埋钻具的方式，克服了预埋导向管容易造成倾角和方位发生偏斜的缺点，保证了斜孔开孔阶段的成孔质量。
Description
技术领域
本发明涉及钻探领域，更具体地说它是一种预埋钻具斜孔定向开孔的方法。
背景技术
在水利水电工程、建筑、地质监测、科学钻探等领域中，对倾斜钻孔的钻孔轨迹控制是保证斜孔成孔质量(具体包括开孔、钻孔及完孔三个阶段)至关重要的手段。通过多年的斜孔钻探实践，斜孔开孔环节是保证斜孔成功的关键，以往斜孔开孔一般采用预埋孔口管的方式。预埋管的方位、倾角也是严格按照设计角度，钻探技术参数亦严格控制，符合规程规范要求，但往往成孔效果不太理想，甚至半途而废。分析原因主要如下：
1)预埋管的轴线很难与钻孔设计轴线、钻机立轴轴线保持在一条直线上，实际上斜孔开孔后轴线就开始偏向了，钻孔弯曲度过大后，钻孔阻力急剧增大，钻孔事故增多，甚至造成钻孔报废；
2)预埋管与开孔钻具之间至少有3mm以上的间隙，在重力、钻孔加压等作用下，钻具不可能在预埋管中居中，不可避免造成开孔即偏斜。如果钻探参数使用过大，加剧偏斜，容易引发钻孔事故甚至废孔；
总而言之，预埋管在斜孔钻进时起不到真正定向作用。
因此，研发一种预埋钻具斜孔定向开孔的方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种预埋钻具斜孔定向开孔的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤1：确定斜孔位置和方位，在斜孔开孔孔位及延长线方向共布设三个观测点位，便于工人在钻机安装调试过程中测量与操作；
步骤2：开挖钻机基座基槽，钻机基座基槽轴线与斜孔轴线在水平面的投影保持垂直，钻机基座基槽开挖完成经测量检查无误后，在钻机基座基槽浇筑混凝土，同时预埋地脚螺栓；
步骤3：钻机基座基槽浇筑待凝小时后安装钻机，通过调整回转器角度调整斜孔倾角，适当松开回转器锁紧螺母调整主动钻杆的倾斜度，主动钻杆的倾斜度即钻孔倾斜度；
步骤4：将开孔钻具连接到主动钻杆上，找准并标记斜孔开孔的具体位置；卸掉开孔钻具，向后移开钻机，在斜孔孔口位置开挖钻具基座基槽；
步骤5：钻具基座基槽开挖完成后，将钻机移动到斜孔位置，装上开孔钻具并拧紧；下降主动钻杆，将开孔钻具放至钻具基座基槽内，然后将主动钻杆下卡盘拧紧，测量校正开孔钻具方位及倾斜度；
步骤6：用一层隔离膜将开孔钻具包裹住；
步骤7：将混凝土浇筑在钻具基座基槽内，混凝土浇筑过程中，避免对开孔钻具产生撞击；
步骤8：混凝土终凝24小时后开孔钻进。
在上述技术方案中，步骤2中，浇筑混凝土前按照钻机机架底座和地脚螺栓孔位尺寸制作木板，并将制作好的地脚螺栓安装固定在木板上，整体放入钻机基座基槽浇筑，钻机基座基槽的平整度在浇筑过程中采用水平尺测量控制。
在上述技术方案中，步骤4中，所述钻具基座基槽深度不小于80cm，长度和宽度不小于60cm。
在上述技术方案中，步骤6中，所述隔离膜材质选自纸质、布质和塑料质。
在上述技术方案中，步骤7中，在浇筑混凝土前加入钢筋笼，钢筋直径20-25mm，间距18-22cm；混凝土中加入速凝剂。
在上述技术方案中，所述开孔钻具包括钻头和换径接头，开孔钻具通过换径接头与主动钻杆连接。
本发明采取直接预埋钻具的方式，克服了预埋导向管容易造成倾角和方位发生偏斜的缺点，保证了斜孔开孔阶段的成孔质量。
附图说明
图1为现有预埋孔口管方式的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
其中，1-主动钻杆，2-隔离膜，3-钻机基座基槽，4-开孔钻具，41-钻具基座基槽，42-钻头，43-换径接头，5-钻机，6-地脚螺栓，7-木板，8-地层，9-预埋孔口管。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定斜孔位置和方位：
根据地质人员的要求确定斜孔位置后，初步平整钻厂，采用全站仪测放斜孔方位，并在斜孔开孔孔位及延长线方向共布设三个观测点位，便于工人在钻机5安装调试过程中测量与操作；
步骤2，开挖钻机基座基槽、浇筑混凝土：
开挖钻机基座基槽3，钻机基座基槽3轴线与斜孔轴线在水平面的投影保持垂直，钻机基座基槽3开挖完成经测量检查无误后，在钻机基座基槽3浇筑混凝土，同时预埋地脚螺栓6；
步骤3，安装并调整钻机：
钻机基座基槽3浇筑待凝24小时后安装钻机5，通过调整回转器11角度调整斜孔倾角，适当松开回转器11锁紧螺母调整主动钻杆1的倾斜度，主动钻杆1的倾斜度即钻孔倾斜度(顶角＝90°-倾角)；
步骤4，找准开孔位置，开挖预埋钻具基座基槽：
将开孔钻具4连接到主动钻杆1上，找准并标记斜孔开孔的具体位置；卸掉开孔钻具4，向后移开钻机，在斜孔孔口位置开挖钻具基座基槽41；
