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1、 湖南某金矿ZK0202钻孔工程设计及孔斜控制 摘要湖南某金矿ZK0202钻孔，位于湖南省岳阳市平江县长寿镇黄金洞乡杨山庄，地处山区，区内构造变形强烈，褶皱、韧性剪切带、断层、劈理、面理广泛发育，构成了本区复杂的构造格局。在这样的地质条件下进行钻孔施工，需要进行严格的工程设计。采用金刚石绳索取芯钻进方法。首先在钻孔结构设计方面采用三级孔身结构，采用91mm的钻头开孔至6m，下入89mm孔口管；中间孔段用直径为75mm的钻头钻进至152m，下入73mm套管；终孔段用59mm的钻头钻进至终孔。选择地质系统液压立轴式岩心钻机XY-5型岩心钻机、国内往复式泥浆泵BW-250型、直径为5cm的供水管、钻
2、机动力用Y250M-4电动机、取芯设备电动机采用Y132S-4型、选择功率大于190kw的发电机组、采用S59型绳索取芯钻具、钻塔选择SG18，附属设备包括小口径金刚石钻进用水龙头、普通提引器、JW-1型泥浆搅拌机、木马夹持器。管材使用金刚石绳索取芯专用管材。选择金刚石绳索取芯双管钻头。59mm孔段钻压控制在4.58.5KN、转速控制在6001200KN、冲洗液泵量控制在3045L/min。75mm孔段钻压控制在610KN、转速控制在400850KN、冲洗液泵量控制在4060L/min。91mm孔段钻压控制在815KN、转速控制在350700KN、冲洗液泵量控制在5070L/min。泥浆采用泡
3、沫泥浆配方为：高阳土45%；Na2CO3 7%；CMC 0.20.3%；PHP 200300ppm；DF-1发泡剂150200ppm。为了解决钻孔偏斜严重的问题，对造成孔斜的原因进行分析，采取必要的防斜手段。首先设备安装及开孔质量必须做好。再者在钻遇强造斜孔段采用下限钻压及转速，即75mm孔段采用钻压6KN、转速355r/min，59mm孔段采用钻压4.5KN、转速577 r/min。最后在钻具的组合上采用满眼钻具防斜，合理的连接扶正器，75mm孔段上扶正器至钻头的距离为9.37m；中扶正器至钻头的距离为3.7m。下扶正器距钻头1m；59mm孔段上扶正器至钻头的距离为7.72m；中扶正器至钻头
4、的距离为3.09m。下扶正器距钻头1m。关键词：钻孔工程设计 孔斜控制 满眼钻具 扶正器The design and hole deviation control for the ZK0202 drilling engineering in the gold mine in HunanAbstract:ZK0202 drilling of a gold mine, located in Huangjindong,Changshou, Pinjiang,Yueyang City, Hunan Province ofChina.It is in the mountains with strong
5、regional tectonic deformation, folds, ductile shear zones, faults, cleavage, foliation widely developed, this area constitutes a complex tectonic pattern,using of diamond coring drilling method.Drilling in such a geological conditions, needs a strict engineering design.First design 3 level structure
6、 in terms of drilling structure.Drill hole with 91mmdiamond bit to 6m,Install 89mm orifice pipe,Intermediate hole section with a diameter of 75mm diamond bit drilling to 152m and run casing 73mm.Finally use 59mm bit drill to the end.ChooseXY-5 Core drilling equipment of geological system Hydraulic v
