Introducción a la perforación de gran diámetro con un metro de diámetro

Para comprender mejor el efecto de la prueba de lechada, verifique el estado de llenado del mortero en las grietas del lecho rocoso y el rango de dispersión del mortero, después de la tercera sección de prueba de lechada Cuando estuvo terminado, comenzamos a perforar un agujero de un metro de diámetro. A continuación se describen brevemente algunos de los principales métodos operativos y la experiencia de perforación:

1. Situación general

1. Para comprobar el mortero en la roca, la situación del relleno y los trabajos de croquis geológico requirieron un diámetro de perforación de un metro. La pared del agujero debe permanecer intacta y no debe haber nuevas grietas causadas por los terremotos. Cada dos metros de perforación, se debe lavar el fondo de la pared del pozo para facilitar el trabajo de las personas en el pozo.

2. Equipo utilizado: (1) Una pequeña plataforma de perforación rotativa fabricada en Shanghai, con un diámetro exterior de 886 mm y un diámetro interior de 360 ​​mm. (2) Un motor de 20 kW. (3) Marco intermedio. (4) Dos 4) bombas centrífugas pequeñas 2K~6A (q = 10 ~ 30t/h), una para el suministro de agua de perforación y otra para bombear agua en el pozo. (5) Polipasto eléctrico (para eliminación de escorias). (6) Un cabrestante manual de 3 toneladas (para perforación).

3. Método de perforación: utilice arena de hierro para perforación rotativa.

4. Herramientas de perforación utilizadas:

(1) Junta de agua especial (Figura 1)

(2) Tubería de perforación con un diámetro de 127 mm y una pared. de espesor. Es un tubo central de 8 mm y está conectado con conectores macho y hembra para una fácil instalación y desmontaje (Figura 2).

(3) La broca utiliza una placa de hierro de 12 mm de espesor y se suelda una capa de placa de hierro de 6 mm de espesor por dentro y por fuera (como se muestra en la Figura 3A). Broca más grande que el diámetro exterior del tubo central, no se atascará al perforar, el diámetro interior es más pequeño que el diámetro interior del tubo central, por lo que el núcleo perforado es pequeño y el agua no se atascará. El diámetro de la broca es en realidad de 1012 mm y la longitud es de 50 cm.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

(4) El tubo central también usos La placa de hierro, con un espesor de 12 mm, se suelda directamente a la broca, con una longitud de 1,1 m, y no se utiliza conexión roscada (Figura 3A).

(5) tiene un catéter (Figura 4A) y un tubo de polvo cónico (Figura 4B). El tubo de polvo cónico está conectado al tubo central y a la broca y no se desmonta con frecuencia. A él se conecta el conducto, y su función principal es alargar la herramienta de perforación y asegurar que el agujero quede recto. Debido al límite de altura del piso de perforación, este puede descargarse aquí y retirarse por separado al realizar el viaje (Figura 4B).

2. Trabajos de perforación

1. Elevación y descarga de herramientas de perforación: El diámetro del orificio central de la plataforma perforadora de mesa giratoria es de 360 ​​mm. Cuando el diámetro de la broca es inferior a 360 mm, se puede utilizar un cabrestante para levantar directamente la herramienta de perforación. Si el diámetro de la broca es superior a 360 mm, si esta vez el diámetro de nuestra broca es de 1012 mm, se deben utilizar los dos métodos siguientes para levantar o bajar la herramienta de perforación.

(1) Montaje de la plataforma de perforación: instale la plataforma de perforación en la plataforma. Una vez accionada la plataforma de perforación, ésta debe descargarse debajo del piso de perforación. La altura del piso de perforación debe ser mayor que la longitud total del tubo sacanúcleos y la broca (ver foto IV, versión 3).

(2) Establecer una vía móvil para que el equipo de perforación pueda moverse rápida y fácilmente sobre ella. Al levantar la herramienta de perforación, aleje la plataforma de perforación del sitio del pozo y levante la herramienta de perforación.

Adoptamos el primer método, utilizando troncos cuadrados viejos (sección 18 cm × 18 cm) y raspadores de hierro para construir una plataforma de perforación (Figura 5). La plataforma tiene 2 m de altura y se forma una plataforma de 1,6 m de altura. debajo de la plataforma, un pasillo de 4 m de largo utilizado para la carga y descarga de herramientas de perforación.

