反井钻机钻凿溪洛渡电站通风斜井偏斜控制技术
BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用
2
中南水 力发 电
增刊() 1
计工期 约 l ~ 5月 , 法满 足控制 工期 要求 。 21 无 采用 反
井 法 + M2 0钻 机 法 . 即 井 下 5 ~ 0 m 采 用 人 工 开 L 0 0 10
L 2 0钻机 法施 工 提前 约 3 4个月 工期 。 因此通 风 M 0 — 竖 井 和 排 风 斜 井 采 用 B 3 0型 反 井 钻 机 进 行 施 MC 0
水轮 发 电机 组 1 8台。
1 岩 流层 。岩 流层 一般 厚 2 ~ 0 4个 5 4 m,其 中 Pp 和 6 Pp : 厚度 最 大 , 均 厚 7 m 和 8 m, 和 Pp 平 2 2 PIo 3 厚
度最 小 , 均 厚 1 m和 1m, 一岩流 层厚 度相 对稳 平 4 3 同 定 . 伏差 一般 小 于 5 层 间 、 内错 动带 发育 。 起 m, 层
千
,
‘
湿
24 3 4 1- 2
干
,
湿
84 1 . .~ 26
20 3 2 5 ̄3
91 6 1 . 1 .
2 施 工 方 案 的 选择
溪洛 渡水 电站地 下 厂房通 风竖 井 井深 2 79 m, 0 .6
最 大 开 挖直 径 80 . m: 地 下 厂 房 排 风 斜 井 长 2 2 54 m, 大开 挖直 径 57 m。 1 .8 最 . 0 由于 斜 ( ) 竖 井施 工工
硬 围 岩 条件 下 开 挖 斜 ( ) , 竖 井 目前 在 水 电 工 程 中 尚 无成 熟 的施 工 经验 , 局 率 先 使 用 B 30型 反 井 钻 机 成 功 的 我 MC 0 完 成 了 斜 ( ) 导 井 施 工 , 在 坚 硬 围 岩 条 件 下 机 械成 井积 累 了施 工 经 验 , 供 借 鉴 。 竖 井 为 可
反井钻机在斜井施工中的孔位偏差控制
本 工程施 工采 用 的主要钻 孔设 备为芬 兰汤姆 洛
克生产的反井钻机 , 型号 为 R i 40 h o0H型 , n 其主要技
术参 数 为 : 直径 29m q扩孔 直 径 1 0 导孔 2 n、 0~1 0 5 0 8 m 最大钻 孔深 度 40m, m, 0 工作扭 矩 7 , 5 最大扭 矩
型里丝型堡薹 I—+ 量!望 P — l
t
本工程四条斜井的施工顺序为 A厂下斜井一A 厂中斜井一B厂下斜井一B厂 中斜井 。现已施工完
成 两条 斜井 : 下斜 井 从 20 A厂 05年 8月 中旬 开 始 安
收稿 日期 : 07—0 0 20 2— 8 作者简介: 徐元亭(9 8 , , 16 一)男 云南大理人 , 高级工程师 , 主要从 事水利水 电工程施工。
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徐元亭 , 垒 , 曾 陈继先 反井钻机在斜井施工 中的孔位偏差控制
3 9
9 , 9 扩孔拉力 1 2 , 0 9 钻杆直径 23m , 0 m 钻杆有 效长度 1 2 m, 0 2 m 主机总功率 1 W。 0k 0
厂下斜井和中斜井的实践经验 , 对反井钻机施工 中长斜井 的孔 向控制提出建议和意见 。
关键词 : 反井钻机 ; 斜井; 导孔 ; 孔位偏差 ; 控制技术
中图 分 类 号 :T 5 3 v 2 文献标识码 : B 文章 编 号 :06—35 (07o —03 —0 11 3 9120 )2 08 4
1 概 述
1 1 工程概 述 .
后期侵 入岩 脉 。t合 岩 与 花 岗岩 呈 侵 入接 触 , 结 昆 胶 紧密 , 在接触 带 附近 , 合岩 中有少 量富含 黑云母 岩 混
反井钻机在公路隧道通风竖井钻孔施工中偏斜的控制
Co t old i h n t u to fRo d Tu n l n r l n t e Co sr c i n o a n e e
D0NG n Xi
(ai C n t ci n ie r gS p ri n t ino rfcD p r e t nS a ni r ic , B s o s u t nE g e n u ev i Sa o f a e at n i h a x Pm, e c r o n i sg t T f i m n
g a u t i s d BMC一 0 y e r ie b rn t o .Th s p p ra ay e h a e o h e ln t n i n n Mo n a n u e 3 0 t p as o i g me h d i a e n l z st e c us ft e d ci a i n o a r ie me h n s to o n n mp o e h a u e o p e e ta d rdu e t e f co s t n u nc h as c a iai n b r g a d i r v s t e me s r s t r v n n e c h a t r o i f e e t e i l p e iin a d d c i to n c n t c i n o i th l . e meho o tol d t e p e ii n a d d ci a in i r c so n e l i n i o sr to fpl oeTh t d c n r le h r cso n e ln t n na u o o
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隧道机械 施 技术
T n un el Mac ier y on
溪洛渡电站应用反井钻机钻凿通风斜井偏斜控制技术
导孔钻进时 , 动力头施加 向下 的压力和旋转扭矩 ,
经 钻杆 传递 给 导 孔 钻 头 ,破 碎 的 岩 屑沿 钻 杆 外 壁 环 形
10 % ;第二条最终实 际透孔位置较设计透孔 中心 向 .6
下 一 步 继续 推 广 应 用 打 下 了 基 础 。
3 1 钻杆轴 向载荷造成 的偏斜 .
