CN1884962B - 水下复杂地质礁岩炸礁的方法 - Google Patents

Abstract

一种水下复杂地质礁岩炸礁的方法，特别适宜在水下较复杂地质条件或礁岩上有覆盖层的情况使用，用高压气体或高压水冲刷法，高压气或水通过钻头上的通孔将礁岩上的覆盖、碎石层冲刷干净露出岩面，钻机回转头带动钻头钻孔至设计深度，或用套管跟进法，将组合钻杆放在覆盖层上，回转头带动中心钻头钻孔其上偏心轮扩开，所钻孔径＞外套管外径，外套管与中心钻头跟进穿过覆盖层再继续钻孔到设计深度，再分别提钻杆或组合钻杆离套管或外套管，炸药从套管或外套管口下至孔底倒入阻塞物，提套管或外套管拉出炮绳、导炸管，换位，重复打多个炮孔，再联炮引炸，此法不需潜水员全部机械化操作，提高工作效率，降低成本，使用更安全、可靠。

Description

水下复杂地质礁岩炸礁的方法

技术领域

本发明涉及一种炸礁方法，特别是一种在水下较复杂地质条件下或礁岩上面有覆盖层的水下复杂地质礁岩炸礁的方法。

背景技术

目前国内水下炸礁多采用两种方法：

1、水下裸露爆破，该方法虽操作简单，但爆破效果差、耗药甚大，爆破振动、水上、水下冲击波大，因此对炸礁区水域环境影响大，且受水流及水深影响。

2、水下钻孔爆破：该方法虽孔径与孔深不受限制，但水下找孔、装药堵塞仍需潜水员完成，同时受水流、水深、风浪等自然条件的影响，而水下能见度差，操作困难，造成找不到孔，炸药安放不到位，甚至会破坏连炮装置造成漏炸或拒爆等事故。

专利申请号CN200510061652.7“水下炸礁的方法及专用工具”又提供了一种水下炸礁的方法，水下套管钻孔爆破：炸礁船按设计定位后，放套管至礁岩表面或钻入礁岩几十公分，然后带钻头的钻杆顺着套管至礁石，钻孔后提出带钻头的钻杆，沿着套管将药装至设计位置后堵塞，然后提套管，按上述过程重复施工，完成一定设计区域的钻孔放药后按要求联炮起爆。

该方法虽有装药、堵塞无须潜水员参入的优点，但碰到水下礁岩表面有一定厚度的覆盖层、碎石层、礁岩内部有夹层时就很难成孔，且工作效率非常低，因为先放套管，其套管底部一头无法穿过较厚的覆盖层、碎石层到达礁岩表面，这样钻孔时礁上面的覆盖层物及碎石容易落到孔内，使其卡住钻杆，无法成孔，即使钻头打成孔，在其提钻后，孔附近的覆盖层、碎石层的覆盖碎石或污泥或夹层碎石会重新塌落，使得无法装药或装药不到位，最终导致无法爆破或爆破后无法达到设计要求的尴尬局面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种水下复杂地质礁岩炸礁的方法，在水下任何复杂条件环境中都可实施水下炸礁，并提高了水下工作效率、降低成本，又大大提高了生产安全性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案：

1)、高压气体或高压水冲刷法步骤：

a)、定位：将炸礁工作船或工作平台按设计位置定位；

b)、冲刷覆盖层、碎石层；由钻机2上的回转头1将带钻头5的钻杆4下至覆盖层表面，利用高压气体或高压水，通过钻机上连接的钻杆4端钻头5上的通孔，将礁岩上面的覆盖层、碎石层6冲刷干净，直至露出礁岩面；

