钻探工程学实习报告

1、GPS-15型钻机施工现场实验（演示）报告 专 业 勘查技术与工程 班级学号 1803100115 姓 名 李耀明 指导教师 李俊才 学 期 2012-2013（下） 南京工业大学交通学院 二O一三年四月 一实习概况 此次实习时间是四月十七号下午，实习地点是江浦开发区总部大厦附近的施工场地，实习人员有李老师和我们勘查两个班的六十多名同学。此次实习是整个钻探工程学教学中十分重要的实践环节，使我们学生在课程理论知识学习的基础上，通过对实习场地实地考察和现场实践，获得感性知识并巩固和深化课程理论，使理论与实际相结合，为以后的学习、工作中应用有关钻探工程学打下一定的基础。二实习目的 为了更好地理解掌握

2、课堂上所讲的内容，李老师亲自带领我们到施工现场去，主要是熟悉GPS-15型钻机和了解钻进操作规程等内容。我充分认识到此次实践对钻探工程学的重要性。同时，培养我们学生以后出去工作要吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念，掌握实地操作技能和编写实习报告的能力，总结此次实习与我们所学专业的联系。三实习内容1）GPS-15型钻机 GPS-15型钻机为整体组装式的大口径转盘钻机，适用于钻桩基孔和大口径水井的施工。 1、钻机的组成及机械传动系统 GPS-15型钻机包括主机反循环泵组及一些辅助设备和工具。主机的部件有：转盘、升降机组、传动装置、减速器、底座、液压系统、钻塔及动力机等。

3、 钻机的动力传动系统如图1所示：电动机1的动力经摩擦离合器9输入变速箱2，变速箱为三轴二级三速。从变速箱输出的动力再经双向齿状离合器8及锥齿轮副，可将正、反不同方向的动力输人二级减速的减速箱5，以降低转盘转速，增大扭矩。动力经减速箱输人转盘4，使转盘获得3档正、反转的速度。在变速箱输出轴的末端还将动力分别传至主升降机7和副升降机3。该钻机的三个传动链可由下式表示： 图1 GPS-15型钻机动力传动系统示意图 1 电动机；2 变速箱；3 副升降机；4 转盘；5 减速箱；6 万向轴；7 主升降机；8 双向齿状离合器；9 摩擦离合器 2主要部件 a.转盘 转盘为如图2所示的一级传动转盘。带内齿的联轴

4、器13用花键安装于横轴上，联轴器的内齿与减速箱的联轴齿轮相啮合，以输人动力。小锥齿轮11呈悬臂状。与小锥齿轮啮合的大锥齿轮2装于转台3上，转台3通过上下两盘球轴承6、7安装于壳体1中。在转台的中心位置放置大、小补心4、5，断面为方形的主动钻杆插于其中，以传递扭矩。 图2 转盘结构图 1 壳体；2 大锥齿轮；3 转台；4 大补心；5 小补心；6、7 球轴承； 8 螺母；9 托油盘；10 螺栓；11小锥齿轮；12 轴；13 联轴器b.升降机 GPS-15型钻机配备有主、副两个升降机。 主升降机的结构为定轴轮系传动行星式结构。在升降机主轴左端装有单向超越离合器，通过手轮操作，可实现微调给进。单向超越

5、离合器是一种滚柱式定向离合器，只能单向传递扭矩。在机械传动中，主要用于防止逆转及完成定向传动。当动力机发生故障时，还可用作人力提升。 c.钻塔钻塔高8m,塔门间距1.9m，有较大的操作空间，便于大直径器具上下和钢筋笼下井。钻塔的起落由二个起塔油缸完成，钻塔可以整体放倒后随主机一同装车运输。 在钻塔上焊有U形导轨，作水龙头上下运动的导向。导轨上设有单向岔道，水龙头及主动钻杆可以沿岔道移动，让开井口，并将水龙头及主动钻杆悬吊于钻塔上，工作极为方便。 3液压系统GPS-15型钻机的液压系统主要功能是用于钻塔起落、钻机滑台移动和孔口板的开合。该系统为开式系统（见图3）。 用手动换向阀控制钻塔的竖立和放

6、倒，平衡阀的作用是当钻塔竖立过程中，一旦动力机或液压系统发生故障，平衡阀使油路关闭，不致使钻塔倒下。用换向阀操纵油缸完成机组滑台移动和孔口板开合动作。图3 GPS-15型钻机液压系统图 1 齿轮泵；2 溢流阀；3、7 三位四通手动换向阀；4 平衡阀；5 起塔油缸；6 滑台和孔口板油缸 4反循环泵组为了适应大口径工程钻孔的施工，GPS-15型钻机配备有泵吸式反循环系统。该系统为注水启动的三泵反循环系统，三泵是指6BS型砂石泵3PNL型泥浆泵和2BL6型清水泵。系统以6BS型单级卧式离心砂石泵作为反循环的主泵，其吸水管直径152mm，吸程7.5m，排量180m3min;以3PNL型单级立式离心泥浆

