钻探试验指导书

1、GPS-15型钻机施工现场实验实习报告专 业勘查技术与工程班级学号1803100233姓名 张国庆指导教师李俊才老师学期2012-2013 下南京工业大学土木工程学院二O 一三年五月、实习时间和地点时间：四月十八号（第八周周三）地点：南京总部大厦附近工地二、实习内容钻探认识实习，即去施工现场认识 GPS-15型钻机，了解GPS-15型钻机 的组成及机械传动系统和主要部件，还有转进操作规程和注意事项（一）GPS-1强钻机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

2、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。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：动力机f摩擦离合器f变速箱f万向轴一转盘牙嵌器f齿轮副f主升降机摩擦离合器f副升降机图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

3、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、主要部件转盘转盘为如图2所示的一级传动转盘。带内齿的联轴器 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。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

4、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。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

5、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）。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滑台和孔口板油缸用手动换向阀控制钻塔的竖立和放倒，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。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。该系统为注水起动的三泵反循环系统，三泵是指6BS型砂石泵、3PNL 型泥浆泵和2BL-6型清水泵。系统以6BS型单级卧式离心砂石

6、泵作为反循环的主泵，其吸水管直径 152mm吸程7.5m,排量180m/min;以3PNL型单级立式离心泥浆泵作为正 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（3PND正循环钻进在用回转式钻机正循环钻进时

7、，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阀7,进入砂石泵 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。、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150200mmi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

8、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。（二）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

9、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

10、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。三.实验感想与心得体会通过这次现场实习，近距离的观察了 GPS-15型钻机，进一步了解了 GPS-15型钻机，知道了 GPS-15型钻机为整体组装式的大口径转盘钻机， 是 适用于钻桩基孔和大口径水井的施工的。进一步认识了钻机的组成及机械 传动系统主要部件，现场观看了钻进操作过程和注意事项，了解到了工人 的辛苦，更加珍惜自己学习的机会。通过老师带领我们去工地现场讲授和自己观看，我掌握了一些初步操 作钻机的技巧，也学到了一些实际生产钻进上的一些小技巧和注意事项， 这些在书本上可能是无法学到的。例如现场调配泥浆和实验室调配的差别 等等。，让我对课上学习的内容有更深层次和更详细的了解，知道了 GP