7、ertical shaft type Core Drill,BW-250 Mud Pump, a diameter of5cm water pipe,Y250M-4 motor,Coring equipment motor type use Y132S-4,Choose generator sets with power greater than 190kw,Using the type of S59 wireline coring drill,Choose SG18 rig,Ancillary equipment including small-diameter diamond drilli
8、ng taps, general mention inducer, JW-1-type slurry mixer, Trojan holder, using a diamond wireline coring pipe special pipe.The 59mm hole section drilling pressure controlled,4.5 8.5KN and Speed control 600 1200KN and Mud volume control in 30 45 L / min.75mm bore section drilling pressure control at
9、6 10KN, speed control at 400 850KN, mud pump volume control in 40 60 L / min.91mm bore section drilling pressure control at 8 15KN, speed control at 350 700KN, wash pump volume control in 50 70L/min.Foam mud formula is: High-positive soil 4 5%; Na_2 CO_3 7%; CMC 0.2 0.3%; PHP 200 300ppm; DF-1 foamin
10、g agent 150 200ppm.In order to solve the serious problems of drilling skew,analyze the causes and take the necessary anti-deflection means.First, the quality of equipment installation and openings must do better.When drilled to strong whipstock formationsuse lower WOB and RPM.That 75mm hole section
11、adopts WOB 6KN, speed 355r/min,59mm hole section use WOB 4.5KN, speed of 577 r / min.Finally, a combination of packed hole assembly on the use of anti-deflection l, reasonable connection centralizer.The75mm hole section, the upper centralizer have a distance of 9.37m to bit.Intermediate centralizer
12、to bit distance of 3.7 m.Bottom centralizer spacing drill 1 m. The59mm hole section, the upper centralizer have a distance of 7.72m to bit.Intermediate centralizer to bit distance is of 3.09m,bottom centralizer spacing drill 1 m.Key words: Drilling engineering design Hole inclination control packed