2. Rotación de la herramienta de perforación: el equipo de perforación rotatorio debe utilizar tubería de perforación cuadrada, pero nosotros utilizamos tubería de perforación redonda. Al perforar, sujetamos una abrazadera de tubo a la tubería de perforación y hay dos hierros redondos con un diámetro de 55 mm y una longitud de 50 cm en la plataforma giratoria. Cuando el motor arranca, debido a la rotación de la plataforma giratoria de transmisión por correa, el hierro redondo gira, lo que hace que el hierro redondo quede sujeto por la abrazadera del tubo, lo que hace que la tubería de perforación gire en consecuencia (Figura 6).

Figura 5

Figura 6

Figura 7

3. Dispositivo presurizador: Considerando la gran superficie inferior de la broca. , es de aproximadamente 753 cm2 (100 × 2,4 × π). Si la presión en el fondo de la broca se calcula como 10 kg/cm2, se requieren 7530 kg, lo cual es muy grande, además del peso muerto de la perforación. herramienta, también necesita estar presurizada, por lo que se puede diseñar un dispositivo presurizador (como se muestra en la Figura 7).

Además, también es una forma de aumentar el peso de la propia herramienta de perforación. Por ejemplo, se puede verter hormigón u otros materiales en el conducto para aumentar su peso, pero el peso total de la herramienta de perforación no debe exceder de 3 a 5 t para que pueda levantarse fácilmente cuando el taladro se atasque. por fuerza externa.

4. Disposición general del sitio de perforación (que se muestra en la Figura 8A)

(1) Para facilitar el levantamiento, se utilizan poleas compuestas que se cuelgan del trípode y. una sola polea está conectada debajo. Finalmente, conecte el cable metálico a la grúa manual para levantar la herramienta de perforación (como se muestra en la Figura 8B).

Figura 8

(2) La correa impulsora es preferiblemente una correa plana con un ancho de 4” o 5”.

3. Varios problemas en la operación técnica

1. Velocidad de rotación: la velocidad de rotación de la perforación de gran apertura es más lenta que la de la apertura pequeña, pero la velocidad periférica de rotación de la broca. es mucho más alto que el de la apertura pequeña. La última velocidad que utilizamos fue 55 rpm y la velocidad periférica fue 2,9 m/s, lo que funcionó bien.

2. Presión: velocidad rápida, alta presión, metraje rápido, velocidad rápida, pero la presión aún es muy pequeña. La arena de hierro actuará como una bola, pero el metraje es muy pequeño. Al perforar, no hay presión y solo se utiliza el peso de la broca y el tubo de perforación para perforar. La presión unitaria en la parte inferior de la broca es de solo 0,7 kg/cm2 y el metraje es muy lento. Después de perforar más de un metro, la eficiencia mejoró significativamente. La situación real de la perforación es la siguiente:

Historia del estudio geológico de ingeniería del Proyecto de Conservación de Agua de Sanmenxia en el Río Amarillo

Nota: La presión de la columna de agua en el pozo no está incluida.

3. Método de adición de arena: adopte una combinación de adición de arena una sola vez y adición de arena esporádica. Primero alimente de 20 a 30 kg de arena a la vez. Si descubre que no queda mucha arena después de perforar durante un período de tiempo, cuando la broca deje de extraer arena, alimente la arena esporádicamente, aproximadamente 5 kilogramos a la vez. En circunstancias normales, la arena se puede alimentar uniformemente desde la abertura del orificio y la arena se puede alimentar junta para perforar 80 ~ 120 cm suavemente hasta que el tubo central se llene con el núcleo.

4. Volumen de agua y salida de agua: dado que este orificio está en el área de lechada, la cantidad de fuga de agua en el orificio es muy pequeña y la mayor parte del suministro de agua regresa del orificio, por lo que el El consumo de agua no es demasiado grande, alrededor de 80 ~ 100 L/min, puede cortar de 2 a 3 boquillas, cada boquilla mide aproximadamente 20 cm de alto y la longitud del arco inferior es de 16 a 18 cm.

5. Abertura: Debido al terreno irregular de la apertura, se vierte concreto en una pequeña plataforma con un círculo exterior y un círculo interior (como se muestra en la Figura 9). El círculo interior es el diámetro de la broca, y hay arena de hierro triturada dentro del círculo. La broca se muele dentro del círculo, se perfora en una ranura circular y se perfora suavemente.