反 井 钻 机钻 凿 竖 井 ,钻 压 、钻 杆 的重 力方 向 和钻 进 方 向一 致 ,理 论 上 不会 弯 曲 , 由于 钻 机 安 装 和钻 但
杆加工精度原因 ,导孔钻头和岩石共 同作用 ,这些外
空 间 由 泥浆 提 升 到 地 面 ( 水平 面 , 图 1 。 孔 钻 进 上 见 )导
时钻杆是不断接长 , 一直钻透到下水 平巷道。
2 溪洛渡工程 实例
2 1 工程 概 况 .
溪 洛 渡 水 电 站 地 下 厂 区 通 排 风 系 统 围 岩 主 要 由
P1 2 5~P 1 2层玄武 岩 及各 层上部 的角砾 集块 熔 岩  ̄ 21 3 组成 , 岩石坚硬 , 新鲜完整。地下厂区通风 系统地层 产 状平缓 , 无断层 分布, 主要结构面为层 间错动带 和节理 裂隙。岩流层 产状 总体 走向为 N 0 ~ 0E 倾 向 S 。 2。 3O, E
力 也 会 对 钻 头 产 生 偏 转力 矩 ,随 着钻 孔 延 深 ,钻 杆就
会逐渐 弯曲 ,由钻杆弯曲导致了钻进方 向变化 ,结果 使钻头 沿倾斜 上部方向 向下 或者 向上偏斜形成钻 孔 偏斜 , 的来讲 , 总 向下偏斜趋势较大。 3 2 岩层反作用 力对钻孔偏斜的影 响 .
反井钻机采用定向技术在斜井导井施工中的应用
反井钻机采用定向技术在斜井导井施工中的应用●马超群高波/(中国水利水电第三工程局有限公司)【摘要】本文介绍了反井钻机采用定向技术在河北丰宁抽水蓄能电站工程下斜井反井钻施工中的应用、配套设施及施工工艺。
【关键词】反井钻机定向技术长斜井施工1前言作为目前经济、清洁的大规模储能方式,抽水蓄能水电站以启停灵活、反应迅速,具有调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等多种功能,使得抽水蓄能电站在电力建设方面有较好的发展趋势。
但抽水蓄能电站引水系统出现了许多大倾角(大于50°)长斜井(大于290米)的施工。
为保证施工进度,降低安全风险,为施工作业提供良好作业环境,以往采取的阿里马克爬罐开挖斜井导井的方法已被反井钻开挖斜井导井的方法所取缔。
但在反井钻施工中,钻孔偏斜率又成为该工艺的关键制约因素。
2工程概况河北丰宁抽水蓄能电站引水系统3#高压管道下斜井导井施工原投标时采用爬罐施工工艺进行施工,通过优化后,方案中策划斜井先采用DL450T定向钻机进行导孔施工,然后采用反井钻机进行扩孔施工。
但采取该方案施工后,存在DL450T定向钻机施工的导孔孔内弯曲较大,反井钻下钻困难且反拉施工过程中扭矩较大,导致施工设备发现各类故障且施工进度极其缓慢无法满足丰宁电站总工期要求。
故采取直接用反井钻机结合定向技术进行导井施工。
3#高压管道下斜井斜直段均为273.437m,下斜井上弯段夹角为52.43°,中心长度均为27.451m,下斜井下弯段夹角为52.43°,中心长度均为27.451m。
3#高压管道下斜井围岩类别主要为Ⅲb类,局部断层部位围岩为IV类。
洞室围岩水力劈裂临界压力一般在2.19~6.19MPa之间,干抗压强度为105MPa,饱和抗压强度75MPa,岩石可钻性较好。
3基本原理通过测量仪器放样下钻点位置,浇筑基础并将反井钻机安装在斜井上井口已浇筑好的混凝土基础上,用反井钻机加随钻测斜仪直接钻成φ311m导孔,用清水或泥浆作循环钻井液排渣,若在钻进过程中,发现偏斜及时采用1.5°弯曲螺杆及时纠偏,直至导孔与下部支洞贯通后,拆掉导孔钻头,连接直径为φ2500mm反导孔钻头由下向上扩孔,钻屑从刀盘接触面自由下落到下水平巷道,由装运设备将岩渣从下部支洞运出,当扩孔钻头从上井口透出后,整个扩孔施工完成。
反井钻机在抽水蓄能电站长斜井施工的应用
《装备维修技术》2020年第2期(总第176期)doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.02.013反井钻机在抽水蓄能电站长斜井施工的应用王明星(中国水利水电第三工程局有限公司,陕西西安 710024)摘要:我国已成为装备制造强国,基础设施建设中大型机械设备的应用已十分普遍。
近年来反井钻机已普遍应用在水电站的斜井、竖井反导井工程施工中,其施工技术已趋于成熟。
但在250m以上、角度60°及以下的斜井中用国产反井钻机施工还属攻关课题。
文章介绍国内反井钻机,用于新疆阜康抽水蓄能电站长斜井反导井施工中,在安全、精确、高速的成功应用。
关键词:长斜井;反井钻;施工的应用1. 工程概况阜康抽水蓄能电站引水系统压力钢管由1#和2#引水压力钢管组成,1#和2#引水压力钢管主管平行布置,洞轴线间距为43.72m,立面上采用双斜井布置。
引水系统工程上、下斜井共有四条,斜长约270m,斜井角度为60°。
斜井总体倾斜角度大、长度深、贯通精度要求高、开挖难度大。