13、hole assembly centering guide目录第1章前言11.1毕业设计的目的11.2毕业设计的内容要点11.3毕业设计的任务1第2章工程概况22.1矿区自然地理22.2矿区交通条件32.3生活及工作条件32.4 钻孔目的及要求42.4.1钻孔目的42.4.2钻孔要求42.5设计钻孔地层情况4第3章钻孔结构设计53.1确定钻孔结构的原则53.2钻孔结构设计5第4章钻探设备及器材64.1钻机选择64.2泥浆泵74.2.1泥浆泵的流量计算74.3供水泵及供水管84.4动力机94.4.1钻机用电动机的型号和技术参数94.4.2取芯设备用电动机的型号和技术参数94.5发电机组功率选择9
14、4.6绳索取芯设备104.6.1 S59型绳索取芯钻具104.7钻塔104.7.1塔高选择104.7.2钻塔负荷量计算114.8附属设备124.8.1水龙头124.8.2吸水管和高压送水管124.8.3提引器134.8.4泥浆搅拌机134.8.5滑车装置的选择134.8.6天车荷载计算及钻塔校核144.8.7夹持器144.9钻探管材选择14第5章钻机场的修建及设备的安装165.1钻探机场的修建165.2设备的安装与布置165.2.1钻机场的总体布置165.2.2基台木布置175.2.3钻塔安装185.2.4循环系统安装195.2.5安全设备安装19第6章钻进工艺设计206.1钻进方法206.2
15、钻头206.2.1钻头选择206.2.2钻头的使用206.3钻进参数选择216.3.1钻压选择216.3.2转速选择216.3.3冲洗液泵量216.4钻孔冲洗液226.4.1冲洗液的选择226.4.2冲洗液的配置226.4.3冲洗液的维护与管理23第7章钻探质量与保证措施247.1岩矿心采取247.1.1岩矿心采取的质量要求247.1.2岩矿心卡取方法247.1.3取心作业要求247.2钻孔弯曲测量和预防247.2.1钻孔偏斜的原因247.2.2钻孔偏斜的预防257.2.3钻孔偏斜的测量257.3简易水文观测267.3.1观测内容267.3.2观测工具和方法267.3.3观测操作注意事项277
16、.4封孔277.4.1封孔的目的和要求277.4.2封孔材料的选择及浆液的配置、灌注277.4.3封孔质量检验287.5孔深校正287.6原始记录29第8章钻探成本预算308.1成本预算308.2钻探取费30第9章钻探生产组织管理329.1施工现场组织机构329.2施工过程的进度管理措施329.3安全生产措施339.4文明施工与环境保护措施34第10章孔斜控制问题专题研究3510.1研究的目的及意义3510.1.1问题的提出3510.1.2研究的目的及意义3510.2孔斜控制技术的发展状况3610.2.1国外发展现状及趋势3610.2.2国内发展现状及趋势3610.3研究方案及技术路线3710
17、.3.1研究方案3710.3.2钻孔偏斜的原因3710.3.3研究路线3810.4孔斜控制技术措施3810.4.1设备安装及钻进参数3810.4.2满眼钻具组合防斜39结论43致谢44参考文献4545第1章 前言1.1毕业设计的目的毕业设计是学生在校期间十分重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和技能，对实际问题进行研究或设计的综合性训练。毕业论文旨在检验学生独立工作能力、分析和解决问题的能力、创新能力和科学精神。毕业论文工作使学生在思想作风、工作态度、组织纪律和团结写作等方面受到良好的训练，为学生毕业后走向工作岗位做好准备。1.2毕业设计的内容要点毕业设计主要内容包括
18、两大部分（工程设计和专题研究）。其中工程设计主要包括钻探设备选择与布置安装、钻进方法及工艺参数、钻孔冲洗与护壁堵漏、钻探质量保证措施以及钻探经济成本与施工组织管理等内容。专题研究是将工程中的难点、重点加以分析研究，得出结论。1.3 毕业设计的任务通过到现场的毕业实习，参考地质资料，作出钻孔工程设计，完成以下任务:（1）通过现场实习的实际工程案例，根据地质情况，按照设计规范要求设计合理的钻孔结构。（2）根据所设计的钻孔结构以及地层情况选择合理的钻进方法和钻具。（3）选择合理的钻探设备以及附属设备，并根据所选设备进行现场的布置。（4）根据地层情况设计出合理的钻进工艺参数。（5）根据具体的钻探要求选
