DZ／T 0053-2021 液动冲击回转钻进技术规程.pdf
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DZ／T 0053-2021 液动冲击回转钻进技术规程
5.3.1液动冲击器的上下接头螺纹优先采用GB/T16950和GB/T22512.2规定的标准，推荐 纹规格见表4。
表4液动冲击器上下接头螺纹规格
5.3.2液动冲击器应具有防空打功能，冲击器提离孔底时，冲击停止。 5.3.3液动冲击器应具有适用不同钻孔角度的能力。 5.3.4液动冲击器应具有较宽的泵量、泵压范围，以满足各种钻进工艺要求 5.3.5液动冲击器主要易损件工作寿命应符合表5规定
表5液动冲击器易损件工作寿命
5.3.6液动冲击器工作性能应稳定、良好，冲击功和冲击频率易于调整；各部件运动灵活市政常用表格，不 现象
5.3.7液动冲击器应结构简单，运动部件较少且更换方便
6.1钻进设备和附属装置选择
6.1.1.2应选择具备较宽扭矩和转速范围、稳定性好的钻机。
6.1.2.1应根据钻孔口径、钻扎深度 6.1.2.2应选择泵压较高、泵量可调的泥浆泵。地质岩芯钻探常用泥浆泵的额定泵压为4MPa 15MPa
6.1.3附属装置选择
6.1.3.1配用芯轴通孔直径大，转动灵活、密封性好、耐高压、维修方便的水龙头。 6.1.3.2高压胶管应根据孔深和液动冲击器工作压降选择，一般地质岩芯钻探高压胶管的额定工作压 力应选10MPa以上，内径不小于25mm。 6.1.3.3应选择耐高压的专用接头连接高压胶管， 6.1.3.4 泥浆泵与高压胶管间宜安装稳压罐，其额定压力不低于15MPa,容积不小于0.02m~ 0.05m。 6.1.3.5泥浆泵和稳压罐应配备性能稳定的抗震压力表 6.1.3.6泥浆泵吸水管末端应配用密网式莲蓬头。 6.1.3.7宜配备泥浆搅拌机和泥浆固控设备
6.2钻进设备和附属装置使用要求
6.2.1车载钻机安装时，前后底梁的千斤项支座应支承在坚硬地面或基枕木上 6.2.2开钻前应严格检查地面管汇系统及连接钻具的密封性。 6.2.3应设置胶管防缠绕装置。钻进时，不允许人工扶持水龙头及胶管。 6.2.4钻进设备工作时应随时检查零部件紧固情况，防止震动松脱。 6.2.5水龙头应经常注人润滑脂，若发生泄漏，需及时更换密封件。 6.2.6管路配置时，应尽量减少泥浆泵输出端至液动冲击器顶部之间管路的沿程压力损失。
7金刚石液动冲击回转取芯钻进
7.1钻头和扩孔器选择
7.1.1金刚石液动冲击回转取芯钻进包括提钻取芯金刚石冲击回转钻进和绳索取芯金刚石冲击 进，宜采用孕镶金刚石钻头和扩孔器。 7.1.2金刚石钻头和扩孔器的规格、性能及金刚石品级应符合GB/T16950、DZ/T0277、DZ/T 规定。
7.1.3根据岩右可钻性及孔内条件，依据DZ
a) 在硬、坚硬、可钻性级别高、裂隙和破碎岩层中钻进，应选择高目数（细粒度)的孕镶金刚石钻头 和扩孔器： 在中硬以下、可钻性级别低和均质、完整岩石中钻进，应选择低目数(粗粒度)的孕镶金刚石钻头 和扩孔器； c) 在研磨性强的岩石中钻进时，应选择较硬胎体的孕镶金刚石钻头和扩孔器； d) 在研磨性弱的岩石中钻进时，应选择较软胎体的孕镶金刚石钻头和扩孔器。 1.4金刚石钻头胎体的耐磨性、抗冲蚀性、冲击韧性等应满足液动冲击回转钻进要求。 1.5钻头胎体的金刚石浓度一般控制在75%～100%之间。 1.6 人造孕镶金刚石钻头的金刚石粒度以40目～60目为宜。
7.2.1.1应根据岩石可钻性，完整程度和钻孔口径等选择钻压，一般略低于金刚石回转钻进的钻压。在 硬、坚硬岩层中钻进，应适当增加钻压，在破碎、裂隙和非均质岩层中钻进，应适当降低钻压。增加或降低 幅度一般不超过25%。 7.2.1.2钻孔弯曲、超径时，应适当降低钻压。 7.2.1.3金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐钻压见表6。
