全液压桅杆式钻机冬季施工的防寒处理措施

1、全液压桅杆式钻机冬季施工的防寒处理措施【摘 要】2011年冬，在辽宁鞍山黑石砬子铁矿施工钻孔zk925号为例，使该钻孔顺利施工结束。本文介绍一下具体方法。【关键词】钻孔；具体方法；zk925号钻孔；防护1. 存在问题全液压桅杆式钻机以其优越性能，如搬迁简便、回次长、能打大倾角钻孔等，在钻探施工地质灾害处理等得到广泛应用。但在冬季施工中防寒工作很难处理，明显问题是泥浆泵、供水管道发生冻堵，设备低温运行不良，工人作业条件不好保障等。2009年10月在辽宁辽阳寒岭平顶山铁矿施工的sk2号水文钻孔，使用全液压桅杆式钻机施工时，因天气寒冷造成大量水管损坏，设备故障屡屡发生，液压机械操作不灵，施工进度很慢

2、，一个多月进尺226米，施工费用多达近20万元，是正常施工费用三倍。2. 以辽宁鞍山黑石砬子铁矿施工钻孔zk925号为例2011年冬，在辽宁鞍山黑石砬子铁矿施工钻孔zk925号，该钻孔位置处于山的背阴坡，且正是北风口处。地表温度-5度15度。设计孔深550米，设计倾角57度，025米为世纪层，25270米为易弯曲的千枚岩，270550为石英岩及红铁矿互层的坚硬岩层，水源离钻孔较远约600米，施工难度很大。施工所用钻机ydx-3l，桅杆高度9米，施工最大钻孔倾角45度，付卷扬及泥浆泵随钻机一体，属于履带式自行钻机，生产厂家北京天和众邦。2009 年施工的sk2号钻孔也是该钻机施工。图12.1 具

3、体方法。施工前吸取09年sk2钻孔的教训，经过精心设计，充分准备，于2011年12月2日开孔，2011年12月29日终孔，使该钻孔顺利施工结束。具体方法介绍如下：放孔后根据钻孔倾角和方位平整地盘，地盘长宽比正常稍大一点，一般在5米×14米以上，地盘控制使钻孔位置在6.5米×3米处，如地质图1所示。平整好地盘后正常安装钻机设备开孔检查，设备不再移动，待地质开孔检查后挖泥浆坑及循环槽，泥浆坑与钻机之间要有1.5米左右的距离，泥浆坑要规整紧凑，余土填到低处去。下一步我们租用脚手架的架管及连接扣，按5米×14米的地盘外框，搭起一个棚架，棚架的前部高度4米长约7米，后部高度

4、6米，一面坡形，棚架的各个立杆要坐在硬地面上，棚的两侧要搭成三角形架管支撑如图2所示。搭建棚架一定要坚固可靠，最好雇佣有证架工配合搭建，保证搭建过程安全及棚架坚固。在泥浆坑一侧可用较长架杆搭在棚架侧杆上，斜支过泥浆坑并用连接扣紧固，即起到加固棚架的作用，又能使披挂篷布时，将泥浆坑苫在棚内。棚架搭建好后就可用苫布或四角塔的塔衣将棚架蒙上，披挂篷布时棚架的下部一定要蒙严留门，上部桅杆周围留有0.7米×2米的空洞，给上下钻杆和钢丝绳运动留下空间，桅杆处在棚的6米高度内，正常情况下，水接头在棚内，棚里热气流向上去，可防止水接头冻堵。这样避风防寒的工作棚就搭建完了，如图3所示。图2图32.2

5、冬季正常钻探生产，只靠工作棚挡风远不够，棚内需要取暖。取暖的热源我们采用三种方式共同使用:（1）利用钻机发动机余热，ydx-3l钻机使用康明斯发动机，功率132千瓦，发动机正常运转后会放出很大热量，整机在棚内对内温度的提升起到很大的补助作用。但这种方法一定要注意安全，发动机的废气要格外安装排烟管道排到棚外，以免施工人员因缺氧发生中毒，如图4所示，气压低的天气还要有其他排气措施。（2）照明灯余热利用，由于棚内封闭，仅留少量作业通孔，棚内黑暗，我们采用碘钨灯照明，共用三只灯照明，每只1千瓦，三只也有很高的余热。但要注意用电安全。（3）主体取暖措施是生煤炉子，在棚内安一个铁炉子烧煤取暖，可以很好的调

