回轉式鉆機
依靠鉆具的回轉運動破碎巖層而成孔。主要有大、小鍋錐鉆機,正、反循環(huán)轉盤式鉆機,液壓動力頭式鉆
機,潛孔振動回轉式鉆機等。簡單的回轉式鉆機只有鉆進裝置,結構完善的回轉式鉆機則有鉆進裝置和循環(huán)洗井裝置兩部分組成。轉盤式水井鉆機的鉆具包括鉆桿和鉆頭。常用鉆桿的名義直徑有60、73、89和114毫米4種。鉆頭分鉆進用鉆頭和環(huán)狀鉆進用鉆頭兩大類。大、小鍋錐 利用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。根據(jù)鉆具的大小分別稱為大鍋錐和小鍋錐,可由人力或動力驅動。切下的土屑落到鍋內,提升到地面卸出,其結構簡單,工效低,只能用于一般土層或砂卵石直徑不大于10厘米、含量不超過50%的地層。小鍋錐開孔直徑0.55米,鉆井深度80~100米;大鍋錐開孔直徑1.1米,鉆井深度30~40米。正、反循環(huán)泥漿洗井轉盤式鉆機 常用的回轉式鉆機(圖1),即正循環(huán)泥漿洗井轉盤式鉆機由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水和電動機等組成。作業(yè)時,動力機通過傳動裝置驅動轉盤,由主動鉆桿帶動鉆頭以30~90轉/分的轉速旋轉破碎巖層。泥漿由泥漿泵抽吸加壓后通過鉆桿上方的水壓入空心鉆桿,向下流入鉆頭,由水口射出,以冷卻、潤滑鉆頭;井底巖屑通過鉆桿外的環(huán)形通道被帶出井口,在沉淀池沉淀后,泥漿流回泥漿池供循環(huán)使用。反循環(huán)泥漿洗井轉盤式鉆機的鉆進方式和結構與上述基本相同,但泥漿的循環(huán)方式相反:泥漿在沉淀池沉淀后從井口自行流入井底,攜帶巖屑的泥漿則由砂石泵經(jīng)鉆頭水口通過鉆桿內腔向上抽吸出井,回到沉淀池。這種方式稱泵吸反循環(huán)。也可用水泵將加壓水流從井底通過噴嘴射入鉆桿內腔,形成攜帶巖屑的上升水流,稱射流反循環(huán)。鉆機在鉆桿內可形成很高的上升流速,排出巖屑和卵石的能力較強,因而鉆進速度較快。適用于土層、一般砂層和卵石直徑小于鉆桿內徑的松散地層,所用鉆桿的內徑較大,一般為150~200毫米,可達300毫米。但因受泵的抽吸或壓送能力的限制,鉆井深度一般在150米以內,井深在50米以內時排屑效率較高。壓氣洗井轉盤式鉆機 是在轉盤回轉式鉆機上用空氣壓縮機代替泥漿泵,用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環(huán)方式,又稱氣舉反循環(huán)(圖2)。即將壓縮空氣通過供氣管路送至井內氣水混合室,使其與鉆桿內的水流摻混,形成比重小于 1的摻氣水流。在鉆桿外圍環(huán)形水柱的重力作用下,鉆桿內的摻氣水流挾帶巖屑不斷上升并排出井外,流入沉淀池,沉淀后的水流以自流方式流回井內。采用這種鉆機在井深較大時(50米以上),排屑能力大于采用泵吸或射流反循環(huán)的鉆機,因而適用于井深較大的情況和缺水的干旱地區(qū),以及寒帶凍土地層。
有兩種類型:一類是在轉盤回轉式鉆機的基礎上增設沖擊機構,以回轉鉆進為主,當遇到卵石層時用沖擊鉆進的兩用水井鉆機,對各種地層的適應性較強;另一類是將沖擊與回轉作用結合在一起鉆進的水井鉆機,如風動潛孔錘鉆機。它所使用的潛孔錘鉆具(圖5)由缸套和在缸套中上下運動的活塞等組成。缸套下端與鉆頭連接,上端通過螺紋接頭與鉆桿相連,由空氣壓縮機提供的0.7~1.4兆帕的高壓空氣通過活塞上方的逆止閥、空氣分配器和活塞下方的進氣口,推動活塞沖擊頻率作為 700~1200次/分的上下往復運動,使活塞頻繁地沖擊鉆頭,以增強鉆頭鉆進巖層的能力。與此同時,鉆具以35~60轉/分的較低轉速作回轉運動。由活塞上、下空腔排出的空氣,向下進入鉆頭,起冷卻鉆頭的作用,并將孔底巖屑帶出井口。其回轉和循環(huán)洗井部分的結構與用壓縮空氣洗井的轉盤回轉式鉆機基本相同,所用鉆頭為碳化鎢球齒鉆頭或牙輪鉆頭等。風動潛孔錘鉆機可用于硬巖層深井的鉆進,鉆進速度高,且鉆井速度不因鉆進深度的增加而降低,鉆出的井孔較直。
手動水井鉆機配件平板閥推力軸承采用鋰基潤滑脂,每次維修后應檢查潤滑脂的消耗情況,若發(fā)現(xiàn)變質、污染或缺少,應立即給予更換或補充,閥腔應在每次維修時及時進行沖洗,重新加注密封脂,以潤滑閥板和閥座。維修過程中,若閥桿密封填料密封處發(fā)生輕微泄漏時,可通過閥蓋上的密封脂注入閥注入密封脂,阻止泄漏,但施工完畢后應及時進行密封更換。在對閥門進行補注密封脂之前,一定要先考慮閥體的內部壓力,所使用的高壓注塑槍的壓力一定要大于閥內部壓力,才能將密封脂成功注入。在注塑槍內裝入7903密封脂,通過軟管連接到閥門閥蓋上的注入閥。操作注塑槍,注入密封脂。
準確劃線
鉆孔前,首先應熟悉圖樣要求,加工好工件的基準;一般基準的平面度≤0.04mm,相鄰基準的垂直度≤0.04mm。按鉆孔的位置尺寸要求,使用高度尺劃出孔位置的十字中心線,要求線條清晰準確;線條越細,精度越高。由于劃線的線條總有一定的寬度,而且劃線的一般精度可達到0.25~0.5mm,所以劃完線以后要使用游標卡尺或鋼板尺進行檢驗;若對于劃線后檢驗做的不夠,經(jīng)常拿著劃錯線的工件進行鉆孔,根本保證不了孔的位置精度;特別是在等級鑒定的考場上,由于學生們心理緊張擔心工件不能按時完成,往往劃完線后不進行檢驗急于鉆孔,等到發(fā)現(xiàn)孔的位置精度超差較大時已經(jīng)晚了。因此,要養(yǎng)成劃完線后進行檢驗的好習慣。