表6金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐钻压
7.2.2.1金刚石液动冲击回转取芯钻进的转速宜略低于金刚石回转钻进的转速，一般在其范围中下限 液动冲击器冲击频率较高时，可取上限。 7.2.2.2在硬、坚硬完整岩层中钻进时，宜采用较高转速；在破碎、裂隙发育、软硬不均岩层中钻进时，应 适当降低转速。
7.2.2.3钻孔较深、孔斜较严重、超径情况下或钻进强研磨性破碎岩层时.应适当降低转
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7.2.2.4金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐转速见表7
表7金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐转速
7.2.3.1应根据岩石可钻性、完整程度、钻进速度、钻孔口径及液动冲击器类型等选择泵量，一般比金刚 石回转钻进泵量高20%。 7.2.3.2可钻性级别高的岩层钻进时，宜采用较高泵量；破碎地层钻进时，宜采用较低泵量，以减轻对岩 芯的冲蚀。 7.2.3.3金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐泵量见表8。
表8金刚石液动冲击回转取芯钻进推荐泵量
7.3.1液动冲击器组装
7. 3. 2孔口试验
7.3.2.1以下情况应进行孔口试验：
a）绳索取芯钻进，每次下钻前； b）提钻取芯钻进，液动冲击器工作超过20h时；
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7.3.2.2试验时缓慢提高泵量，液动冲击器启动并以低频小冲击功工作，频率随泵量提高而增大，至工 作正常。如不正常，应将液动冲击器卸下重新检查、调整 7.3.2.3液动冲击器正常工作后应将钻具上提、下放数次，测试其防空打功能。 7.3.2.4依据孔内情况和钻进需要，调整液动冲击器的冲击频率和冲击功等参数.并做好现场记录
3.3.1液动冲击器螺纹应连接紧密，无松脱和泄
7.3.3.2下钻遇阻时，应上下活动钻具；无效时，应小泵量循环，缓慢扫孔通过，不得强瞰钻具。 7.3.3.3根据孔内情况，下钻至距孔底一定距离时开泵循环，待孔口有冲洗液返出、泵压正常和稳定后 缓慢回转并下放钻具。
7.3.4.1钻进前0.5m时，钻压宜为正常钻进钻压的2/3，并观察泵压、钻速变化。 7.3.4.2 观察泵压和扭矩变化，适当调整钻压和转速，保持适当的钻速。 7.3.4.3泵压应比金刚石回转钻进时高0.5MPa～2.5MPa。 7.3.4.4 应保持冲洗液性能指标、泵量稳定，保证液动冲击器连续稳定工作。 7.3.4.5中硬以上或研磨性较强的地层钻进时，如钻速变慢应逐渐加大钻压，最大钻压不宜超过正常值 的130%，同时观察钻速变化。如增加钻压后钻速仍较慢，可适当提高泵量，最大泵量不宜超过正常值 的120%。 7.3.4.6泵压持续波动且超过正常值2MPa～3MPa时，应立即提钻检查， 7.3.4.7 应使用卡簧卡取岩芯，不允许投放卡料。 7.3.4.8 每回次钻进结束时应先冲孔再提钻，确保孔内清洁。 7.3.4.9 应根据钻孔口径、孔深、岩石可钻性及完整程度等合理选择岩芯管长度。推荐岩芯管长度见 表9。
7.3.4.2观察泵压和扭矩变化，适当调整钻压和转速，保持适当的钻速。
