泵吸式反循环法成孔工艺

泵吸式反循环法成孔工艺

反循环回转法简介

反循环回转法成孔工作特点与正循环相反，泥浆由储浆池流入或注入钻孔，到孔底同钻渣混合，在真空泵与吸泥泵配合或在空气吸泥机、水力喷射泵的抽吸力作用下，混合物进入钻锥的进渣口，由钻杆内腔吸上，在从出水控制阀经胶管排泄到沉淀池，净化后到储浆池循环使用。

反循环与正循环相比，除了前述的钻孔进度较快外（约快4～5倍），还有需用泥浆料（粘土）少（土质如用清水护壁时可完全不用粘土）、转盘所消耗动力较少、清孔时间较快等优点。

反循环的泵吸式与气举式比较：由于气举反循环是利用送入压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱压力差有关。孔浅时供气压力不易建立，钻杆内水流上升速度低，排渣性能差，如果孔的深度小于7m，则吸升是无效的；孔深增大后，只要相应地增加供气量和供气压力，钻杆内水流就能获得理想的上升速度。孔深超过50m后，即能保持较高而稳定的钻进效率。泵吸式反循环是直接利用沙石泵的抽吸作用使钻杆内的水流上升而形成反循环的。

下面只介绍常用到的泵吸式反循环回转钻成孔工艺。

泵吸式反循环回转钻孔的成孔工艺

反循环回转钻进的泥浆与供水设施：反循环回转钻进所需的泥浆沉淀池和储浆（或供水）池应设在钻机排浆（渣）口的同侧，与钻机的距离可根据地形决定，一般布置如图7-105。两池的总容积一般为钻孔完成后排渣体积的1.2～2.0倍。

净化后的泥浆经流槽进入钻孔，同时有泥浆（或水）从储浆池流入钻孔，使护筒内保持一定的水头高度。多余的泥浆（或水）则从钻孔的溢浆口流回沉淀池，经沉淀后流进储浆（或供水）池。

泵吸式反循环回转钻进的泥浆相对密度不宜过大，超过1.3时，泥石泵的抽吸能力降低，一般泥浆相对密度以1.1以下为宜。气举式反循环回转钻进的泥浆，因为反循环回转钻进的泥浆只起护壁作用，相对密度过大一是浪费泥浆原料（如粘土、添加剂等），二是降低进度。

成孔工艺流程

1.钻机就位

基本上与正循环相同

2.开钻

为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20cm～30cm，将真空泵加足清水（为便于真空启动，不得用脏水），关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观察看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口真空压力达到0.2Mpa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机慢速开始钻进。

打开出水控制阀后，若压力减到0.2Mpa以下时，可关闭出水控制阀，减少排量，或者在操作中反复启闭控制阀门以提高泵内压力。

3.接长钻杆

当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，并使反循环系统延续工作至孔底沉渣基本排净（约需1min～3min），然后关闭泥石泵接长钻杆;在接头

法兰盘之间垫3mm～5mm厚的橡皮圈,并拧紧螺栓,以防漏气、漏水;然后如上述工序,一切正常后继续钻进。

4.控制钻速

在硬黏土中钻进时，用一档转速，放松起吊钢丝绳，自由进尺。在高液限黏土、含砂低液限黏土中钻进时，可用二、三档转速，自由进尺。在砂类土或含少量卵石中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。

遇地下水丰富易坍孔的粉质土，宜用低档慢速钻进，减少钻锥对粉质土的搅动；同时应加大泥浆相对密度和提高水头，以加强护壁，防止塌孔。

5.泵吸式反循环回转钻进中的故障及处理

1）反循环不正常

a.启动真空泵后反循环流动不正常，泥石泵抖动，泥水减少以致中

断。

原因：多为管路漏气或钻头、钻杆堵塞。

处理方法：首先检查钻杆法兰盘螺丝有无松动，是否垫好橡皮圈；其次检查泥石泵的石棉垫（即盘跟）处有否漏气，提引水龙头填料压盖有否松动。上述几个部位都应做到紧密不漏气不漏水，还要清除钻头、钻杆或泥石泵进出口处的堵塞物。

b.产生真空后，沉淀室的水位上升缓慢。

原因：真空泵使用过久，工作性能差或管路漏气。

处理方法：拧紧真空泵石棉垫螺栓使之严密，调整三角皮带的松紧程度，消除跑空现象。检查真空泵气水分离器内是否注满水，如因泵体无水而发生本项故障，加水后即可消除故障；如无法处理，应更换真空泵。

c.真空压力达到0.067MPa～0.080Mpa时仍不来水。

原因：钻头埋入土中，吸渣口堵塞；或因冬季施工，真空管路冻结；或操作时未开管路阀门。

处理方法：如因钻头堵塞，可将钻头提出，清理畅通后在钻进；如因真空管路冻结，可用喷灯或炭火烤化。

2）钻进时泥水突然中断

原因：在砂卵石中钻进，因钻杆给进太快使钻头或管路堵塞。

处理方法：把钻头略提升，用锤敲打钻杆及管路中的各弯头，有可能使堵塞的砂石震落；或反复启闭出水控制阀门，使管内压力突增、突减，使使出水量忽大、忽小，也有可能将堵塞物清除；如仍不能疏通时，可停泵约一分钟，在管内水头未完全退落前，在启动真空泵时管内流速突增。实践证明，采用上述办法后，不太严重的堵塞都可消除，否则需拆卸钻杆，清除堵塞物。未防止因抽吸钻渣太多，以致较多的钻渣充填管路内，使泥水混合液相对密度过大，采用钻进一会儿、停钻一会儿的办法颇为有效。为了防止过大的卵石吸进管内堵塞钻杆，可在钻头进渣中央横焊一根Ø6的钢筋。

3）常时间启动真空泵，真空泵表针不动

原因：真空表接头堵塞，真空表损坏或管路漏气。

处理方法：先关出水控制阀和沉淀室放水阀，然后检查钻头有无露出水处，真空泵离合器是否接触，弄清原因后予以排除，或更换真空表。

6.泵吸反循环回转钻孔劳动组织和钻孔进度

泵吸反循环回转钻进每台班约需12～13人，其中操纵钻机技工3人，拆装钻杆4人（内含技工1人）、搬用钻杆及调制泥浆3人（内含技工1人）、

供水2人、指挥记录1人。操作熟练后人数可减少。

钻孔进度与钻孔直径、土质、钻锥回转速度、浆渣吸升能力、泥浆相对密度以及钻锥型式有关，一般当钻孔直径1.2m，用泵吸式反循环回转钻进，根据土质不同、每小时的纯钻进速度（m）为：粉质土6～12、细砂6～9、中砂3～5、砂砾1～2。