7、泵作为正循环钻进时的主泵，它在反循环钻进时可服务于砂石泵的灌注起动（又称为灌注泵）和作为补浆泵；2BL-6型离心泵主要用于向6BS型砂石泵和3PNI.型泥浆泵的水封环处注水，便两泵得到密封和冷却盘根。泵组（见图4）采用各泵单独驱动的方式，将泵、电气控制箱、闸阀及管线等安装于同一底座上。该泵组可用于正循环及反循环钻进，其使用方法如下：图4 泵组组装图1 砂石泵；2 砂石泵电动机；3 清水泵；4 底座；5 电气控制室； 6 闸阀；7、8 碟阀；9 泥浆泵（3PNL） a.正循环钻进在用回转式钻机正循环钻进时，先将碟阀8关闭，打开碟阀7,关闭闸阀6,再起动3PNL泥浆泵9。这时，泥浆泵排出的泥浆经碟

8、阀7,进人砂石泵1到水龙头，经钻杆中心送至孔底，再从钻杆与井壁之间的间隙返回泥浆池，完成正循环，同时将井底的岩屑排出。 b.反循环钻进反循环钻进与正循环钻进相反，冲洗液自供水池（即做沉淀池），通过井口和井内环状间隙，以自流方式流至井底，然后携带岩屑通过钻杆返回井口，并经过水笼头和排渣管排至供水池，经沉淀后重新流入井内。反循环钻进多采用150200mm 内径的钻杆，只要循环管路内有足够的抽吸力量，钻杆内的冲洗液就可达到很高的上升流速。据计算，钻一米直径的钻孔，使用150mm 内径的钻杆，钻杆内冲洗液的上升流速可达2.04.0m/s。这样能将孔内岩屑及时排出，避免重复破碎，提高工效。施工时，各泵和

9、阀门在正循环的工况下，先启动3PNL泥浆泵，向砂石泵注浆。此时应注意观察砂石泵上的压力表。待压力下降接近于OPa时，起动砂石泵，同时用2BL-6泵保证砂石泵的水封压力。接着打开碟阀8,关闭碟阀7，待砂石泵达到额定转速后，打开闸门，即可进行泵吸式反循环钻进。正常运转时，砂石泵吸水管真空表读数应为-90-100kPa。2)现场钻进操作规程 1、施工前准备一定要充分，现场供水、电力要充足。根据现场的实际情况及施工方案合理开挖供水池、沉淀池及循环沟。2、合理安排钻机及吊机、排渣车的行走路线，将沉渣处理设备安放在合理位置。3、按施工图预先放好桩位，并将护筒埋好。4、钻机就位时，应将基木摆好，确保钻进时钻

10、机平稳。5、钻机就位后应进行校核，使钻孔能保持正中垂直。6、泵组应安排在一个合适位置，使其在整个施工过程中不必移动，且安装高度尽可能与钻机在同一水平面上。7、钻机安装及管路布置结束后，检查管路的密封情况。8、开钻前供水池应注满水，保证施工过程中能足够循环。9、开钻应先用正循环钻进，启动3PNL泥浆泵，在循环管路内注满水，钻至一定的深度换反循环钻进。10、根据钻进的地层正确选用钻进参数。11、接钻杆时螺丝一定要上紧，确保管路的密封。12、钻进过程中需停钻时，应先将钻盘停钻，让砂石泵抽吸1015分钟，待孔底沉渣抽清后方可停泵。13、重新启钻时，应将钻头提离孔底1.52.0m距离启动泥浆泵，使管路内

11、注满水，再换泵吸反循环，并空钻，待排渣口排出泥浆时，再开始钻进。14、钻进过程中，注意孔口水位，使其保持在标定的水位。15、钻进到基岩时，一定要将孔内沉渣排清后方可再钻进。 3）其他设备与工具此次实习我们还有幸实地看到其他一些工程设备和工具，如钻机的钻头、钢筋笼和沉淀池等。 钻头是用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔，并能对已有的孔扩孔的刀具。常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻。(图5) 图5 硬质合金钻头 在桥涵或者高层建筑施工时，根据要求可能要求基础进行打桩，方法是用利用机器冲孔和水磨钻孔，并且孔深达到设计要求，然后向桩孔下放钢筋笼，再插入导管进行混凝土浇注。另外，当混凝土结

12、构物为柱状或者条状构件时，其中心部分不需要配筋，只在混凝土构件接触空气的面底下配置钢筋。如果这个构件是独立的，我们把这个构件周边设置的钢筋预先制作好，这个就是钢筋笼。通常我们把钻孔灌注桩、挖孔桩、立柱等预先制作的钢筋结构叫钢筋笼。（图6） 图6 钢筋笼四实习感想短短几个小时的野外实习很快结束了，不过我们从中实在学到了不少东西，在实习过程中能把所学的知识灵活的理解。增加我们对钻探工程学这门课程新的认识，实际观察到各种工程设备和施工工具。本次实习令我加深了对钻探学的了解，更深刻认识到了学习钻探学的意义，巩固了学习成果，体会到“学以致用”的道理。知识从感性认识升华到了理性认识，从抽象变得具体起来，我学习到了很多书上没有