地质条件:斜井覆岩体厚度190m~350m,基岩以灰黑色~灰绿色硅质岩夹砂岩(C2–2)为主,上部少量砾岩夹细砂岩、灰岩(C2–3)。
层面较发育,岩层走向较稳定,约NW275°~280°,倾向NE,倾角35°~45°。
断裂构造较发育,发育断层多与洞室斜交,中、陡倾角,其与岩层互相切割组合,对洞室稳定影响较大。
2. 施工程序斜井导井先采用反井钻机进行正导孔(φ311mm)施工,正导孔与下部平洞贯通后,再由下部平洞安装D=2m反拉钻头,由下至上形成圆形D=2m直径导井(溜渣井)。
反井钻机斜井导井施工程序见图1。
图1 反井钻机斜井施工程序图3. 设备主要参数以1#引水下斜井为例,反井钻机钻进长度约为330m(含上、下弯段),与地面水平方向夹角为60°。
受洞室内运输及施工场地限制,反井钻机工作高度为8.4m。
BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用
5 7 斜 ( ) 施 工 工 期 仅 为 7~8个 月 。 采 用 传 统 的 正 .0m, 竖 井 井法 、 罐法 、 井法施工速度慢 、 全隐患大 、 工成本高 , 爬 反 安 施 预计 工 期 约 1 2~1 月 , 法 满 足 控 制 工 期 要 求 。采 用 反 5个 无 井 法 +L 2 0钻 机 法 : 井 下 5 ~10 m 采 用 人 工 开 挖 M0 即 0 0 4 0 m J , 部 】0— 5 采用 L 一 0 ) 0c / 井 上 2  ̄ 0 10m M 20型 反井 钻 机 正
文 章 编 号 :0 1 25 2 1 )60 6 -3 10 - 3 (0 0 0 - 1 9 0 0
8
金 沙 江 溪 洛 渡 水 电 站 是 金 沙 江 下 游 河 段 规 划 开 发 的第 三个 梯 级 电站 , 工 程 以发 电 为 主 , 有 防 洪 、 沙 和 改 善 下 该 兼 拦
( ) 竖 井导 井 施 工 , 在 坚硬 围岩 条 件 下机 械 成 井积 累 了4 - 验 , 为  ̄x经 可供 借 鉴 。 关键 词 :MC 0 ; 并 钻机 ; B 30 反 坚硬 围 岩 ; 井技 术 成
中 图分 类 号 :V 3 T 5
1 概 述 1 1工 程 概 况 .
文 献 标 识码 : B
根 据 类 似 工 程 施 工 经 验 , 井 施 工 导 井 的 开 挖 是 影 响 施 竖 工 工期 的关 键 因 素 , 因此 , 择 可 行 的 导 井 施 工 方 案 尤 为 重 选 要 。 而本 工 程 地 下 厂 房 通 风 竖 井 井 深 2 79 , 大 开挖 直 0 . 8i 最 n
摘
要: 溪洛渡地下排 风斜 井长约 26m, 1 通风 竖井长约 28m, 0 围岩为玄武岩 , 岩石强度达 30MP 0 a以上。在 坚硬
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用反井钻机是一种新型的导井设备,已经在国内外的油气勘探开发中得到了广泛应用。
其采用了先进的定向技术和精密的钻控系统,可以实现高效、准确、安全的施工。
在长斜井导井施工中,反井钻机的应用更加广泛和重要。
长斜井导井通常是在井深较大,井型较复杂的条件下进行的。
导井施工的质量和效率对于整个开采工作的顺利进行具有关键作用。
而反井钻机的引入则可以有效地解决长斜井导井中的难点和问题。
反井钻机的主要特点是在井口外围进行钻进作业,钻探管道由地面传输钻柱进行转动、前进等动作,钻头直接钻向井内。
通过动力和控制技术的协调,罐式方向配合下,反井钻机可以进行各种类型的钻探工作,包括水平井、方向井、大角度井、反向井等。
定向技术是反井钻机能够实现长斜井导井施工的关键。
该技术主要包括激光定位、磁性定位、惯性定位等。
激光定位的原理是通过激光发射器和激光接收器测量井底的距离和位置,以实现精确定位。
磁性定位的原理是通过探测井眼周围地质体的磁场,确定井眼的位置和方向。
惯性定位则是通过陀螺仪测量,根据初始姿态和运动状态以及局部重力作用的变化确定井眼的位置和方向。
应用反井钻机进行长斜井导井施工,可以带来以下优点:1. 提高施工效率。
反井钻机可以实现高效的非垂直钻探,可以更快地完成井深长、井径复杂的导井工作,节约了时间和人力成本。
2. 提高导井施工的质量。
反井钻机的定向技术可以实现高精度的井位和井径控制,保证了导井施工的准确性和一致性,提高了井深、井型、井径等关键指标的质量稳定性。
3. 降低施工风险。
反井钻机可以避免传统钻探机在井内行驶时容易发生故障和阻塞的问题,同时也可以减少人员在井内的工作,降低施工安全风险。
4. 扩大了井眼的应用范围。
由于反井钻机可以实现各种类型的钻探,可以在不同井深和井径的条件下实现导井施工,提高了井眼的适用范围。
反井钻机的应用还可以扩展到井下开采工作中。
