钻探工程学实习报告.docx
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钻探工程学实习报告.docx
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钻探工程学实习报告
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。
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1GPS-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3GPS-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)
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。
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。
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的东西,了解到钻探工程学对实际工程建设的重要性。
在这里深深的感谢李老师认真的指导。
在实习中学会了在做什么事之前一定要有充分的准备工作。
例如,外出实习要对考察对象做一定的了解,同时,懂得和其他成员合作的重要性。
这些都将对我们日后的学习乃至工作起到积极的作用。
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