6、节棚内温度，但同样要注意排烟，还要注意防火，棚内要备有灭火器。2.3 水源管道的防护。冬季施工水源保障的可靠性，直接影响钻探生产效率，管路中的水一旦冻结，极难处理。一般情况下，管道中水冻结有三种方式，存水冻结和挂壁冻结，存水冻结是水没有彻底回流，留在管中长时间冻结堵塞管路。挂壁冻结是水在管内流动过程中，管壁水结冰，时间长结冰厚度逐渐增大，流水截面逐渐减小直至堵死管路。还有一种情况是管路中的流水结有冰絮，集到一处堵塞管路。图4图5zk925号钻孔距水源地约600米，落差高度约50米，采用潜水泵供水，管路采用1.2寸聚乙烯朔料管。水管的防护采取全管线保温管包裹，内附一条自控温伴热带，最外用专用布带

7、捆紧。管路保温管是一种类似海绵状不透水的开缝管，配有不同管径型号，并有多种厚度，根据当地气候情况选定，市场均有出售，zk925号孔选用15mm厚，捆绑用的布带随保温管可一同买到。伴热带是一种利用电能的发热材料，其结构如图5所示，它有两条平行的金属导线，两导线用一种特制的塑料材料间隔包裹，这种材料具有较弱的导电性，其导电电阻随温度的增高而增大，两根导线在加上电压的条件下，电流流经导电塑料而发热，温度升高后，塑料的导电电阻增大，电流减小，发出热量减少，从而起到控温作用，在这种结构的外层又封装一层塑料绝缘层。伴热带的参数不同，有多种型号，平行导线距离12mm的，可以100米一供电，平行导线距离10m

8、m的50米一供电。功率有25瓦/米和35瓦/米。控温一般小于70度，使用电源有110伏和220伏的，市场均有出售。zk925号钻孔供水管道，首先使用的是泰州升达电热材料有限公司生产的dxw-12j型伴热带，输出功率小于35w/m，自控温度小于70度，220伏市电供电，供电最大长度100米，但因生产质量问题，控温不准，将全部处理好的防寒管线烧毁200米，造成很大的经济损失和时间损失。后来补充购买芜湖市科阳电热材料有限责任公司产的dbr-j-25-220型伴热带，输出功率小于25w/m，其它参数与上相同，使用效果良好，伴热带在选购时一定要注意质量和参数的选定。管路的防寒包装是一项很细致的工作，水管

9、连接铺好后，首先随管线铺放伴热带，一次铺放100米，从一头套装保温管，套装保温管时要让伴热带在水管底部，伴热带两端头留在保温管外约300400mm，伴热带不必在水管上缠绕，然后用专用布带圈压圈绕紧，使保温管开缝闭严，伴热带距水泵一端，要离水面或冰面35米，保温管可包装到水面以下，没有被伴热带加热部分要让水能全部回流。在包装下一段管线时，伴热带的端头与上一个端头要有一点交叉，不留加热空段，以此类推，直至管线包完。最后一条伴热带有剩余，多余部分剪断，因为小于100米的任意长度都可以直接接入电源。如图6做好保温的管线，伴热带的接线供电很重要，要保证管线运行的可靠性和安全性。zk925号孔伴热带的供电

10、是220伏，启动功率约20千瓦，本孔采用三相四线制市电供电，电缆单相截面大16mm2，这种接线方式可以减小相线和零线电流，还能使供电网络相间平衡，接线时要注意三相的负载大致相同，该管线每相大约供电200米，如图7所示。本孔管线伴热带供电点有三个，每个点正好对应一相，给这个点的左右两伴热带供电，这两条伴热带要并联接入电路，接线端要接在防爆盒内，这样可以防止进水短路，又可以防止发生触电事故，如图8所示。伴热带的另一端，也就是非电源端，两根金属导线绝对不能短接，否则会因短路烧毁所有管线材料，该端还要严格防水，要装在防爆端盒内。伴热带的控温不一定准确，这主要是产品质量不一定都过关，如果过热，会将管线材料烧毁，还容易引发火灾。如上述，本孔开始就是未加控制将伴热带直接接入电源，烧毁200米管线。为了避免类似问题再次出现，本供电线路的电源采用了时间继电器，控制三相交流接触器，进行间歇式供电，如上图7所示。这样既提