在井下开采中,经常出现井深大、井型复杂、井径变化大等问题,这时反井钻机的优势会更加显著。
浅谈水利水电工程斜井施工技术
浅谈水利水电工程斜井施工技术摘要:斜井是水利水电工程中的重要建筑物,施工难度大,有明显的特殊性。
本次研究引水斜井开挖断面呈直径7.2m马蹄型断面,洞轴线与水平面夹角为55°,斜长368.802m。
斜井开挖选用反井钻机自下而上开挖导井,导井全部贯通后利用手风钻自上而下进行扩挖的施工方法,保证了施工安全、工程质量、工程进度,成为我公司斜井开挖施工又一成功典范。
关键词:斜井通风开挖支护1.概述公司在建的河南某电站1#引水上斜井由上弯段、斜井段和下弯段三部分组成,上、下弯段垂直转弯半径为25m,转弯角度为55°,开挖断面呈直径7.2m的马蹄形端面,斜井段是连接上、下弯段的直线段,洞轴线与水平面夹角为55°,开挖断面同上、下弯段相同,斜井段长度为315.207m,地表弱风化岩裸露,岩性黑云母花岗岩,微透水性,结构面以节理为主,面多闭合,属II~III类围岩。
2.施工方案比选水利工程施工中一般将倾角25°~70°的视为斜井,其施工难度比竖井和平洞大,而且不能像竖井施工那样可以进行垂直运输。
另外,施工导向控制和斜井开挖断面控制也比竖井和平洞难度要大。
施工作业周期比竖井和平洞要长很多,许多可以节省人力的开挖设备也无法用于斜井施工。
通过查阅有关斜井开挖资料,目前斜井开挖施工较实用的方式有两大类。
第一类是全断面开挖法、第二类是先开挖导井再扩挖成型法。
全断面开挖法可全断面直接由上至下贯通,不需导井施工,且不受下平段施工约束,上部施工具备条件即可施工。
但出渣施工由上部吊运,井内无法布置效率高的机械设备,出渣工序的效率非常低,不能保证斜井施工进度,且由于斜井施工高度过大,没有形成施工通风的回路,施工通风困难。
先开挖导井再扩挖成型方法包含吊罐、反井钻机、爬罐等几种施工方法,导井贯通后形成自然通风回路,通风条件好,出渣渣料由导井溜下,从下部通道运出,较为方便且施工效率高,施工进度能够得到保障。
反井钻机施工方法
浅述反井钻机在水布垭电站的施工摘要:LM—200型反井钻机是由煤炭科学研究总院、北京建井研究所设计,江苏苏南煤矿机械厂制造,钻机由主机、操作车、泵车组成。
是钻凿暗井的高效施工设备,能施工孔径为1.4m、2.0m的竖井及倾角为0~60°的斜井,它能减小竖井、斜井施工难度,降低施工危险性,中国水利水电第十四工程第一次在湖北省巴东县水布垭电站使用反井钻机施工。
施工的第一口井为厂房通风竖井,井深181m,直径为1.4m。
导孔施工历时为54小时,扩孔施工历时128小时,竖井偏斜率为0.5%。
本文仅仅介绍反井钻机在竖井中施工方法。
1、机械设备简介LM-200型反井钻机是由煤炭科学研究总院、北京建井研究所设计,江苏苏南煤矿机械厂制造,钻机由主机、操作车、泵车组成。
钻孔最深度为200m。
LM-200型反井钻机的施工特点:(1)施工工艺简单;(2)各种地质条件均能满足施工要求;(3)施工人员配置少;(4)施工效益高,成井速度快。
LM-200型反井钻机的技术参数:(1)导孔孔径为 216mm,扩孔孔径为 1.4m,二次扩孔孔径为 2m;(2)钻井施工深度:孔径为 1.4m的深度为200m,孔径为 2m的深度为150m;(3)钻机总功率为82.5KW;(4)钻孔偏斜率小于1%;(5)钻机最大构件(主机)运输尺寸(长×宽×高)为300×140×160cm,工作尺寸(长×宽×高)为300×140×390cm,重量为8.3吨;(6)LM-200型反井钻机总重量为58吨。
2、工程概述LM—200型反井钻机在水布垭电施工的第一个竖井,是地下厂房的临时通风竖井,井口位于马崖边坡400m高程的施工平台,井底位于厂房下游侧边墙,距砼置换洞约1.8m,井深181m。
通风竖井的地质情况:基岩以灰岩为主,高程在400~280 m 主要是灰黑色瘤状或团块状泥质生物碎屑灰岩、灰色厚层灰岩夹少量不规则泥钙质条带灰岩;280~200m高程为含灰、泥质生物碎屑灰岩、泥灰岩、泥质灰岩,局部为泥质白云岩与灰岩呈软硬相间不等厚分布,并有多条断层交错分布,但在施工过程中没有出现溶洞和大的裂隙。
斜井反井钻导孔施工孔斜控制与纠偏技术
斜 井反 井 钻 导 孔 施 工 孔斜 控 制 与 纠偏 技 术
曹 琳, 文 丽萍
( 中国水利 水 电第三 工程局 有 限公 司 , 西安
nc I l i ne d il P o t S h a f t Co ns t r uc t e d b y Co n v e r s e Dr i l l i n g Ri g
CAO Li n,W EN L i —pi n g
( S i n o h y d r o B u r e a u 3 C o . , L t d . , X i ' a n 7 1 0 0 3 2 , C h i n a )
