GPS-15型钻机施工现场

实习报告

                          专   业     勘查技术与工程

                          班级学号        1803100118  

                          姓   名        钱德凯_____

                          指导教师            李俊才___

                          学     期     20##-2013第二学期  

南京工业大学交通学院

二零一三年四月

     钻探现场实习报告

一、实习时间

  20##年4月17日

二、实习地点

  总部大厦建筑场地

三、实习的目的和任务

    了解GPS-15型钻机的操作规程和钻进方法，加强理论认识，并且通过实习了解自己的专业特点，学习一些基本的技能，深化巩固知识，通过实际的认知和现场操作来培养学生动手动脑的能力。

四、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。

    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                

    2.1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。

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

2.2 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。

    2.3 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）。

   

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泵作为反循环的主泵，其吸水管直径152mm，吸程7.5m，排量180m³／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（3PNL）                                                                                     

4.1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。

    4.2、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150～200mm 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2.0～4.0m/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。

五、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10～15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1.5～2.0m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。

六、实习感想

     4月17日下午，我们勘查专业一行人来到了总部大厦工地的施工现场，一进去就看到很多施工人员在里面作业，在老师和工作人员交谈后，我们便开始了认知实习，首先看到的就是钻孔灌注桩的钻头，虽然以前在课件上见过，但是看到的实物远比课件的视觉效果要好。这里的钻头的合金主要用的是硬质合金回转钻头，图片上清晰可见，机器的端部镶嵌着长方形的钻头。而且也看到了现场工作人员正在用钻头施工，也了解到施工时要注意的事项。

     对于钻机的工作原理和流程有相当多的了解，这是长期在操作机器工作的收获，只有这样才能完全清楚钻机的工作方式，以及那里可能出现什么样的问题，只会理论不去实践只能是纸上谈兵。在参观完钻机钻头和其施工过程后李老师又带我们参观了岩心管的形状并且讲解了其用途和工作方法，灌注桩的钢筋笼的制作和焊接，泥浆池等等。在与施工人员交谈中又了解到打桩时静载实验的基本流程和加载顺序，地基处理的一些方法，只有亲身经历过后才能真正体会到其中更多的细节，比如地基处理的详细过程，桩的布置方案，桩的尺寸和规格，钢筋笼的长度和配筋要求，钻机钻进中一些常见的问题。这些东西都是在课堂上学不到的。

     结束了这次意犹未尽的实习，巩固了自己的知识，了解到了钻机钻进的方法和工作原理，也了解到了施工前勘察的一些基本情况，对自己的从事的专业有了更深的了解，也激发了学习的兴趣，希望以后能多一些这样实习的机会，让自己对自己的专业有更深一层次的认识和了解。

第二篇：岩土钻掘工程学实验报告一

实验一　钻探设备、钻具、钻头观测及实钻实验

实验日期         姓名          班级          学号        实验成绩      

一、实验目的：

1、通过观测几种类型的钻机、钻塔和泥浆泵，了解各自的结构、性能及在地质勘探中的应用。

2、对比各种钻机的结构特点，了解各种钻机的优点以及不足，对于钻机的应用条件有一定的了解。

3、重点观察不同型号的三类取芯钻头，并进行彼此间的比较来加深理解，顺便了解不取芯钻头。

4、了解取芯钻具的种类以及各种不同的取芯方式和原理，重点了解绳索取芯和卡簧取芯，干烧了解即可。

5、了解集中钻头的结构要素及其适应的地层。

6、了解各种钻探事故的处理方法、原理以及常用工具。

7、观实钻实验了解整套钻具的连接以及钻杆的连接和取卸。

二、实验器材：

1、不同型号的金刚石钻头（表镶、孕镶）；不同型号的硬质合金钻头（磨锐式、自磨式）；钢粒钻头；

2、取芯管（单层管、双层管）若干套；

3、钻铤、水龙头、异径接头、钻杆等钻具以及扳手、管钳、链钳、矢锥等附属工具；

4、井下液压钻机；连接好所有设备的SPC-300D型水文水井钻机；

5、SMK—89型单动双管取心器；SQ—75型绳索取心钻具；

6、三角板、直尺、游标卡尺的测量工具若干套；

三、主要实验内容：

（一）钻探设备观察

1、钻塔的功用：辅助钻机起升、下放钻具

2、钻机结构组成：a、电机；b、升降系统：起升、下放钻具；c、液压系统：控制钻进规程参数（钻压、转速）。升降机—电机— 离合器—变速箱 —分动箱—立轴—（回转器）—液压油泵（钻压调节，实现加压、减压、浮动钻进等）

3、泥浆泵作用：a、向钻孔内泵送高压冲洗液；b、冷却钻头；c、携带岩粉；d、维护孔壁稳定；e、润滑钻具。

(二)、接通电源让SPC-300D型水文水井钻机运转，进行下列工作：

u 观看钻机的离合、变速、分动

u 观看钻机的给进、夹持和提升钻具

u 观看钻杆的连接和拆卸

u 观看卷扬提升、下降和制动操作

（三）、听老师讲原理

l 观察实验室的那台液压式钻机，听老师讲解其工作原理以及各部分的操作方法和功用。

l 观察岩心管，听老师讲解卡簧取芯以及绳索取芯的原理和方法步骤，对两种方法的优缺点进行对比。

l 听老师讲解泥浆泵的工作原理，以及泥浆在整个钻具中以及钻探过程中的循环路径和泥浆的作用，了解泥浆的循环情况。

（四）钻具组合观察

 1、钻具组合：水笼头—主动钻杆—连接钻杆—加重钻杆—岩芯管—扩孔器—钻头—单动双管取芯器

2、取心器结构为：

                稳定接头—外管—（导正环）—扩孔器—钻头

双管接头

   调节机构——单动结构（报信和缓冲机构）——内管接头——回水球阀——内管——卡心机构

       3、取心器特点：

             （1）单动性好，提高了岩芯质量及采取率；

             （2）可钻进各种软硬岩层；

（3）    钻孔较安全

4、绳索取芯钻具：打捞器；井下钻具总成

（五）三大类钻头观察

1、钢粒钻头

2、硬质合金钻头

            结构参数：镶焊方式

                      切削具出刃

                      水口、水槽

                      钻头体

3、金刚石钻头:表镶、孕镶

4、复合片钻头、牙轮钻头

5、取芯方式：单管投卡料卡取；

               双管卡簧卡取；

               干烧的方法

四、思考题：

1．简述NBB-200/40泥浆泵的工作原理？

电动机通过三角皮带、传动轴、离合器以及齿轮转动，带动曲轴、连杆、拉杆、活塞做往复运动。活塞往复一次，活塞前后两组进排浆阀各完成一次进、排浆动作。

2．测绘一种钻头的结构要素

钻头结构要素

五、实验心得与体会