Aplicación de una pequeña máquina de perforación sin zanja en la construcción de cruce de estratos de granito

El uso de la tecnología de cruce de perforación direccional horizontal para la construcción de cruce de tuberías es un método de construcción ideal para completar la construcción de la red de tuberías de agua y electricidad y el tendido de cables ópticos de comunicación bajo el principio de no destruir la forma del terreno y proteger el medio ambiente en la construcción urbana municipal.. En los últimos diez años, La tecnología de cruce de perforación direccional horizontal se ha utilizado ampliamente en diversas industrias en China. La construcción del cruce se ha expandido gradualmente de las capas ordinarias del suelo a la arena., Grava, Grava, y capas de roca. Lo que siguió fue que la construcción se hizo cada vez más difícil.. Esto requiere que nuestra maquinaria de construcción tenga más funciones., al mismo tiempo, actualizar constantemente la tecnología de construcción, y determinar razonablemente los parámetros de funcionamiento.

1. Proceso de guiado en formación rocosa

La clave para la perforación direccional horizontal en la capa de roca es la construcción del orificio piloto.. La calidad de la construcción del agujero piloto es la clave del éxito o fracaso del proyecto. Para la construcción del orificio guía en la capa de roca, La información pertinente se presenta de la siguiente manera:

1.1 Método de dirección de perforación sectorial

Este método consiste en reemplazar la placa guía con una broca de engranaje de tres garras o una broca de cono de una sola mano.. Al cambiar la trayectoria de perforación, debe estar dentro de un rango de 30 ° -60 ° en ambos lados de la dirección preestablecida bajo un cierto empuje intermitente. , Realice perforaciones en forma de ventilador para lograr el propósito de cambiar de dirección. Este método solo es adecuado para formaciones rocosas más blandas., y el operador tiene alta intensidad de mano de obra y baja eficiencia.

1.2 Motor de barro de fondo de orificio

El motor de lodo es impulsado por un lodo de gran desplazamiento, y el motor de lodo tiene un ángulo de deflexión de instalación de 1.5 ° -3 ° con respecto al eje de la tubería de perforación. Cuando la tubería de perforación y el motor de lodo funcionan al mismo tiempo, la broca sigue perforando recta; cuando la tubería de perforación no gira, solo se proporcionan empuje y orientación, y el motor de barro gira para lograr la función de guía.

1.3 Método de construcción de tubería de perforación de doble pared (Sistema de perforación de rocas AT)

El método de construcción de tuberías de perforación de doble pared (Sistema de perforación de rocas AT) es una patente de tecnología sin zanja de la american Gooshen Company. Impulsado por la potencia de doble motor, la varilla de perforación interna y la varilla de perforación externa pueden funcionar de forma relativamente independiente, y la cabeza de la varilla de perforación exterior y el eje de la cuerda de la varilla de perforación tienen un ángulo de instalación de 2 °. Cuando las varillas de perforación internas y externas giran al mismo tiempo o solo gira la varilla de perforación exterior, La trayectoria de perforación mantiene la dirección original; cuando la varilla de perforación exterior no gira, proporciona empuje y orientación. Cuando la varilla de perforación interior gira, La broca se puede girar para realizar la función de control de dirección.

2. Método de construcción de herramientas de perforación de corrección horizontal

La pequeña plataforma de perforación 25T llevó a cabo con éxito la construcción de cruce direccional horizontal en la tubería de comunicación de 8X110 mm que cruza la formación de granito en la calle Fuyong, Distrito de Bao'an, Shenzhen.

2.1 Visión general del proyecto

Este proyecto se encuentra en Cuigang West Road, Oficina de fuyong Street, Distrito de Baoan, Shenzhen, a través de Zhengfeng North Road, con una anchura de carretera de aproximadamente 40 metros y una longitud de cruce de aproximadamente 90 metros. Colocación de tuberías de comunicación de 8×Φ110mm. Hay una variedad de tuberías municipales, tuberías de energía y comunicación a ambos lados de la carretera, y hay una alcantarilla de caja de derrame con un ancho de 8 metros y una profundidad de 6 metros en la carretera. En los últimos tres años, más de una docena de equipos de construcción han ingresado a este tramo de la carretera para su construcción., todos los cuales se dispersaron debido a la incapacidad de perforar el granito..

2.2 Estrato

Ver figura adjunta 1 para la sección geológica a través de la obra. La intersección está formada por colinas aplanadas. Un metro por debajo de la superficie hay una capa de granito. La profundidad es desconocida. Se trata de 70 metros de largo. Continúa por la carretera, y luego está la capa de arcilla y marga formada por la meteorización completa del granito..