19、择合理的控制钻探质量的方法和器具。（6）进行施工成本计算，编写施工组织管理方案。（7）针对实习过程中遇到的钻进问题，提出相应的解决措施，作相应的专题研究。第2章 工程概况2.1矿区自然地理矿区地理位置如图2-1所示：矿区图2-1 矿区地理位置图矿区位于湖南省岳阳市平江县长寿镇黄金洞乡杨山庄，地处山区，植被繁茂。黄金洞金矿田位于九岭造山带西端与长寿断陷盆地交接处的东侧，九岭造山带作为扬子板块内一条板内造山带，在长期的构造演化过程中，形成了丰富多彩的构造形迹，区内构造变形强烈，褶皱、韧性剪切带、断层、劈理、面理广泛发育，构成了本区复杂的构造格局。其成矿分布如图2-2所示。钻孔位于半山腰与山下矿区垂
20、直距离大概100米。距钻孔位置水平距离约50米，有一小河，水源充足；无电源。施工期多雷雨，最大风力1.8Kpa。1-韧性推覆剪切带；2-断裂；3-花岗岩4-金矿床；5-地层界线；6-矿脉；7-倒转向斜；8-倒转背斜；9-第三系古新统新余组；1O-白垩系上统戴家坪组；11-冷家溪群第四岩性段第一岩组；12-冷家溪群第四岩性段第二岩组；3-加里东期花岗闪长岩；o3-加里东期斜长花岗岩；52-燕山早期二长花岗岩；3-加里东期二长花岗岩。图2-2湘东北地区地质构造与成矿分布简图2.2 矿区交通条件从湖南省郴州市经（京港澳高速G4）至长沙，再由（S207省道）到达平江县，上（S308省道）至长寿镇，最后
21、由（县道X003）可以到达矿区。钻孔位置处于半山腰需修筑简易公路。2.3 生活及工作条件矿区有寝室、食堂生活条件设施都能满足基本要求。项目部可以租用当地老百姓多余的房子，网络及生活条件都能满足工作的需要。2.4 钻孔目的及要求2.4.1 钻孔目的求C级储量。2.4.2 钻孔要求设计倾角90，终孔直径59mm，岩心分层采取率75。矿心及矿层顶底板10m内回次采取率85。钻孔弯曲度下套管之前、见矿前后及每钻进100m和终孔之后测一次，每100m间距内不得超过2。每钻进100m、主要矿层前后、处理事故完毕均需校正孔深，孔深最大允许误差1。做简易水文观测，每班至少2次，间隔时间应大于5min。原始班报
22、表要求专人、及时、真实、整洁填写。严格按照封孔设计书及钻探规程进行封孔，并采取验证后，及时填写钻探封孔报告书。2.5 设计钻孔地层情况设计钻孔地层情况如表2-5所示。表2-5 设计钻孔地层剖面地层分层孔深（m）岩矿石名称地层倾角（）可钻性等级岩性描述ptln42-206粘土2松散ptln42-26152砂质板岩、千枚状板岩305破碎、漏失ptln42-1152600斑点状板岩、粉砂质板岩、条带状板岩506片里发育、强造斜202矿脉600646含金石英矿脉、蚀变破碎板岩、角砾岩556较破碎ptln42-1646670斑点状板岩、粉砂质板岩、条带状板岩606片理发育、强造斜ptln42-1为冷家溪
23、群第四岩组第一岩性段，ptln42-2为冷家溪群第四岩组第二岩性段。202号矿脉以含金石英脉型矿石为主。矿体呈脉状，透镜状产出。第3章 钻孔结构设计3.1 确定钻孔结构的原则以终孔直径做为拟定钻孔结构的标准，对照理想岩层剖面自下而上拟定各段的口径和开孔直径1。在保证钻孔质量和安全钻进的前提下，尽可能地采用泥浆护壁从而减少或不下套管和少换径，最大限度地简化钻孔结构，以提高钻进效率。3.2 钻孔结构设计分析设计钻孔地层剖面，发现该地层岩性较硬，地层情况较简单，应采用金刚石钻进。自152m至设计孔深670m段，因岩层较稳定可不下套管一径到底。该钻孔下空口管及一层套管即可。为了封闭漏失带，套管下放深度
24、为152m，套管鞋伸入稳定岩层一定深度，空口管长6m。为了满足终孔直径59mm，由此自下而上设计钻孔结构。套管直径为73mm，孔口管直径为89mm。因此该孔开孔用91mm的硬质合金钻头钻进。中间孔段用直径为75mm的钻头。终孔用59mm的钻头。设计钻孔结构如图3-2所示。图 3-2 钻孔结构图第4章 钻探设备及器材4.1 钻机选择钻机是钻探中最主要的设备，选择钻机的依据是钻孔结构和钻进方法。由于此地层大多可钻性在5级及以上，为提高钻进效率，缩短工期，减少钻井成本，则选用金刚石绳索取芯钻进，据此为了满足金刚石钻进所需的较高转速，必须选用具有多个高速档位的钻机，又由于钻进深度670m，终孔直径为5