中图分类号 : T U 4 3 3 ; T V 5 5 4 文献标识码 : A
Pi l o t I nc l i n a t i o n Co nt r o l a n d De v i a t i o n Co r r e c t i o n Te c hn o l o g y o f
0 引 言
随着 国 民经 济 的不断 发 展 , 地下 工 程 的发 展 也
方 案成败 的关 健 。
1 影 响 导 孔 钻孔 偏 斜 的 因素
造 成正 导 井 钻孔 偏 斜 的原 因很 多 , 比如地 质 原
十分 迅速 , 特别 是水 利 水 电 工程 中 的地 下工 程 近 几 年有 了 突飞猛进 的发 展 , 许 多工 程设计 了超 长斜井 , 施工 难度越 来越 大 , 常 规 的人 工 开பைடு நூலகம்挖 正 反导 井 的施 工方 法 , 进 度慢 、 危 险性 大 , 因此 许多安 全 可靠 、 施 工 速度 快 的新 技术 得 以引进及 应用 , 如 阿里玛 克爬罐 、 反井 钻施工 导井 等 。利 用 阿里玛 克爬罐 与 反井钻 机
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用反井钻机是一种比较新型的钻井设备,其采用了钻头反转的方式进行钻进,因此得名为反井钻机。
它具备钻速快、效率高、施工质量好的特点,在油气开采、矿山开采、地质灾害处理及城市基础设施建设等领域都有广泛的应用。
在长斜井导井施工中,反井钻机也可以发挥出其定向技术的优势,实现较为精准的施工效果。
长斜井是一种较为特殊的钻井方式,其是为了解决储层油气开采中井间间隔过小而出现的井间干扰问题而设计的。
采用长斜井可以把油气井的井口间距增大,达到更好的采油效果。
因此长斜井的导井施工质量很大程度上影响了后续的油气开采效果。
在长斜井导井施工中,反井钻机借助其定向技术可以较为精准地控制井眼轨迹,满足长斜井导井的精度要求。
反井钻机可以根据井口布置和井眼势能方向等情况,设计出合适的钻进方案。
通过定向钻进,可以实现井眼轨迹的精密控制,避免了传统钻井技术中因地层变化等原因导致的钻头偏离现象。
同时,反井钻机还可以实现多个井眼的钻进,同一井眼内的多段钻进,进而实现长斜井导井中井眼达到更加准确的位置和角度。
在具体的操作中,反井钻机需要根据不同的工况和需求,选择或者设计出不同的井斜控制装置,以便实现更加优良的导井效果。
例如,当需要离心力较大的大口径钻井时,反井钻机可以采用弯头导向钻头,弯头可以有效减小离心力,保证钻井方向的控制。
对于较为复杂的地层构造,反井钻机也可以通过在钻头上线安装传感器,根据地层变化的情况分析出井眼内的结构信息,进而制定出适合的钻进策略。
总之,反井钻机是一种结合了定向技术的高效钻井设备,在长斜井导井施工中发挥着巨大的作用。
借助其精准的施工定位能力,反井钻机可以实现井眼的准确控制,满足长斜井导井的精度要求,为油气开采等领域提供了重要的技术保障。
反井钻机在溪洛渡水电站右岸闸室竖井开挖中的应用
反井钻机在溪洛渡水电站右岸闸室竖井开挖中的应用作者:袁晓晶来源:《中国房地产业》 2016年第24期文/ 袁晓晶中国葛洲坝集团物流有限公司重庆 401320【摘要】反井钻机在20 世纪五十到六十年代出现在美国和德国采矿工程领域,它是将隧道掘进机和钻井法凿井机结合形成的井筒施工设备,用于施工矿山地下暗井、溜井、矿仓等导井工程。
我国在八十年代末开始将反井钻机用于煤矿地下工程中,九十年代开始在水电工程施工中试用。
近年来,随着反井钻机技术的不断完善与发展,开始在应用于水利水电工程竖井、斜井的施工。
反井钻机施工具有安全、快速、高质量等优势,在溪洛渡水电站右岸导流洞闸室竖井开挖过程中,成功地应用反井钻机完成了闸室竖井溜渣导井的开挖,大大降低了竖井开挖难度,并确保了安全与进度。
【关键词】反井钻机;溪洛渡水电站;竖井开挖1、工程概述1.1 建筑物概况溪洛渡水电站施工期坝址两岸各布置了3条导流洞,右岸为4#~6# 导流洞。
导流洞平面上呈弯道布置,洞身断面为城门洞型,衬砌后净断面尺寸均为18×20m。
在4 #导流洞桩号0+168m ~ 0+248 处及5# 导流洞在桩号0+233.886m ~ 0+313.866 处设置竖井闸室,闸室由下闸室(导流洞洞身扩挖形成)、启闭机室及闸室竖井组成,启闭机室位于下闸室正上方,两者之间通过闸室竖井连接。
闸门竖井开挖断面为矩形,断面尺寸为14.5m×34m,开挖高差43m。
1.2 围岩主要地质状况右岸导流洞布置于金沙江右岸山体内,高程约在364m~400m 之间,洞身所在岩层主要为P2β4~P2β6 层致密状玄武岩、斑状玄武岩及角砾(集块)熔岩,岩石岩性坚硬,单轴抗压强度大于100MPa,属坚硬~ 极坚硬岩类。