c)、钻孔：钻机2上的回转头1带动带钻头5的钻杆4在礁岩面上钻孔至设计深度；

d)、下套管：这时将钻机2上的回转头1与钻杆4分离；将套管7顺着钻杆4下至孔口，上端用专门设计的抱攀3固定在工作船或工作平台的侧面上或钻架的前侧面；

e)、提钻杆：钻机2上的回转头1将带钻头5的钻杆4提离套管7；

f)、装药、堵塞：炸药11从套管7管口顺着管壁往下装至到孔底，再从套管口倒入阻塞物10，炮孔装药堵塞完成；

g)、提套管：套管7提出水面后再拉出炮绳9及导爆管8；

h)、换位、重复上述步骤：将钻机2移至下一设计钻孔位置，重复上述步骤，按设计要求打下多个炮孔；

i)、联炮起爆：将各装好药的炮孔用导爆管按设计要求连接在一起，导爆管带动起爆器，进行起爆。

2)、套管跟进法步骤：a)、定位：将炸礁工作船或工作平台按设计位置定位；

b)、专用工具定位：将专用工具的底部和外套管中的组合钻杆13，放在覆盖层、碎石层6的表面上；

c)、钻孔：钻机2上的回转头1带动专用工具前端的中心钻头18钻孔，钻孔时中心钻头18上的偏心轮16扩开，这时所钻孔的孔径大于外套管12的外径，使外套管12与中心钻头18同步跟进达到穿过覆盖层的目的，并再继续对礁岩下面钻孔至设计深度；

d)、提组合钻杆：钻机2上的回转头1带动组合钻杆13反转，使中心钻头上的偏心轮16收拢，然后用钻机上的提引装置将组合钻杆13提离外套管12；

e)、装药、堵塞：炸药11从外套管12口顺着管壁往下装至孔底，再从外套管口倒入阻塞物10，炮孔装药堵塞完成；

f)、提外套管：外套管12提出水面后再拉出炮绳9及导爆管8；

g)、换位、重复上述步骤：将钻机2移至下一设计钻孔位置，重复上述步骤，按设计要求打下多个炮孔；

h)、联炮起爆：将各装好炸药的炮孔用导爆管按设计要求连接在一起，导爆管带动起爆器，进行起爆。

与现有技术相比，本发明的优点在于：此方法和专用工具扩孔并外套管跟进或直接用套管代替了原需潜水员在水下进行的工作，全部作业流程只需在工作船或水上工作上平台来完成，即避免了水下操作的困难和危险性，又大大提高了安全性。不需潜水员，全部用钻机机械化操作，不仅工效提高了3～5倍，还降低成本30～50％，即不受水深、水流、风浪的影响，也不受孔径大小、深度的影响、无限制。更重要的是使用此两法更安全、可靠；不会发生因施工区域有较厚的覆盖层、碎石层或礁岩中的夹层等而影响钻孔或无法成孔的情况，适宜在任意复杂环境条件下工作，无局限性，使用范围广，为水下炸礁又摸索出一个切实可行的施工方案。

附图说明

图1、高压气体或高压水冲刷水下炸礁过程流程图A定位、B冲刷覆盖层、C钻孔、D下套管、E提钻杆、F装药、堵塞、G提套管、H换位、I联炮起爆(无图)。

图2、套管跟进法水下炸礁过程流程图A定位、专用工具定位、B钻孔、C提组合钻杆、D装药、堵塞、E提外套管、F换位、G联炮起爆(无图)。

图3、专用工具外套管中的组合钻杆结构示意图(偏心轮扩开状态图)。

图4、图3的K-K剖面图(拿掉外套管)。

图5、专用工具外套管中的组合钻杆的结构示意图(偏心轮收拢状态图)。

图6、专用工具套管结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

实施例1

高压气体或高压水冲刷法，步骤包括：

a)、定位：将炸礁工作船或工作平台按设计位置定位；

b)、冲刷覆盖层、碎石层；由钻机2上的回转头1将带钻头5的钻杆4下至覆盖层、碎石层6表面，如图1A所示，利用高压气体或高压水，通过钻机2上连接的钻杆4端钻头5上的通孔，将礁岩上面的覆盖层、碎石层6冲刷干净，直至露出礁岩面，如图1B所示；

c)、钻孔：钻机2上的回转头1带动带钻头5的钻杆4在礁岩面上钻孔至设计深度，如图1C所示；

d)、下套管：这时将钻机2上的回转头1与钻杆4分离，如图1D所示；将套管7顺着钻杆4下至孔口，并将套管7钻入岩面20cm左右后固定，上端用专门设计的抱攀3固定在工作船或工作平台的侧面上或钻架的前侧面，如图1E所示；

