一種水下鉆爆船及其鉆孔施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水下鉆孔領(lǐng)域，具體設(shè)及一種水下鉆爆船及其鉆孔施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和國防工程的需要，水下鉆孔爆破技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航 道、港口、水利水電，鐵路橋梁、油氣管道、地震勘探、水下清障及防護(hù)工程等諸多領(lǐng)域，其對 水下巖石的處理具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果。由于水下鉆孔爆破受到水流速度、潮軟、涌浪、水深、 復(fù)雜地質(zhì)條件等因素影響，其施工難度大、施工工藝復(fù)雜。國內(nèi)外眾多工程實踐表明，如何 高效、快速、順利的完成水下鉆孔是水下鉆孔爆破工程成敗的關(guān)鍵。
[0003] 目前常規(guī)的水下鉆孔施工技術(shù)采用的是"兩管一鉆"鉆孔方式："兩管"指的是一 條套管、一條鉆桿一鉆"指的是沖擊器鉆頭。"兩管一鉆"鉆孔技術(shù)中的只有一條套管，由 一節(jié)一節(jié)安裝起來，通常每節(jié)2. 5m，遇到水面起伏較大時，需要人工拆卸或加裝套管，操作 繁瑣；"兩管一鉆"鉆孔技術(shù)采用液壓頂推的方式下放套管，難W進(jìn)入基巖，遇到復(fù)雜的覆蓋 層等情況難W保持套管穩(wěn)定。
[0004] 針對復(fù)雜的水文條件如潮軟和涌浪等會影響鉆孔作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性，復(fù)雜的 地質(zhì)條件會造成水下鉆孔困難等不利因素，需要研究出一種新的水下鉆孔能有效解決運(yùn)些 問題。
[000引 目前采用的"兩管一鉆"水下鉆孔技術(shù)，采用一條套管護(hù)，遇到水面起伏較大時，需 要進(jìn)行人工拆卸和加裝套管，操作繁瑣；遇到復(fù)雜的覆蓋層等地質(zhì)條件時，單套管是靠液壓 頂推的方式下放套管，難W進(jìn)入基巖，不能保持套管的穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種由=條管（導(dǎo)向管、護(hù)孔管、鉆桿）和兩個 鉆頭（護(hù)孔管底部的環(huán)形合金鉆頭、潛孔沖擊器鉆頭）組成，可在條件惡劣的水下作業(yè)的水 下鉆爆船及其鉆孔施工方法。
[0007] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種水下鉆爆船，包括一條鉆爆船，該鉆爆 船上設(shè)置有RTK-DGI^定位系統(tǒng)，在鉆爆船上安裝有一臺W上的鉆機(jī)和一臺W上的空壓機(jī)， 空壓機(jī)與鉆機(jī)分兩邊安裝于鉆爆船上，鉆機(jī)上安裝有鉆孔機(jī)構(gòu)，所述鉆爆船的船頭與船尾 部分均安裝有一個W上的錯機(jī)，所述鉆孔機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向管、護(hù)孔管和鉆桿，所述導(dǎo)向管的上 端焊接有一法蘭盤，導(dǎo)向管的管身上開設(shè)有一條貫穿導(dǎo)向管管身的出線槽，導(dǎo)向管的下端 開口，護(hù)孔管自上而下套裝于導(dǎo)向管內(nèi)，所述護(hù)孔管的上端開口端開設(shè)有雙鍵插座，位于該 雙鍵插座的下端護(hù)孔管上安裝有帶有提耳的活動提環(huán)，提耳內(nèi)穿有鋼絲繩，提耳卡裝于導(dǎo) 向管上的出線槽，護(hù)孔管的底部設(shè)置一合金鉆頭，鉆桿自上而下插入于導(dǎo)向管內(nèi)。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉆桿呈中空形狀，鉆桿上端開口端與空壓機(jī)相接，鉆桿 的下端安裝一雙鍵插頭或者安裝一潛孔沖擊器，雙鍵插頭與護(hù)孔管內(nèi)的雙鍵插座扣合連 接，潛孔沖擊器設(shè)置于護(hù)孔管內(nèi)部，潛孔沖擊器的底部伸出于護(hù)孔管的外部，潛孔沖擊器的 底部設(shè)置一沖擊鉆頭。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述法蘭盤的直徑為200mm，出線槽的長度為30-40mm，導(dǎo) 向管的外徑為168mm，導(dǎo)向管的壁厚為8-lOmm。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述合金鉆頭的外徑為130mm-140mm，護(hù)孔管的外徑為 127-133mm，壁厚為 5mm。