导流洞沿线岩体新鲜完整,嵌合紧密,岩体多呈块状~次块状结构,地应力量值中等,岩体透水性总体较弱,围岩稳定性较好,以Ⅱ类围岩为主,层间、层内错动带发育段局部围岩稳定性较差,为Ⅲ 1 类。
反井钻机施工斜井、竖井技术介绍
反井钻机施工斜井、竖井技术介绍刘福生;王红霞;方俊【摘要】对利用反井钻机施工竖井及斜井工艺技术进行了论述,介绍了反井钻机对竖井和斜井(特别是大于45°或小于90°的大倾角斜井)工程的施工方法.竖井和斜井是水电地下工程建设领域的重点和难点,可采用正井和导井两种方法进行开挖,正井法一般用在没有下部出口或地质条件较差不适用导井法的工程中.对于下水平有出口,地质条件好的竖井和大倾角斜井多采用导井法.这种方法先由反井钻机自上而下先施工导孔,再自下向上开挖一小断面导井,然后再由上向下扩挖到设计断面.导井用于扩挖时溜渣、排水、通风.【期刊名称】《水电站设计》【年(卷),期】2010(026)002【总页数】4页(P88-90,94)【关键词】反井钻机;竖井;斜井;施工技术【作者】刘福生;王红霞;方俊【作者单位】四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川,成都,610072;四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川,成都,610072;四川电力职业技术学院,四川,成都,610072【正文语种】中文【中图分类】TV538.31 反井钻机施工竖井、斜井、导井1.1 反井钻机施工导井技术反井钻机是连续钻进导井(反井)的机械设备,其施工工艺是先由上水平向下钻一小直径(200~350mm)的导向钻孔,和下水平贯通后拆掉导孔钻头,接上扩孔钻头沿导向钻孔进行反向扩孔(见图1)。
反井钻机主要包括两大部分:井外部分和井内部分。
井外主要有主机、操作控制台、洗井循环系统、冷却系统、电控系统;井内部分有钻杆、稳定钻杆、导孔钻头、扩孔钻头、破岩滚刀等。
由于近几年设计水平和加工工艺的提高,以及反井钻井工艺技术的完善,我国反井钻井技术有了较大发展,从浅孔发展到深孔,最大钻深已达 316m;从直孔到斜孔。
从设备到工艺基本能够满足深400m、倾角不小于45°的垂直孔或斜孔施工。
反井钻机主要技术参数见表1。
反井钻机施工的主要优点有:(1)施工安全。
溪洛渡地下洞室开挖工程质量控制工法介绍
溪洛渡水电站地下洞室开挖工程质量控制工法介绍时会良摘要:光面爆破或预裂爆破是两种较为成熟的控制爆破技术,尽管爆破参数是最优的,但由于施工工法的不同,导致炮后超欠挖、排炮之间的起伏差、残留炮孔间的平整度、残留炮孔孔向等质量控制结果差别很大,甚至超出质量标准要求。
在溪洛渡地下洞室开挖中普遍采用了标准、规范的钻爆工法,取得了较好的爆破成型效果,不仅杜绝了因施工原因造成的工程隐患,而且大大减少了因超欠挖处理造成的成本压力和进度压力,为溪洛渡工程建设作出了积极贡献,现以溪洛渡电站左岸泄洪洞工程为例,简单介绍开挖过程中的一些成功做法,供参考。
关键词:地下洞室开挖质量控制工法1.工法特点硐室开挖结构面施工质量取决于两个方面,钻孔质量和爆破质量。
本工法的主要特点为通过标准规范钻孔工艺控制,来达到最优开挖质量。
(1)针对不同的岩石条件,需要进行结构面正式开挖前的钻孔爆破试验,得出不同岩石条件下的布孔参数和装药参数,做到孔参数与药参数的最佳配合;(2)通过采用定人、定机、定位的“三定”原则,明确钻孔责任人及责任,便于进行每次爆破后的质量分析、改进,做到有的放矢;(3)钻孔过程中通过“准、顺、平、齐”四要素控制钻孔质量,保证位置准、孔向顺、孔间平、孔底齐;(4)装药联网爆破由专职炮工进行,同排炮采用同种厂家的炸药和雷管,依爆破设计装药联网,监理验收合格后爆破;(5)钻孔爆破过程监理质量控制,采用“三证五表”法,通过准钻证、准装证、准爆证和测量放样成果表、钻工责任分区图表、钻孔质量检查表、装药联网检查表、开挖爆破界面质量检查统计表,对钻爆过程进行全程记录、检查、控制,便于质量回归分析;(6)通过规范有序的工艺流程和控制措施,确保开挖质量满足或超过设计及规范要求,并提高进度、减少投入、节能环保。
2.适用范围本工法适用于采用手风凿岩钻机(YT系列)、潜孔钻机等进行光面或预裂爆破的施工作业,不适用于采用三臂凿岩台车造孔作业。
BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用-2006.3.21修改
BMC300反井钻机在溪洛渡工程中的应用摘要:溪洛渡地下排风斜井长约216.00m,通风竖井长约208m,围岩为玄武岩,岩石强度达300Mpa以上,如何在坚硬围岩条件下开挖斜(竖)井,目前在水电工程中尚无成熟的施工经验,水电七局溪洛渡施工局率先使用BMC300型反井钻机成功的完成了斜(竖)井导井施工,为在坚硬围岩条件下机械成井积累了施工经验,值得借鉴。