e)、提钻杆：钻机2上的回转头1将带钻头5的钻杆4提离套管7，如图1F所示；

f)、装药、堵塞：炸药11从套管7管口顺着管壁往下装至到孔底，在从套管口倒入阻塞物10，炮孔装药堵塞完成，如图1G所示；

g)、提套管：套管7提出水面后再拉出炮绳9及导爆管8，如图1H所示；

h)、换位、重复上述步骤：将钻机2移至下一设计钻孔位置，重复上述步骤，按设计要求打下多个炮孔，如图1H所示；

i)、联炮起爆：将各装好药的炮孔用导爆管按设计要求连接在一起，导爆管带动起爆器，进行起爆。

实施例2：

套管跟进法，步骤包括：

a)、定位：将炸礁工作船或水上工作平台按设计位置定位；

b)、专用工具定位：将专用工具的底部和外套管中的组合钻杆13上的中心钻头18，放在覆盖层、碎石层6上，用套管架上的抱攀3将外套管12固定在工作船或工作平台的侧面上或钻架的前侧面，如图2A所示；

c)、钻孔：钻机2上的回转头1带动组合钻杆13上的稳杆器14、带刀头17的偏心轮16、中心钻头18进行钻孔，钻孔时中心钻头18上的偏心轮16扩开，如图3所示，这时钻孔的孔径大于外套管12的外径、通过稳杆器14带动管靴15及外套管12与中心钻头18同时跟进，达到外套管12穿过覆盖层、碎石层6或礁岩夹层的目的，并再继续对礁岩下面钻孔至设计深度，如图2B所示；

d)、提组合钻杆：钻机2上的回转头1带动组合钻杆13上的稳杆器14、带刀头17的偏心轮16、中心钻头18反转，使中心钻头18上的偏心轮15收拢，如图5所示，同时用钻机2的提引装置将组合钻杆13提出，离开外套管12；

e)、装药、堵塞：炸药11从外套管12口顺着管壁往下装至到孔底，再从外套管口倒入阻塞物10，炮孔装药堵塞完成，如图2C所示；

f)、提外套管：外套管12提出水面后再拉出炮绳9及导爆管8，如图2D所示；

g)、换位、重复上述步骤：将钻机或工作船或水上炸礁平台移至下一设计钻孔位置，重复上述步骤，按设计要求打下多个炮孔，如图2E所示；

h)、联炮起爆：将各装好炸药的炮孔用导爆管按设计要求连接在一起，导爆管带动起爆器，进行起爆。

套管跟进法使用的专用工具，采用在外套管12中安装有相配合的组合钻杆13，外套管12下端焊接有管靴15，稳杆器14中间有阶梯形通孔，通孔下端内壁上有凹环槽放置有滚珠19，并用两横销20和卡簧21穿过稳杆器14上的通孔，将带刀头17、偏心轮16的中心钻头18和稳杆器14连接成可转动的整体，构成组合钻杆13，如图3、4、5所示。

高压气体或高压水冲刷法使用的专用工具，套管7由一根及一根以上的管段24和底管25连接成的整体构成，所述管段24的两端有外、内、一头及一头以上管螺纹、扳手槽22(或无扳手槽)，管段中间有排渣孔23(或无排渣孔)，管段24、底管25利用两端的内、外、一头及一头以上管螺纹连接成整体，如图6所示。

Claims (1)

1.一种水下复杂地质礁岩炸礁的方法：其特征在于套管跟进法步骤：

a)、定位：将炸礁工作船或工作平台按设计位置定位；

b)、专用工具定位：将专用工具的底部和外套管中的组合钻杆(13)，放在覆盖层、碎石层(6)的表面上；

c)、钻孔：钻机(2)上的回转头(1)带动专用工具前端的中心钻头(18)钻孔，钻孔时中心钻头(18)上的偏心轮(16)扩开，这时所钻孔的孔径大于外套管(12)的外径，使外套管(12)与中心钻头(18)同步跟进达到穿过覆盖层的目的，并再继续对礁岩下面钻孔至设计深度；

d)、提组合钻杆：钻机(2)上的回转头(1)带动组合钻杆(13)反转，使中心钻头上的偏心轮(16)收拢，然后用钻机上的提引装置将组合钻杆(13)提离外套管(12)；

e)、装药、堵塞：炸药(11)从外套管(12)口顺着管壁往下装至孔底，再从外套管口倒入阻塞物(10)，炮孔装药堵塞完成；

f)、提外套管：外套管(12)提出水面后再拉出炮绳(9)及导爆管(8)；

g)、换位、重复上述步骤：将钻机(2)移至下一设计钻孔位置，重复上述步骤，按设计要求打下多个炮孔；

h)、联炮起爆：将各装好炸药的炮孔用导爆管按设计要求连接在一起，导爆管带动起爆器，进行起爆。

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