[00川作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉆桿的外徑為50mm，潛孔沖擊器的鉆頭外徑為 105-115mm。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述合金鉆頭為硬質(zhì)合金鉆頭。
[0013] 一種水下鉆孔施工方法，具體包括W下幾個步驟：
[0014] 步驟一、利用RTK-DGI^系統(tǒng)進(jìn)行鉆爆船的定位，把鉆機(jī)準(zhǔn)確定位到需要進(jìn)行鉆孔 的位置；
[001引步驟二：先吊放導(dǎo)向管，再吊放護(hù)孔管到水中；
[0016] 步驟接有雙鍵插頭的鉆桿，連接護(hù)孔管的雙鍵插座，空壓機(jī)供氣，開始護(hù)孔管 的鉆進(jìn)，直至進(jìn)入基巖巖面，空壓機(jī)停氣，退出雙鍵插頭；
[0017] 步驟四：吊放接有潛孔沖擊器的鉆桿到水底，空壓機(jī)供氣，開始潛孔沖擊器的鉆 進(jìn)，直至達(dá)到設(shè)計要求的孔底標(biāo)準(zhǔn)，空壓機(jī)停氣，起吊接有潛孔沖擊器的鉆桿；
[0018] 步驟五：進(jìn)行成孔檢測，看鉆孔是否滿足設(shè)計深度要求，如不滿足重復(fù)步驟四，如 果滿足要求進(jìn)行下一步驟；
[0019] 步驟六：把加工好的起爆體藥柱沿著導(dǎo)向管和護(hù)孔管放入鉆好的孔內(nèi)，起吊套 管；
[0020] 步驟屯：重復(fù)進(jìn)行步驟一至步驟六。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用管兩鉆"的水下鉆孔施工方法，由S條管 (導(dǎo)向管、護(hù)孔管、鉆桿）和兩個鉆頭（護(hù)孔管底部的環(huán)形合金鉆頭、潛孔沖擊器鉆頭）組 成，其中導(dǎo)向管和護(hù)孔管在進(jìn)行水下爆破鉆孔施工護(hù)孔時，能形成活動套管，在遇到潮差、 涌浪等水位變化時，護(hù)孔管會在導(dǎo)向管內(nèi)上下移動，從而不受水面變化的影響；遇到復(fù)雜的 地質(zhì)條件如有浮渺層、碎石層、泥石膠結(jié)層等覆蓋層，斜巖，軟弱夾層等情況下，護(hù)孔管底部 銀焊有硬質(zhì)合金鉆頭，具有鉆進(jìn)的功能，可W順利鉆進(jìn)至基巖巖面起到穩(wěn)定的護(hù)孔作用。所 W本發(fā)明的管兩鉆"水下鉆孔施工方法，在復(fù)雜的地質(zhì)條件和水下條件下進(jìn)行水下施工 時，可W大大提高鉆孔成孔率，提高施工效率，縮短施工工期，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明鉆爆船的定位示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明鉆爆船的吊放套管示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明導(dǎo)向管的剖面圖； 陽0%] 圖4為本發(fā)明護(hù)孔管的剖面圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明中護(hù)孔管和潛孔沖擊器的鉆進(jìn)示意圖；
[0028] 圖6為本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟W外，均可WW任何方式組合。
[0030] 本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加W替換。