反井钻机工作原理及基本操作

一、反井钻机工作原理

反井钻机采用由上向下钻导孔,由下向上扩孔,需要上下水平都形成生产系统,其中上水平主要是主机和导孔洗井液循环系统、冷却系统等。下水平主要是出渣系统,包括装岩机和运输设备。钻具部分包括钻杆、钻头和破岩滚刀。RBM-200型反井钻机,其工作原理为,液压马达驱动动力水龙头,将扭矩传递给钻具系统,带动钻具旋转,破岩采用镶齿盘形滚刀,滚刀在钻压的作用下沿井底滚动,从而对岩石产生冲击,挤压和剪切作用,使其破碎。导孔时岩屑沿钻杆与孔壁间的环行空间由洗井液提升到上水平,扩孔时岩屑靠自重落到下水平。

改造后的新液压系统为双回路结构，左侧为动力头旋转回路和主推力缸快速运动回路，右侧为辅助系统供油回路和动力头工进供油回路。 

动力头在导孔和扩孔时由变量泵2供油，电磁换向阀17用来控制液压马达的正转或反转。电液比例流量阀16是液压马达调速阀，它通过控制液压马达的供油量对液压马达进行调速。主推力缸有两路供油回路，在工进时由辅泵4供油，溢流阀12控制供油压力。辅助系统供油回路上的电磁换向阀19控制主推力缸的运动方向，液压锁21用来对液压缸进行固定，使其停留在一个工作位置。单向顺序阀22使主推力缸保持一定的背压，防止工进结束时发生前冲；主推力缸还可由主泵供油，满足装卸钻杆时快速升降的要求，主泵供油回路上的电磁换向阀19控制供油方向。液压马达和主推力缸的主泵供油回路上都设置了电液比例流量阀，用来对油路上的压力进行实时控制，以确保反井钻机正常运转。其他辅助油缸都由辅泵供油。

二、反井钻机的基本操作

1、接钻杆

（1）导孔钻进时每钻完一根钻杆上提钻具200毫米，冲洗井底2～5分钟，然后停转，将下卡瓦卡住钻杆下方扁。控制按钮使动力头慢转以使下卡瓦外齿对正卡座内齿，然后停止转动。控制按钮下放动力头，将下卡瓦进入卡座。

（2）控制按钮使辅助卸扣装置的棘爪扣住并推动棘轮，一旦松动则收回辅助卸扣装置。

（3）控制按钮进行卸扣，同时控制按钮向上慢慢提起动力水龙头使动力头活动套指标杆处于中间位置，卸开后将动力头上升至最高位置。

（4）在钻杆公扣上均匀涂抹丝扣油。

（5）操作转盘吊控制阀，将钻杆车上的钻杆吊放到机械手上。控制按钮把钻杆送入钻机中心。

（6）控制按钮下放动力头，使活动套指示杆处于最上位置。控制按钮正转动力头，待上端丝扣接好后立即停转，上升动力头，使指示杆处于最低位置。松开机械手并返回原位，然后接下端丝扣。最后上升动力头，取出卡瓦，使可能转入钻进。

2、卸钻杆

（1）扩孔钻进一根钻杆后，动力头停转。用下卡瓦卡住下一根钻杆的下方扁，下放动力学水龙头，将下卡瓦进入卡座。

（2）操作辅助卸扣装置和马达反转松扣，使钻杆上端丝扣松动。

（3）上升动力水龙头使活动套指示杆处于最低位置，用上卡瓦卡住钻杆上方扁，下放动力头使上卡瓦进入动力头内齿圈，反转马达，并慢慢上升动力头，使上卡瓦始终在内齿圈里直到下端丝扣卸开。

（4）上升动力水龙头，卸下上卡瓦，操作机械手，抱住钻杆，马达反转，卸下上端丝扣。

（5）将动力水龙头上升至最高位置，收回机械手并用转盘吊将钻杆吊放到钻杆车上。

（6）在钻杆公扣上均匀涂抹丝扣油。【注：在执行步骤2时，若首先使下端丝扣松动，则应先将丝扣重新拧紧，取出下卡瓦，下放动力头，用下卡瓦卡住所卸钻杆的下方扁，并使之进入卡座。用步骤2使丝扣松动（注意松开不能超过1/2转），提起动力头，将下卡瓦重新卡住下一根钻杆的下方扁，并放入卡座，执行步骤3，4，5。】

（7）下放动力头，使活动套指示杆处于最高位置，马达正转接扣，上紧丝扣后，提升动力头，取出下卡瓦，进行扩孔钻进。

3、开孔钻进

（1）调整动力水龙头出轴转速为额定值。

（2）将动力水龙头升至最高位置，把事先与异型钻杆相连接的导孔钻头移入钻架底孔并用下卡瓦卡住异型钻杆的下方扁，设法将卡瓦放入卡座。

（3）钻杆放入机械手，卡住钻杆，操作机械手，将开孔钻杆送入钻架。

（4）接开孔钻杆，收回机械手。

（5）上升动力水龙头，取出下卡瓦，将扶正器装在开孔钻杆上，下放动力水龙头，使之进入卡座。

（6）开泵供洗井液和冷却器用水。

（7）控制按钮，使动力水龙头正转，同时控制按钮，使动力水龙头向下推进，同时调节阀<11>、阀<12>使之为所需钻压，开始开孔钻进。

（8）开孔一般为5～8米，开孔结束后，拆去扶正器，换下开孔钻杆，接上正常钻进时的钻具组合，进入正常的导孔钻进。

4、导孔钻进

（1）一般情况下，导孔钻进转速应高于开孔钻进转速，所以应调节动力水龙头出轴转速，可以用Ⅱ档或Ⅲ档。

（2）钻压控制。一般情况下，对于松软地层和过渡地层应采用低钻压，对于硬岩和稳定地层宜采用高钻压。

（3）在钻透下水平左右，应逐渐降低钻压。

5、Φ1.4米扩孔钻进

（1）导孔钻透后,在下巷道用卸扣器将导孔钻头和异型钻杆卸下,接上 米扩孔钻头。

（2）调节动力水龙头出轴转速为预定值,可用Ⅱ档或Ⅰ档。

（3）拆去冲洗液软管，用一个三通将冷却水泵的水分出一部分供扩孔钻头以冷却钻头、消尘。

（4）在扩孔钻头全部进入钻孔时，为防止钻头剧烈晃动而损坏刀刀具，应就使用低钻压、低转速，待钻头全部进入后方可加压钻进。

（5）扩孔钻压的大小是根据地层的具体情况而定的。从刀具的使用寿命来看，一般不宜超过300千牛顿，即30吨。

6、Φ2.0米扩孔钻进

（1） 1.4米扩到上水平后,将钻头中心与钻杆连接丝扣卸松,并再轻微紧上,然后将钻头下放到下水平,拆下 1.4米扩孔钻头,换上 2.0米扩孔钻头。

（2）调节动力水龙头出轴转速为Ⅰ档（即最低速）。

（3）同 1.4米扩孔一样，用小钻压开孔，待钻头整个进入空内后，方可加压钻进。钻压一般不宜超过300千牛顿，即30吨。

（4）钻进到稳定器露出停钻，将钻头卡在井口位置，钻机拆离井口，采用放小炮松动岩石，用人工方法去掉上部岩石，露出扩孔钻头，以便将钻头提出井孔。