表9液动冲击回转取芯钻进推荐岩芯管长度
7.3.4.10绳索取芯金刚石冲击回转
a）绳索取芯液动冲击器与常规绳索取芯钻具匹配，无阻卡现象； b）内管总成不随外管总成一起下钻； c）泵送内管总成时，泵压明显升高且液动冲击器启动后再钻进：
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）打捞内管总成前充分循环。
7.3.5钻具维护保养
7.3.5.1每回次后应对液动冲击器进行检查和保养，并及时调整结构参数。 7.3.5.2钻具提出孔口后，应检查变形、磨损和失效情况，必要时立即更换。 7.3.5.3清洗各部件，将螺纹和配合部分擦拭干净，涂润滑脂或其他防锈剂，重新组装。 7.3.5.4拆装液动冲击器时，应使用多触点式自由钳，避免钻具及零件变形，螺纹部位应涂螺纹润滑脂 并拧紧。 7.3.5.5液动冲击器停用后，各零部件应清洗、晾干、涂油，并装箱保存
8硬质合金液动冲击回转取芯钻进
3.1.1应根据钻孔口径及所钻岩层选择 叮削具的类型、数量、出刃大小、镶焊角度及出 刃角。 8.1.2较软岩层且使用高冲击频率，低冲击功的冲击器钻进时，宜选用硬度较高大颗粒的硬质合金。 8.1.3较硬岩层且使用低冲击频率高冲击功的冲击器钻进时，宜选用高强度、高韧性、小颗粒的硬质 合金。 8.1.4常用的硬质合金牌号及性能见表10
表10硬质合金牌号及性能
8.1.5钻头壁厚和钻头钢体长度应比普通回转钻进合金钻头大，在满足岩矿芯采取率要求时，一般钻头 壁厚为10mm14mm，钢体长度为140mm。 8.1.6钻头的内外出刃应对称、平整，镶焊应牢固、耐冲击。 8.1.7液动冲击回转取芯钻进常用硬质合金钻头主要技术参数见表11。
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9液动冲击回转全面钻进
9.1.1可钻性6级及以」
1.1可钻性6级及以上地层，应优先选用具有滑动轴承的耐冲击牙轮钻头。 1.2可钻性6级以下的塑性均质地层，应优先选用耐冲击金刚石复合片钻头 1.3可钻性6级以上的脆性地层，若使用高压高能液动冲击器钻进，应选用硬质合金球齿钻头。
表13牙轮钻头全面钻进技术参数
表14金刚石复合片钻头全面钻进技术参数
表15硬质合金球齿钻头全面钻进技术参数
9.3.1液动冲击器使用前，应仔细检查；如现场条件具备，宜进行探伤检
10.1.1应根据地层情况确定冲洗液性能参数，确保冲洗液的润滑和流变性能良好。 10.1.2冲洗液密度通常控制在1.00g/cm1.25g/cm之间；地质岩芯钻进时，含砂量小于或等于 0.2%，漏斗黏度（苏式）小于或等于30S，大直径全面钻进时，含砂量小于或等于0.5%，漏斗黏度（马氏） 小于或等于605。 10.1.3需提高冲洗液密度时，可加200目以细的重晶石、石灰石粉等。 10.1.4不应选用含有固体润滑球、喷射钻砂粒、堵漏剂等颗粒状情性材料的冲洗液。 10.1.5冲洗液的配制、性能检测和维护按DZ/T0227相关规定执行。
10.2.1孔内返回的冲洗液应进行净化处理。可根据施工现场条件选择配备振动筛、旋流除 机等固控设备。
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要求设置完善的沉淀系统，并及时捞取沉淀物。 10.2.3未使用净化设备的机台，应采用自然沉淀法净化冲洗液。循环槽长度不应短于15m，内宽 220mm~250mm，高200mm，坡度1/100~1/80；循环槽中每隔1.5m~2.0m应安设100mm高挡 板，并安放至槽底。 10.2.4泥浆池、沉淀池上应有遮雨设施，避免雨水流入；防止冲洗场地的水、棉纱、树枝等异物进人 池中。