6. Funcionamiento general: La mayor desventaja de este taladro es que no tiene mango de avance y no tiene suficiente conocimiento del fondo del agujero. Por ejemplo, el problema de la "extracción de arena" sólo se puede juzgar escuchando el sonido, tocando la tubería de perforación y observando el color del agua de retorno. Pero el rendimiento de la extracción de arena no es bueno. Cuando la plataforma de perforación está en marcha, una persona sostiene el mango del cabrestante. Cuando el taladro se atasca, levanta rápidamente la herramienta de perforación y la plataforma de perforación puede girar. Después de que la plataforma de perforación gire, baje lentamente la herramienta de perforación y continúe perforando.

Si la herramienta de perforación que cae no puede llegar al fondo, la plataforma de perforación tiene una alta resistencia, emite un "bip" y, a menudo, se atasca, lo que indica que una piedra ha caído en la ranura de perforación. En este momento, es necesario bombear la perforadora inmediatamente y luego el personal bajará para limpiar el fondo del pozo antes de continuar con la perforación.

Cuando se perfora en roca intacta, generalmente se puede perforar de forma continua durante 8 horas sin perforar. El ancho de la ranura anular perforada es de aproximadamente 4,5 a 5 cm, la eficiencia promedio es de 15 a 20 cm/juego y la eficiencia máxima alcanza los 35 cm/hora.

7. Al desmontar la herramienta de perforación, coloque dos pistas pequeñas en el orificio y haga un carro plano especial. A medida que las herramientas de perforación se sacan del agujero, se montan en un carro y se empujan fuera del pasillo (Figura 9).

Figura 9

IV. Coring

Explota y recupera el núcleo. Después de perforar una sección, se drena el agua del pozo. Una persona baja al pozo y utiliza un taladro neumático para perforar un agujero en el núcleo, unos 10 cm más profundo que la profundidad de perforación. Después de la voladura, se utiliza un cabrestante para levantar el núcleo y la cantidad utilizada es pequeña. Debido a que hay ranuras de perforación para aislar la pared del orificio, la pared del orificio no se verá afectada después de la explosión.

1. Generalmente, taladre un agujero en el núcleo y cargue entre 0,15 y 0,2 kg de explosivo de nitrato de amonio para la voladura.

2. Si desea extraer un núcleo relativamente completo, puede perforar de 4 a 5 agujeros en forma de flor de ciruelo según la distribución de las grietas en el núcleo y llenar una pequeña cantidad de polvo negro ( cada agujero 65, 438 00 ~ 65, 438 05, el peso total no excede 0,4 ~ 0,5 kg), y luego se chorrea con electricidad.

3. Si hay grietas horizontales y juntas en la roca, se puede extraer un núcleo completo.

4. Si la roca está rota, no es necesario utilizar explosivos, basta con utilizar personas para arrancarla.

5. Problemas de seguridad durante la perforación

1. Al arrancar la plataforma de perforación, la herramienta de perforación debe levantarse un poco del fondo del pozo antes de comenzar. Después del funcionamiento normal, la herramienta de perforación descenderá lentamente hasta el fondo del orificio y perforará normalmente.

2. Siempre hay alguien detrás del polipasto de cadena. En caso de que el taladro se atasque u otras situaciones, la herramienta de perforación debe levantarse inmediatamente para evitar daños a la máquina o accidentes.

3. Al realizar voladuras de arena esporádicamente, la herramienta de perforación también debe levantarse ligeramente del fondo del pozo. Después de que la arena se haya arrojado uniformemente, deje la herramienta de perforación y continúe perforando.

4. Al perforar agujeros con un taladro neumático en un pozo, habrá mucho polvo flotante. Se debe instalar un buen dispositivo de ventilación para eliminar el polvo flotante y evitar la asfixia. Las unidades de ventilación pueden utilizar aire comprimido.

5. Debe haber buenos dispositivos de iluminación en el pozo, y los cables de luz deben estar aislados con cables de goma, preferiblemente de bajo voltaje (36V), para evitar lesiones a las personas.

6. Se deben formular e implementar estrictamente reglas para el personal en el pozo, así como para el transporte y levantamiento de objetos.

7. Los trabajadores que bajan por la mina deben usar cascos de seguridad y prestar atención a la seguridad cuando trabajan en la mina.

8. Cuando se descarga escoria del pozo, si no hay un dispositivo de protección especial, el personal subterráneo debe subir primero y luego levantar la piedra para evitar que caiga y lastime a las personas. Nuestro método consiste en pasar una cuerda de acero de elevación por la parte inferior del balde donde se sienta la persona y luego izar el balde. Cada vez que se descarga el lastre, la persona se sienta en el cubo y ata a la persona con la eslinga con una cuerda de cáñamo. La próxima vez que levante el cucharón, debe tener en cuenta que el factor de seguridad del cable debe ser superior a 8.