目P，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0031] 如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的一種水下鉆爆船，包括一條鉆爆船1，該鉆 爆船1上設(shè)置有RTK-DGPS定位系統(tǒng)3,位于RTK-DGPS定位系統(tǒng)3 -側(cè)的鉆爆船1上安裝有 一臺W上的鉆機(jī)6和一臺W上的空壓機(jī)4,空壓機(jī)4與鉆機(jī)6分兩邊安裝于鉆爆船1上，鉆 機(jī)6上安裝有鉆孔機(jī)構(gòu)，所述鉆爆船1的船頭與船尾部分均安裝有一個W上的錯機(jī)2,所述 鉆孔機(jī)構(gòu)包括鉆桿5、導(dǎo)向管8和護(hù)孔管9,所述導(dǎo)向管8的上端焊接有一法蘭盤10,導(dǎo)向管 8的管身上開設(shè)有一條貫穿導(dǎo)向管管身的出線槽11，導(dǎo)向管8的下端開口，護(hù)孔管9自下而 上套裝于導(dǎo)向管8內(nèi)，所述護(hù)孔管9的上端開口端開設(shè)有雙鍵插座12,位于該雙鍵插座的下 端護(hù)孔管上安裝有帶有提耳13的活動提環(huán)14,提耳13內(nèi)穿有鋼絲繩，提耳13卡裝于導(dǎo)向 管上的出線槽11，護(hù)孔管9的底部設(shè)置一合金鉆頭15,鉆桿5自上而下插入于導(dǎo)向管8內(nèi)。
[0032] 鉆桿呈中空形狀，鉆桿上端開口端與空壓機(jī)4相接，鉆桿5的下端安裝一雙鍵插頭 16或者安裝一潛孔沖擊器17,雙鍵插頭16與護(hù)孔管9內(nèi)的雙鍵插座12扣合連接，潛孔沖 擊器17設(shè)置于護(hù)孔管9內(nèi)部，潛孔沖擊器17的底部伸出于護(hù)孔管9的外部，潛孔沖擊器17 的底部設(shè)置一沖擊鉆頭18。 W33] 法蘭盤10的直徑為200mm，出線槽11的長度為30-40mm，導(dǎo)向管8的外徑為 168mm，導(dǎo)向管8的壁厚為8-lOmm;合金鉆頭15的外徑為130mm-140mm，護(hù)孔管的外徑為 127-133mm，壁厚為 5mm。
[0034] 其中，鉆桿的外徑為50mm，潛孔沖擊器的鉆頭外徑為105-115mm;合金鉆頭為硬質(zhì) 合金鉆頭。
[0035] 各部件在工作中的用處：
[0036] (1)鉆爆船：主要是為水下鉆孔施工提供施工平臺。
[0037] 似空壓機(jī)：提高高壓壓縮氣體，用于在鉆孔過程中的清孔。
[0038] (3)鉆機(jī)：主要是為水下鉆孔提供動力。
[0039] (4)錯機(jī)：主要用于收放錯繩，保持鉆爆船的穩(wěn)定，用于鉆爆船短距離內(nèi)的移動。
[0040] (S)RTK-DGPS定位系統(tǒng)：主要是進(jìn)行平面測量，配合水上施工定位軟件，可W進(jìn)行 鉆孔的實時定位。
[0041] (6)護(hù)孔管：護(hù)孔管具有導(dǎo)向功能和鉆進(jìn)功能，導(dǎo)向作用可W是乳化炸藥的藥柱 沿著上下，能和導(dǎo)向管組成活動套管，可W保護(hù)鉆桿和潛孔沖擊器。
[0042] (7)法蘭盤：作用是卡在施工平臺的井口，保障導(dǎo)向管不會掉落水中。
[00創(chuàng)做出線槽：導(dǎo)向作用，排渣作用和取出導(dǎo)爆管腳線的作用。
[0044] (9)雙鍵插座：連接雙鍵插頭。 W45] (10)雙鍵插頭蟲接雙鍵插座。
[0046] (11)活動提環(huán)和提耳：提耳內(nèi)穿上鋼絲繩就可W吊放護(hù)孔管，活動提環(huán)卡在護(hù)孔 管頭部下方，由于提環(huán)是活動的所W在導(dǎo)向管鉆進(jìn)時不會把力傳遞導(dǎo)向管，從而保證導(dǎo)向 管的穩(wěn)定。
[0047](。）合金鉆頭：用于護(hù)孔管的鉆進(jìn)。 W48] (1如鉆桿和潛孔沖擊器：鉆桿主要是在鉆進(jìn)規(guī)程中傳遞軸向壓力和旋轉(zhuǎn)扭力矩， 同時可W傳送高壓氣體；潛孔沖擊器能夠沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。
[0049] 如圖1所示，本發(fā)明專利在鉆爆船定位，依靠RTK-DGPS系統(tǒng)實施在電腦上顯出出 鉆爆船的位置，通過鉆爆船前后左右6座錯機(jī)收放纜繩來實現(xiàn)精確定位，此時套管（導(dǎo)向管 和護(hù)孔管）位于施工平臺上。
[0050] 如圖3所示，本發(fā)明專利中的護(hù)孔管頭部內(nèi)有雙鍵插座，此雙鍵插座的作用是當(dāng) 鉆桿連接雙鍵插頭，雙鍵插頭在和雙鍵插座連接，就可W使護(hù)孔管進(jìn)行鉆進(jìn)；護(hù)孔管頭部下 方的活動提環(huán)和提耳作用是，當(dāng)提耳內(nèi)穿上鋼絲繩就可W吊放護(hù)孔管，活動提環(huán)的作用可 W保障護(hù)孔管在鉆進(jìn)的時候不會影響導(dǎo)線管的穩(wěn)定；護(hù)孔管底部有環(huán)形合金鉆頭，此鉆頭 的作用主要是在護(hù)孔管鉆進(jìn)時可W穿過覆蓋層，進(jìn)入基巖巖面。