关键词: BMC300 反井钻机坚硬围岩成井技术偏斜纠偏1、概述1.1工程简述金沙江溪洛渡水电站是金沙江下游河段规划开发的第三个梯级电站,该工程以发电为主,兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益。
电站枢纽由拦河大坝、泄洪建筑物及引水发电建筑物组成。
电站总装机容量为12600MW,设有单机容量700MW水轮发电机组18台。
电站厂房为地下式,分别布置在两岸。
左、右岸地下厂房通排风系统均由送、排风系统及空调运输道等组成,以保证厂区地下洞室空气清新、洁净。
其中左岸地下厂房永久通排风系统有通风平洞、通风竖井、排风平洞、排风斜井等组成。
其中排风斜井长约216m,开挖直径5.7m。
斜井与水平方向夹角75°40′37″;通风竖井长207.98m,开挖直径8.2m。
1.2工程地质条件坝址区河床基岩及两岸谷坡均由二叠系上统峨眉山玄武岩(P2β)组成。
峨眉山玄武岩为间歇性多期喷溢的陆相基性火山岩流,总厚度490~520m,可分14个岩流层。
岩流层一般厚25~40m,其中P2β6和P2β12厚度最大,平均厚72m和82m,P2β10和P2β11厚度最小,平均厚14m和13m,同一岩流层厚度相对稳定,起伏差一般小于5m,层间、层内错动带发育。
岩流层下部由玄武质熔岩组成(简称玄武岩),岩性主要为致密状玄武岩、含斑玄武岩,斑状玄武岩;上部为玄武质角砾(集块)熔岩,上下岩性渐变过渡。
玄武岩室内岩石物理力学试验参数见表1。
玄武岩室内岩石物理力学性质表表12、施工方案的选择溪洛渡水电站地下厂房通风竖井井深207.96m,最大开挖直径8.20m;地下厂房排风斜井长215.48m,最大开挖直径5.70m。
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用
反井钻机采用定向技术在长斜井导井施工中的应用反井钻机是一种特殊的钻井设备,它采用了定向技术来进行长斜井导井施工。
在油气勘探开发领域,应用定向技术进行长斜井导井可以提高钻井效率、降低钻井成本、减少地表占地面积,并且可以在垂直井无法触达的地方进行开采。
定向技术是指通过控制钻井工具的方向和倾斜角度,使钻井井眼在地下油气层中沿特定方向导向钻进的技术。
它主要依靠测量井眼方位和倾斜角度的测井工具,以及通过改变钻井井眼轨迹的定向工具实现。
反井钻机是一种具备定向钻进和测量功能的钻井设备。
它可以通过倾斜井控制装置改变钻井井眼方向和倾斜角度,并通过位于井底的测量工具获取钻井井眼的位置信息。
然后,根据这些位置信息,钻井工程师可以调整钻井工具的方向和倾斜角度,使其按照预定轨迹进行钻进。
在长斜井导井施工中,反井钻机可以发挥重要的作用。
反井钻机的定向技术可以在垂直井无法触达的地方进行开采,扩大了开采范围。
定向技术可以使钻井井眼沿着特定方向钻进,避免了在地下多次进行钻井作业,节约了时间和成本。
反井钻机可以通过测量工具获取井眼的位置信息,及时调整钻进方向和倾斜角度,保证了钻井井眼的精确控制。
反井钻机的应用可以为油气勘探开发带来诸多好处。
它可以提高钻井效率。
传统的垂直井钻进方式需要多次钻井,而使用反井钻机可以在一次钻井中完成钻井井眼的导向,大大提高了钻井效率,节约了时间和成本。
使用反井钻机可以降低钻井成本。
由于只需进行一次钻井作业,就能够完成多井段的开采,减少了设备和劳动力的使用,从而降低了钻井成本。
反井钻机的应用可以减少地表占地面积。
传统的垂直井开采需要大面积的土地作为钻井场地,而采用反井钻机可以在同一块地上完成多个井段的开采,减少了钻井场地的需求,降低了对土地资源的占用。
反井钻机在长斜井导井施工中也存在一些问题。
定向技术需要高度精确的控制,以确保钻井井眼按照预定轨迹进行钻进。
对于钻井工程师的技术要求较高,需要具备较强的定向钻进和测量能力。
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L 进偏 斜 控制 方 面采 取 了 多项措 施 , 才取 得较 好 的钻 进精 度 。 钻
,
r 反井 钻凿 竖井 , 钻机 钻压 、 杆 的重 力方 向和 钻进方 向 一致, 钻
.
理 论 上不 会弯 曲,但 由于 钻机 安装 和钻 杆 加工精 度原 因,导 孔钻 头 和 岩石 共 同作用 ,这些 外 力也会 对钻 头产 生偏 转 力矩, 随着钻
L 深, 杆就 会逐 渐 弯 曲, 延 钻 由钻 杆 弯 曲导致 了钻进 方 向变 化, 结 果使 钻头 沿倾 斜上 部方 向向下 或者 向上偏 斜形 成 钻 偏 斜,总 的 L 来讲 , 向下偏 斜趋 势较 大 。
32 岩层 反 作用 力对 钻孔 偏斜 的影 响 .