25、9mm，开孔直径为91mm，所以选择地质系统液压立轴式岩心钻机XY-5型岩心钻机。其各项性能都能满足该钻孔的施工。XY-5型岩心钻机参数见表4-1，外形如图4-1所示。表4-1 液压立轴式岩心钻机XY-5技术参数表钻进深度（）1000 1500钻杆直径（）6050钻孔直径（）150钻孔倾角（）8090回转器通孔直径（）80转速正（r/min）85；166；261；355；294；577；906；1232反（r/min）65 225给进机构型式液压双缸上顶力（KN）135给进力（KN）90给进行程（）500升降机型式行星式带水刹车最大提升力（kn）40提升速度（/）0.89；1.74；2.73；
26、3.13；3.72；6.08卷筒直径（）350钢绳直径（）18.5容绳量（）140移动液压缸行程（）450动力机型式J02-91-4 4135G功率（KW）55 60转速（/min）1470 1500液压缸型式YBC-45/80工作压力8流量（l/min）45外型尺寸（）319014952140生产单位张家口探矿机械厂钻机外形如图4-1所示。图 4-1 XY-5钻机外形4.2 泥浆泵4.2.1 泥浆泵的流量计算流量即是泵量，它的确定是与钻进方法相适应，以保证有效的排出岩粉和冷却钻头为前提。冲洗液量的确定可用公式4-11：Q=FV=4D2-d2V （4-1） =1.240.0912-0.0520
27、.6=204L/min式中：Q冲洗液量；m3s。上返流速不均匀系数；=1.11.3。F最大上返环状空间过流断面面积； m2D由最大钻头外径决定的孔径或最大套管内径 m。d钻杆外径；m。V冲洗液上返流速； m/s。算出流量为所需泵量最大的孔段，作为选定泥浆泵的依据。 图4-2 往复式泥浆泵BW-250型根据公式4-2-1计算结果，所需最大流量为204L/min，因此选用国内往复式泥浆泵BW-250型。其技术参数见表4-2，外形见图4-2。表4-2 BW-250型往复式泥浆泵技术参数类型卧式三缸单作用活塞泵变量方式变速箱四级变速和更换两级缸套流量级数8流量(l/min)35；60；96；166；5
28、2；90；145；250额定排出压力（MPa）7；7；6；4；6；6；4.5；2.5吸入高度（）2.5输入功率（KW）15输入轴转速500缸径（）80；65活塞行程（）100活塞往复次数（次/分）42；72；166；200吸水管直径（）75排水管直径（）50重量（kn）500（不含动力机）外形尺寸1100995650生产厂衡阳探矿机械厂4.3供水泵及供水管由于钻孔垂直高度低于水源位置，且水源充足。因此不需要使用供水泵。工地每天（按8小时计算）用水约300m3，按350m3计算；水源与工地高程差为5m。由此计算供水管类型4。按照理想流体元流或线流的伯诺里方程（能量方程）计算如下：z1+p1g+u
29、122g=z2+p2g+u222g （4-2）设z1为水源处的高程等于0；流速水头为0。则z2为工地处高程等于-5。由于水源与工地高差很小，压强水头pg不考虑。则：u222g=51.5；算出u2=10ms即水管出水口水流速度为10ms。水管直径D的计算：r21083600=350m3 （4-3）计算得：r=2cm即供水管直径D=4cm。为了保证需水要求，防止意外供水不足适当增大供水管的直径大小，选用直径为5cm的供水管。4.4动力机施工地区没有电源，不能直接使用电动机。如果直接使用柴油机带动钻机，既不能为绳索取芯设备提供动力；也不能为晚上施工提供照明电源以及满足钻机场日常生活（如煮饭、烧水、充
30、电等）。因此采用柴油机发电作为动力，用电动机带动钻机。4.4.1 钻机用电动机的型号和技术参数由于目前Y系列及派生系列已经完全取代了J系列电动机，表4-1中的动力机型号已经不适用。因此采用功率与其相当（55kW）的 Y250M-4电动机。其技术参数如表4-3所示：表4-3 Y250M-4电动机技术参数型号功率满载堵转电流/额定电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩转动惯量重量电流(A)速度效率功率因素WP400V380V(r/min)(%)Kgm2(Kg)50HZ 同步转速 1500 转/分 (4 极)Y250M-45510398148030.877.42.22.80.643854.4.2