9. La boca del pozo debe estar protegida por barandillas y los trabajadores en la boca del pozo deben usar cinturones de seguridad para evitar resbalarse dentro del pozo.

10. Al detener las operaciones, se debe cubrir la boca del pozo con una tapa de registro.

11. Al realizar voladuras en un pozo, cubra la boca del pozo con tablas de madera y bolsas de paja para evitar que las piedras salgan despedidas y dañen la maquinaria.

12. Las medidas de seguridad para las operaciones de voladura deben implementarse de acuerdo con las normas de seguridad en voladuras.

13. Se deben implementar medidas de seguridad para las operaciones subterráneas de acuerdo con el “Reglamento de Seguridad para la Exploración de Pozos”.

Problemas con verbos intransitivos y sugerencias de mejora

1 La longitud total de la broca y el tubo central se puede ampliar hasta 2,5 m, de modo que en circunstancias normales, más de 2 m. se puede perforar a la vez y luego reiniciar la perforación, lo que reduce la cantidad de tomas de muestras y mejora la eficiencia de la perforación.

2. Según el funcionamiento real, la velocidad actual de 55 rpm es adecuada, pero la presión es relativamente pequeña. Ahora la presión unitaria en la parte inferior de la broca es de solo 2 ~ 3 kg/cm2 y la eficiencia de perforación no es alta. Teniendo en cuenta que si la presión se puede aumentar a 6 ~ 10 kg/cm2, se mejorará la eficiencia. Después de que la profundidad de perforación supere los 10 m, si se aumenta la presión, la plataforma de perforación dejará de girar. Por lo tanto, si se considera aumentar la presión para mejorar la eficiencia, este tipo de plataforma de perforación parece ser demasiado pequeña.

3. Presta especial atención a los agujeros rectos. La perforación será fácil y menos laboriosa si el agujero es vertical. Por lo tanto, al perforar, es necesario prestar atención a que el centro de la perforación sea consistente con el centro de la plataforma de perforación. Debe haber una abrazadera especial entre el círculo interior de la plataforma de perforación y la varilla de perforación circular para evitar la perforación. varilla se sacuda y abra el agujero. Al perforar de 2 a 4 m, mida cuidadosamente la inclinación. Si encuentra algún problema, intente corregirlo y luego mida la inclinación nuevamente cada 5 a 10 m.

4. El caudal y la presión de la bomba de agua que utilizamos son pequeños. Cuando dejamos de perforar el polvo de cono, la cantidad de polvo de cono que se sopla en el tubo de polvo de cono no es mucha. En su lugar, se debe utilizar una bomba de agua con gran caudal (500 ~ 600 L/min) y alta presión (más de 10 kg) para facilitar la eliminación del polvo del cono y facilitar la perforación.

5. La extracción de núcleos requiere más investigación. Lo mejor es sacar el núcleo sin bajar al pozo, lo que ahorra tiempo y es seguro. Estamos considerando utilizar el método de bisagra para torcer el núcleo la próxima vez.

6. Este tipo de equipo de perforación no tiene manija de alimentación. Consideramos agregar una manija de alimentación para controlar la situación en el fondo del pozo.

Siete. Conclusión

El uso de este método para perforar agujeros grandes para comprobar la calidad de la lechada tiene buenos resultados y supera las deficiencias del uso de pozos excavados para la inspección. Las desventajas de la inspección del pozo de excavación son:

1. Debido a la vibración de la voladura durante la excavación, la condición original se ve afectada y a menudo se encuentran algunas pequeñas grietas sin mortero en la pared del pozo. Es difícil decir si las nuevas grietas son causadas por la vibración o si las pequeñas grietas originales no se rellenaron durante la prueba de lechada. Es difícil sacar conclusiones.

2. Es difícil ver el alcance del rejuntado y del relleno. El uso de pozos de gran diámetro para inspeccionar las rocas subterráneas permanece intacto para facilitar la observación, al tiempo que se utiliza maquinaria para reducir el trabajo físico.

Además, en otras partes de la construcción hidroeléctrica, a veces es necesario perforar agujeros de un diámetro tan grande o mayor para diferentes propósitos.

Lo anterior simplemente presenta nuestra única experiencia inmadura a la que los camaradas pueden referirse en su trabajo.

(Publicado originalmente en Proyecto Sanmenxia No. 3, 1958)