在 无层 理 、节理 或 断层 的坚硬 、均质 岩层 中钻 凿 导 时,虽 L
围岩 类别 为Ⅲ类;桩号 0 6 0 8 . + 0~ + 82 围岩新 鲜完 整,以 Ⅱ 3m 类
围岩 为主,局 部 为Ⅲ类 。
厂房通风斜井在 左右岸各一条, 度约2 3 ,开挖直径 5 m, 长 1m . 4
通风井和水平 夹角7 。。 工工艺采用反井钻机,先钻井直径 1 m 5 施 . 4
和实 践可 以在 类似 的 水 电工 程 中应用 。
关 键
词:溪洛渡电站;反井钻机;通风斜井;偏斜控制
文 献标识 码 :B
中 图分类 号 :T 5 4 .5 V 5 +1
1概述
近年 来,反井 钻机及 其 技术 日趋完 善与成 熟, 已广 泛应 用于 我 国煤矿 、;金 矿 山、水 电等系统 的竖 井 、斜井 施 工中 。但 是反 台 井 钻进偏 斜控 制, 尤其 是深 井 、 孔工程 , 斜 钻孔精 度要 求更 高, 必 须 有效 的控制 钻孔偏 斜 。 们在 溪洛渡 电站 通风 斜井 工程 的导孔 我 钻 进偏斜 控制 方面采 取 了多项措 施, 取得 了较好 的钻 进精度 。
具 5部 分 构 成 。采 用全 液压 驱 动 , 双 马达 动 力 结 构 。 导孔 钻进 时,动力头 施加 向下 的压 力和旋 转扭 矩,经钻 杆传
递给 导孔钻 头,破 碎 的岩屑 沿钻 杆外壁 环形 空 间由泥浆 提升 到地 面 ( 上水 平面 ,见 图 1。导孔 钻进 时钻杆 是不 断接长 ,一直 钻透 )
2 溪 洛 渡 水 电站 工程 实 例
21 工 程概况 . 溪洛 渡水 电站地下 厂区通排 风 系统 围岩 主要 由P p P D 。 , ~ 。 , 层玄 武岩及各 层上 部的 角砾集块 熔岩组 成,岩石 坚硬,新鲜 完整 。 地下 厂区通 风系 统地层 产状平 缓, 无断层 分布, 主要 结构面 为层 间错 动带 和节理 裂隙 。岩流层 产状 总体 走 向为 N 0 ~ 0 E倾 2 。 3。 , 向S 。 E 主厂房排 风洞平 洞段 桩号 0 00~ 0O + . 3 .m为弱风 化上段 、 卸 荷岩体 ,岩体松 弛,完 整性 差,加之 P 3 1.层柱状 节理 发育, 围 岩类 别为 Ⅳ类;桩号 0 3 0 6 + 0— + 0m段 为弱风化 下段 无卸荷 岩体 ,
的导井,然后再 由上向下,采用爆破 的方法扩 大到所需断面,并进 行相应的 临时和永 久支护。 22 斜井 钻进 施工 . 根据 工程 条件选 用 B 0 MC3 0型反 井钻机 ,该机 是在 L 0 M2 0 型 反井 钻机基 础 上研 制 的,用 于水 电系统硬 岩 和煤 矿深 井设 计, 考虑 一次 扩孔直 径 14 . m, 计需 要在 满足 钻进能 力 的条件 .~15 2 设 下尽 量使 其体积 小 、重量轻 。 B MC3 0型 反 井 钻 机 由 泵 站 、 油 箱 、操 作 台 、主 机 、钻 0
三 臻 蠢 叠
3斜井钻 孔偏斜 的原因研 究
溪 洛 渡 电站通 风斜 井工 程 的 B 3 0 MC 0 型反 井钻 机施 工, 导 在
这 些研 究成 果 和纠 偏措 施 为下 一步继 续推 广应 用打 下 了基础 。 _ 轴 向载荷 造成 的 偏斜 31 钻杆 .
、
、 一
然 岩层 反 作用 造成 的导 偏 斜 趋势较 小,但是 不均质 的岩 石各 向 L
异 性 则会 引起 导 ห้องสมุดไป่ตู้偏斜 。 L
33 钻 头移步 对钻 孔偏 斜 的影 响 .
钻头移步 是指三 牙轮钻 头在 的旋 转 中心 不围绕 钻 中心旋 转 。 L 钻头 移步 将 引起钻 孔偏 斜 、钻 孔不是 圆形 、钻孔斜 直径 加 大。
34 钻 孔 内岩 屑对 钻 孔偏 斜的 影 响 .
采 用反 井 钻 机 钻 进导 时 , 钻头 破 碎 下 来 的岩 屑 是 利用 清 L
1扩 孔钻 头 ;2 下水 平巷 道 ;3 扩 孔 自由落 下的岩 碴 . . 一 图 2 反井 钻机 扩孔 工 艺图
到下 水平巷 道 。
1 动力水 龙头;2 钻杆 ;3导 孔钻头 ;4 从 泥浆泵 压入的 泥浆; - . . .
5 从 环形空 间返回的 携带岩碴 泥浆;6 泥 浆循环池 ;7 泥浆泵 - . . 图 1 反 井钻机导 孔工艺 图
3 幂 8
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CHI THREEGOR S ∞ N钉 R TI NA GE UC ON I 中国 三 峡建 设 科技版 』
文章编 号:10 -392 0 )10 3 -3 0 664 (0 80 -080
反井钻机钻凿溪洛渡 电站通风斜井偏斜控制技术
刘志强 程守业
( 北京 中煤矿 山工程有限公司,北 京 1 0 1 ) 003
摘要:通过在溪洛渡电站通风斜井工程实践,介绍了反井钻机施工工艺,分析 了反井钻进偏斜的原因,提出了反井钻进偏斜控 制方法,对钻具布置、钻进参数控制等进行了验证,取得 良好效果,回答了困扰多年的解决反井钻进偏斜问题 文章中的措施