2.3 Equipos de construcción

Extraer lecciones de fallas de construcción anteriores, y estudió cuidadosamente la selección del equipo antes de que la plataforma de perforación ingresara al sitio.. Basado en un equipo de perforación de 25T, se añadirá un compresor de aire con una presión de viento de 1,4MPa y un desplazamiento de 17m3. Instale un dispositivo de lubricación en la posición adecuada de la tubería de suministro de aire y conéctelo a la tubería de alta presión de la bomba de lodo de la plataforma de perforación a través de un tee. La bomba de lodo original de la plataforma de perforación se utiliza para enviar agua en un solo cilindro, que no solo puede garantizar la lubricación del impactador en el orificio, pero también cumplen con los requisitos de enfriamiento y reducción de polvo de la sonda en el orificio.
En vista de las propiedades de la roca, Se selecciona un martillo de alta presión por el orificio. La roca se rompe por perforación rotativa de percusión. Bajo la carga de impacto, la roca se rompe en volumen. La broca de roca de percusión ejerce una fuerza de impacto perpendicular a la superficie de la roca. Bajo la acción de esta fuerza, la broca presiona y rompe la roca. Con cada impacto, El bit gira un ángulo para formar un taladro circular. Para rocas por encima de dureza media, La trituración por impacto bajo una cierta prepresión es un método efectivo de trituración de rocas. La presión del eje requerida durante la construcción es baja, y la velocidad de rotación de la tubería de perforación es baja. Actualmente, equipos de perforación de más de 20 toneladas en el mercado pueden cumplir con los requisitos para la perforación. necesitar.
La clave para una construcción exitosa en la capa de roca no es el problema de la perforación de roca., pero cómo controlar la dirección en la capa de roca. Después de repetidas investigaciones, se decidió utilizar la herramienta de perforación de corrección horizontal desarrollada por el Centro de Desarrollo de Tecnología Sin Zanjas del Instituto de Investigación de Tecnología de Exploración para completar la construcción del agujero piloto.. La herramienta de perforación de corrección horizontal se compone de un sistema de medición de dirección de control: broca de roca neumática inclinada por martillo.
El sistema de medición está diseñado con un mecanismo de absorción de impactos que puede garantizar el funcionamiento normal de la sonda en el entorno de trabajo del martillo DTH.. La broca de roca triturada es una broca de botón con un bisel adicional. En condiciones de perforación rotativa percusiva, La broca sigue perforando en dirección recta, y la trayectoria del agujero piloto aparece como perforación de agujero recto; al realizar perforación de dirección controlada, Se implementa la perforación oscilante en forma de ventilador en un acimut predeterminado.

2.4 Proceso de construcción

Después de que el equipo esté en su lugar, Conectar la broca, martillo down-the-hole, sistema de dirección de rocas, y varilla de perforación en secuencia. El primero es comenzar a perforar desde un agujero previamente construido.. El antiguo orificio de perforación fue perforado por perforación rotativa de carburo cementado. La broca de aleación estaba muy desgastada. Aunque fue reparado varias veces, solo se perforaron 70 cm después de dos días hábiles. La plataforma de perforación original también se utilizó para la perforación rotativa de percusión, y se perforó una varilla de perforación en solo unos 7 Minutos. Al perforar la segunda tubería de perforación, el martillo hasta el hoyo no comenzó. Después de verificar y confirmar que no hay ninguna anormalidad en el equipo de tierra, la herramienta de perforación se sacó del orificio y se abrió el impactador. Se encontró que los esquejes entraron en el cilindro interior del martillo y atascaron el pistón del martillo.. Después del análisis de campo, debido al alto nivel de agua y demasiado volumen de agua cuando el martillo está trabajando, una vez detenido el suministro de aire, el líquido de lavado y los recortes de perforación serán aspirados a la herramienta de perforación. Para garantizar el funcionamiento normal del martillo DTH, el barro en el pozo de trabajo se drena, y el orificio se vuelve a abrir desde la parte superior del orificio de perforación original. El martillo neumático DTH funciona normalmente y se elimina la falla.
La plataforma de perforación implementó perforación en línea recta y perforación controlada por dirección de arco. La velocidad de perforación es de 10 ~ 40r / min, y la presión de alimentación se controla a aproximadamente 2 ~ 5T. Al controlar la dirección de perforación, Se adopta la perforación oscilante en forma de ventilador. La velocidad media de perforación es de 7min/m. Al perforar 24 tubos de perforación, Sentí que la velocidad de perforación aumentó repentinamente, la resistencia a la rotación disminuyó, y la fuerza de alimentación disminuyó. El análisis de la formación ha cambiado, y se propuso la herramienta de perforación de control de dirección de roca, reemplazado por una herramienta de perforación de dirección de suelo ordinaria, y luego se perforó. En más de 20 metros, La construcción del agujero piloto se completó con éxito.
En esta construcción de agujero piloto, la longitud de perforación de la roca es de unos 70 m, el punto más profundo es de 7,9 m, y el agujero se perfora a -15° para construir en la capa de roca. Cuando se perfora la capa de roca, el ángulo se ha ajustado a 5°.

3 Características de construcción de la perforación rotativa de impacto en estratos rocosos

La perforación neumática con martillo en el orificio es un método de perforación por aire rotativo percusivo, que ha sido ampliamente utilizado en la exploración y minería de yacimientos minerales sólidos, excavación de pozos de agua, y la construcción de pilotes perforados durante muchos años. Esta vez se aplica a la construcción del agujero piloto de perforación direccional horizontal y tiene algunas características.:
(1) Se adopta el método de perforación rotativa de percusión para la construcción del orificio piloto. En el granito de dureza media, la operación de control de dirección es simple y práctica. Cada varilla de perforación (3m) se puede ajustar a aproximadamente 1 °;
(2) Descarga rápida de escoria y perforación limpia. Cada vez que se perfora una tubería de perforación, La herramienta de perforación se levanta repetidamente, y el orificio se despeja con un alto volumen de aire;
(3) En comparación con la perforación rotativa, El método de perforación rotativa por percusión no requiere alta velocidad, generalmente en el rango de 10 ~ 60r / min. El par requerido para la perforación normal es menor, y el peso en el bit es sólo 1/3 de la de los taladros rotativos. acerca de;
(4) Al perforar agujeros, añadir agua para reducir el polvo. Al perforar por debajo del nivel del agua subterránea, necesita limpiar el agua en los agujeros de manera oportuna;
(5) Alta eficiencia de perforación. Según las estadísticas, la eficiencia de perforación pura durante la construcción está entre 10 m/h y 20 m/h.