步骤5，安置并校正开孔钻具：
钻具基座基槽41开挖完成后，将钻机5移动到斜孔位置，装上开孔钻具4并拧紧；下降主动钻杆1，将开孔钻具4放至钻具基座基槽41内，然后将主动钻杆1下卡盘拧紧，测量校正开孔钻具41方位及倾斜度；
步骤6，隔离膜包裹钻具：
用一层隔离膜2将开孔钻具41包裹住，隔离膜2通过胶带、胶水、绳带等方式固定在开孔钻具4上；
步骤7，浇筑混凝土：
将混凝土浇筑在钻具基座基槽41内，混凝土浇筑过程中，避免对开孔钻具41产生撞击；
步骤八，开孔钻进：
混凝土终凝24小时后开孔钻进。
步骤2中，为保证所述地脚螺栓7位置的准确性，浇筑混凝土前按照钻机5机架底座和地脚螺栓7孔位尺寸制作木板7，并将制作好的地脚螺栓7安装固定在木板7上，整体放入钻机基座基槽3浇筑，钻机基座基槽3的平整度在浇筑过程中采用水平尺测量控制；
钻机基座基槽3深度50-60cm，宽度比钻机5机架底座超出15-20cm，采用不低于C20混凝土浇筑，混凝土拌合时加入适当速凝剂；木板7在混凝土浇筑完成后作为钻机5基座垫板，木板7厚度不小于5cm；
步骤4中，所述钻具基座基槽41深度不小于80cm，长度和宽度不小于60cm，保证开孔钻具4全部预埋在混凝土中。
步骤6中，所述隔离膜2材质可为纸质、布质、塑料质。
步骤7中，由于孔口混凝土需要在钻孔过程中长时间受力，为提供整体强度，可在浇筑混凝土前加入钢筋笼，钢筋直径20-25mm，间距20cm左右；为减少开孔等待时间，一般在混凝土中加入速凝剂。
所述开孔钻具4包括钻头42和换径接头43，开孔钻具4通过换径接头43与主动钻杆1连接。
其它未说明部分均属于现有技术。
Claims (6)
1.预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于,包括以下步骤：
步骤1：确定斜孔位置和方位，在斜孔开孔孔位及延长线方向共布设三个观测点位，便于工人在钻机(5)安装调试过程中测量与操作；
步骤2：开挖钻机基座基槽(3)，钻机基座基槽(3)轴线与斜孔轴线在水平面的投影保持垂直，钻机基座基槽(3)开挖完成经测量检查无误后，在钻机基座基槽(3)浇筑混凝土，同时预埋地脚螺栓(6)；
步骤3：钻机基座基槽(3)浇筑待凝24小时后安装钻机(5)，通过调整回转器(11)角度调整斜孔倾角，适当松开回转器(11)锁紧螺母调整主动钻杆(1)的倾斜度，主动钻杆(1)的倾斜度即钻孔倾斜度；
步骤4：将开孔钻具(4)连接到主动钻杆(1)上，找准并标记斜孔开孔的具体位置；卸掉开孔钻具(4)，向后移开钻机，在斜孔孔口位置开挖钻具基座基槽(41)；
步骤5：钻具基座基槽(41)开挖完成后，将钻机(5)移动到斜孔位置，装上开孔钻具(4)并拧紧；下降主动钻杆(1)，将开孔钻具(4)放至钻具基座基槽(41)内，然后将主动钻杆(1)下卡盘拧紧，测量校正开孔钻具(41)方位及倾斜度；
步骤6：用一层隔离膜(2)将开孔钻具(41)包裹住；
步骤7：将混凝土浇筑在钻具基座基槽(41)内，混凝土浇筑过程中，避免对开孔钻具(41)产生撞击；
步骤8：混凝土终凝24小时后开孔钻进。
2.根据权利要求1所述的预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于：步骤2中，浇筑混凝土前按照钻机(5)机架底座和地脚螺栓(6)孔位尺寸制作木板(7)，并将制作好的地脚螺栓(6)安装固定在木板(7)上，整体放入钻机基座基槽(3)浇筑，钻机基座基槽(3)的平整度在浇筑过程中采用水平尺测量控制。
3.根据权利要求1所述的预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于：步骤4中，所述钻具基座基槽(41)深度不小于80cm，长度和宽度不小于60cm。
4.根据权利要求1所述的预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于：步骤6中，所述隔离膜(2)材质选自纸质、布质和塑料质。
5.根据权利要求1所述的预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于：步骤7中，在浇筑混凝土前加入钢筋笼，钢筋直径20-25mm，间距18-22cm；混凝土中加入速凝剂。
6.根据权利要求1所述的预埋钻具斜孔定向开孔的方法，其特征在于：所述开孔钻具(4)包括钻头(42)和换径接头(43)，开孔钻具(4)通过换径接头(43)与主动钻杆(1)连接。
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