31、取芯设备用电动机的型号和技术参数根据钻孔结构终孔直径为59mm，以及钻孔孔深。选用S59型绳索取芯钻具，配Y132S-4型电动机。其技术参数如表4-4所示：表4-4 Y132S-4型电动机技术参数型号功率满载堵转电流/额定电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩转动惯量重量电流(A)速度效率功率因素WP400V380V(r/min)(%)Kgm2(Kg)50HZ 同步转速 1500 转/分 (4 极)Y132S-45.57.511.711.1144050.8372.32.50.021614.5 发电机组功率选择根据用电设备（包括照明等设施）的总负荷选择。总功率由下式计算确定：N=p1n1cos
32、1+p2n2cos2+p3n3cos3+NM （4-4）式中：p1、p2-每台电动机的额定功率（KW）；n1、n2-每台电动机的效率；cos1、cos2-每台电动机的功率因数；NM-照明及其他用电的总功率（KW）。估算NM为1KW。由此计算得：总功率N=550.93cos0.87+5.50.85cos0.83+1=190 KW因此选用发电机机组功率不能小于190KW。4.6绳索取芯设备4.6.1 S59型绳索取芯钻具S59型绳索取芯钻具技术参数如表4-5所示：表4-5 S59型绳索取芯钻具技术参数型号钻头内外径（mm）扩孔器内外径（mm）外管内外径（mm）内管内外径（mm）钻杆内外径（mm）接
33、头内外径（mm）钻进深度（m）S593659.54760495838434655.54656.51200S59型绳索取芯钻具所配绞车外形如图4-3所示：图4-3 绳索取芯绞车S59型绳索取芯钻具双管如图4-4所示；其配备打捞器如图4-5所示：图 4-4 S59型绳索取芯钻具双管图 4-5 S59型绳索取芯钻具打捞器4.7 钻塔4.7.1 塔高选择钻塔的高度取决于钻孔深度和起下钻时的立根长度。钻孔越深，立根应越长，钻塔就应越高。钻塔在吊起立根时，顶部应有一定的安全距离，确定钻塔高为：H=KL=1.2513.5=16.875m （4-5）式中： H-钻塔高度；mL-立根长度(m)。施工用的钻杆单根
34、长度为4.5m，三根单根构成一根立根，为13.5m；K-安全高度系数。与起、下钻工具尺寸和提钻安全高度有关，一般可取1.251.4，立根短，提升速度快时，取大值，此处取1.25。表4-6 钻杆立根长度与钻孔深度配合关系孔深（m）500立根长度（m）6991212151518选择四角管子钻塔，依据本钻孔为直孔以及钻孔深度，选择塔SG18，其性能参数详见表4-7。表4-7 SG18钻塔性能参数表1钻孔深度（m）6001000钻孔角度（）90名义高度（m）18立根长度（m）13.5天车最大负荷（KN）200天车额定负荷（KN）150天车滑轮数（个）4钻塔层数（层）11顶层尺寸（m）1.21.2底层尺
35、寸（m）4.54.5塔身质量（kg）2500底座质量（kg）1300最大破坏负荷（KN）550活动工作台负荷（KN）0.80结构特点预加拉力交叉柔性腹杆系生产厂张家口、西北、天津探矿厂4.7.2钻塔负荷量计算提钻具时的大钩载荷：Qdg=kqL1-r1r2sin （4-6）=1.81.0567071-1.058.0sin90=77kN式中：Qdg-大钩载荷；q-每m钻杆柱的质量，50钻杆为7kg/m，73套管按11kg/m计算；L-钻杆柱的长度；r1-冲洗液比重，暂定为1.05g/cm3；r2-钻杆钢材比重，8.0g/cm3；-接头重量修正系数，由于采用接头连接=1.05；-钻孔倾角；K-卡阻系
36、数，K=1.52，浅孔取大值，深孔取小值，此处取1.8。提套管时大钩载荷当下入套管时，提升的只是套管自身的重量，数值是比较小的。当钻孔完毕，要拔出孔内套管时，由于套管与地层有摩擦阻力，此时的提升力比下套管时大的多，所以按拔套管时的力计算。Qdg=kqLsin（4-7）=1.81.0511152sin90=32KN取大值作为大钩载荷，即是Qdg=77KN。4.8附属设备4.8.1 水龙头选用水龙头时主要考虑通过流体流量的能力和密封耐压性能。使用最多的是小口径金刚石钻进用水龙头。本工程选择小口径水龙头。其结构如图4-7所示。图 4-7 小口径水龙头4.8.2 吸水管和高压送水管吸水管采用和BW25
37、0型泥浆泵配合的直径（内径）为75mm的普通输水胶管，靠泥浆池一端连接滤水器（莲蓬头）。送水管为了能保证在高压下不破坏，选用直径（内径）为51mm的高压输水胶管；管壁夹有多层帆布和钢丝，工作压力为10MPa。4.8.3提引器采用普通提引器其结构如图4-8所示：图 4-8 普通提引器4.8.4泥浆搅拌机采用JW-1型泥浆搅拌机；其技术参数如表4-8所示：表 4-8 JW-1型泥浆搅拌机型号规格（m3）机轴转速（rmin）绞筒有限容积（m3）搅拌泥浆能力（m3h）JW-11601124.8.5滑车装置的选择根据最大大钩荷载（7.7t）、钻孔孔深（670m）以及升降机的最大提升能力（4.0t）。选择