10.3.1发生冲洗液漏失，应根据现场情况采取必要的堵漏措施；若条件充许，可顶漏钻进。
0.3.2采取随钻堵漏工艺，不应带液动冲击器向孔内灌注堵漏剂、水泥浆液和情性材料等 10.3.3钻遇严重塌及难以封堵的严重漏失地层（溶洞、暗河等）时，应采用套管封隔。
11液动冲击器故障及孔内事故处理
11.1常见液动冲击器故障和处理方法
常见液动冲击器故障和处理方法见表16。
表16常见液动冲击器故障和处理方法
11.2孔内事故预防和处理
11.2.1应对深孔钻进用钻具进行强度校核，满足使用要求。 11.2.2钻具发生卡阻时，最大上拉力不应超过孔内钻柱薄弱处抗拉能力的80%。 11.2.3深孔钻进时，应定期对液动冲击器下接头等关键部位进行探伤检查。长期使用或强力起拨后的 钻杆、液动冲击器接头、外管等应及时探伤检查，并按照规定报废或降级使用。 11.2.4在钻孔全漏失、泵压无显示的顶漏钻进情况下，使用液动冲击器有利于判别孔内工况，预防烧钻 事故。 11.2.5液动冲击器停止工作，或时动时停，应立即提钻检查。 11.2.6孔内事故预防与处理的其他规定按照DZ/T0227、DZ/T0148、DZ/T0260的规定执行
11.2.1应对深孔钻进用钻具进行强度校核，满足使用要求。 11.2.2钻具发生卡阻时，最大上拉力不应超过孔内钻柱薄弱处抗拉能力的80%。 11.2.3深孔钻进时，应定期对液动冲击器下接头等关键部位进行探伤检查。长期使用或强力起拨后的 钻杆、液动冲击器接头、外管等应及时探伤检查，并按照规定报废或降级使用。 11.2.4在钻孔全漏失、泵压无显示的顶漏钻进情况下，使用液动冲击器有利于判别孔内工况，预防烧钻 事故。 11.2.5液动冲击器停止工作，或时动时停，应立即提钻检查。 11.2.6孔内事故预防与处理的其他规定按照DZ/T0227、DZ/T0148、DZ/T0260的规定执行
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表A.1给出了液动冲击回转钻进相关计算公式
附录A （资料性） 液动冲击回转钻进相关计算公式
表A.1液动冲击回转钻进相关计算公式
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表A.1液动冲击回转钻进相关计算公式（续）
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表A.1液动冲击回转钻进相关计算公式（续）
表B.1给出了常见液动冲击器型号及技术
表B.1给出了常见液动冲击器型号及技术参数。
附录B （资料性） 液动冲击器型号及技术参数
表B.1常见液动冲击器型号及技术参数
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表B.1常见液动冲击器型号及技术参数（续）
表B.2给出了绳索取芯液动冲击器型号及技术参数，
给排水图纸表B.2给出了绳索取芯液动冲击器型号及技术参数
表B.2绳索取芯液动冲击器型号及技术参数
表B.3给出了贯通式液动冲击器型号及技术参数
钢丝绳标准表B.3贯通式液动冲击器型号及技术参数
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[1]李世忠．钻探工艺学[M].北京：地质出版社，1992 [2］刘广志.金刚石钻探手册[M].北京：地质出版社，1991 [3]］汤凤林，等．岩心钻探学[M].武汉：中国地质大学出版社，1997 「41王达.何远信.等，地质钻探手册[M.长沙：中南大学出版社有限责任公司，2014
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