38、负荷能力为10t的单轮游动滑车，试用孔深1000m以下。滑车系统中的工作绳数m由大钩荷载Qdg与升降机提升能力Pj确定：m=QdgPj滑（4-8）m与滑车系统的效率关系见表4-9：表4-9 m与滑车系统的效率关系m1234560.970.960.950.930.920.900.900.880.870.850.850.82先假设滑车系统效率=1，那么由公式（4-8）：m=QdgPj滑=77401=1.93由m=1. 93，查得=0.95，带回去有：m=QdgPj滑=77400.95=2.02m值应是整数,并且只能比所算的值大，不能比它小，故取m=3。4.8.6天车荷载计算及钻塔校核理论初步计算需
39、要3根钢绳就能满足提升需要。在实际中，当安装成无死绳的滑车系统时，天车载荷为：Q0=Qdg1+1m滑=771+130.95=104kN当安装成有死绳的滑车系统时。这种系统将对钻塔产生不对称载荷，此时天车载荷为：Q0=Qdg1+2m滑=771+230.95=131kNSG18型钻塔天车额定载荷是150KN，通过以上的计算得出钻孔施工中对天车产生的载荷最大值是131KN，小于钻塔天车额定载荷，所以钻塔不会超负荷工作，即钻塔是满足要求的。4.8.7夹持器采用木马夹持器，主要由卡瓦、夹持板、偏心座等组成采用杠杆偏心凸轮自锁原理进行工作，钻杆靠自重锁紧，安全可靠。其外形如图4-9所示：图4-9 木马夹持
40、器4.9钻探管材选择采用金刚石绳索取芯钻用管材，管材选择如表4-10所示：表 4-10选用管材一览表1金刚石岩心钻探管材系列 （单位：mm）公称系列59S75S91钻头外径59.57591内径364968壁厚11.751311.5扩孔器外径6075.591.5岩芯管外管外径587389内径496381壁厚4.554内外管间隙332岩芯管内管外径435677内径385170壁厚2.52.53.5套管外径73891.8内径6378.597.5壁厚55.255.25钻杆外径55.57167内径466155壁厚4.7556接头 外径内径56.54671616830第5章 钻机场的修建及设备的安装5.1
41、 钻探机场的修建修筑钻机场时要考虑使钻塔的一角或无门的一侧迎着施工期间的主要风向（如果了解钻区长年的风向情况）。一般地，机场地盘应比基台每边大出12米。机场场地必须平坦坚实，稳固，适用，保证在其上布置的基台和安装的钻塔及机械设备不会发生陷塌、溜方歪斜，在整个施工期间自始至终都能安全顺利进行。由于钻机场处于山坡地盘，靠上方一面必须有一定的坡度。给予施工区表层土较松散，因此坡度不应大于45。钻机的地盘面积见表5-1：表5-1 钻机的地盘面积1钻机类型地盘面积总面积(m2)长宽（m）XY-514313115.2 设备的安装与布置5.2.1钻机场的总体布置机场的布置必须合理紧凑，材料的堆放不得影响到起
42、下钻操作，尽量整洁美观。机场布置如图5-1。图 5-1 钻机场平面布置图5.2.2基台木布置基台木得数量取决于钻探设备类型所选定的基台木铺设结构形式。基台木的长度取决于所用钻塔底梁的长度，一般比钻塔底梁长0.5m。基台木的断面尺寸与钻机的钻进孔深有关。根据上述选择原则确定基台木数量为8根；基台木长度为5m；基台木的断面尺寸为250250（mm）。基台木的连接如图5-2所示。图5-2横顺枕交错连接图钻机场场地基础如图5-2所示。1-基台木 2-基台枕图5-2 机场地基浅槽基础基台木布置形式如表5-2和图5-3所示。表5-2 XY-5钻机机座螺栓孔的位置尺寸1机座前排螺栓孔中心连线到立轴中心的垂直距离260mm机座左右两排螺孔间的距离1000mm主动圆锥齿轮中心至机座底部的垂直高度1100mm图 5-3 基台木布置图5.2.3钻塔安装鉴于选择的钻塔类型（SG18四角钻塔）以及钻机场的条件钻塔安装采用分层安装法。钻塔安装图如图5-4所示（钻塔右面和左面相同；后面和前面相同）。图5-4 钻塔安装结构图5.2.4循环系统安装循环系统包括水源箱（池）、循环槽、沉淀池，系统的规格应根据孔深，岩层性质，冲洗液携带岩屑的能