一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置和排故方法与流程

本发明涉及反井钻机施工领域，特别涉及一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置和排故方法。

背景技术：

1、反井钻机施工矿山高溜井是近几年来技术成熟、工艺先进、措施安全的一种施工工艺，已在很多矿山普遍使用，本案所述工艺具体过程为：用cy－r120vdl型反井钻机先从2965m中段施工直径300mm的导向孔到2635m中段，高差约330米；再在2635m中段内爆破掘进，找到导向孔下口位置，并扩刷一定大小的硐室，便于安装扩刷刀盘；然后在2635m中段已扩刷的硐室内安装直径3000mm的扩刷刀盘；利用反井钻机从下向上边旋转边拉拔，按设计扩刷成3米直径的高溜矿井，安装相应设备后投入使用。

2、反井钻机在施工过程会持续较长的时间，尤其是当钻杆在从下向上边旋转边拉拔的过程中尤为费时，同时矿山井下的用电情况也不稳定，时常会出现停电停工的情况，而此时钻杆依然在预定的导向孔中停留，沿导向孔的深度方向，会存在不同的地质条件，如岩石比较破碎，容易掉块塌孔，造成堵塞钻孔。在钻孔堵塞，钻杆卡钻后，常规处理卡钻的方法有：1、边注水边旋转，同时拉压钻杆；2、采用边加注废机油边旋转，同时拉压钻杆；3、采用炸药爆破形成冲击波的方式进行处理；4、采用石油钻卡钻处理工艺，用高压风吹细沙处理；5、用弱酸进行卡点浸泡；6、采用加固反井钻机基座，强行加大扭矩进行旋转、强行加大压力进行拉、压处理(加大荷载是正常施工的2倍，是设备最大荷载的80％)。

3、如遇到类似本案中的特殊情况，在采用上述处理方法均无法对卡钻钻杆进行有效的故障排除，此时就需要设计出一种新的反井钻机施工卡钻的排故装置和排故方法来进行处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述不足之处提供一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置和排故方法，解决了现有技术中，当遇到特殊情况，采用常规的钻杆卡钻排故方法均无法进行故障排除时，本发明能够有效、安全的对卡钻钻杆进行松动，最终使反井钻机能够再次顺利进行作业。

2、本发明是通过下述方案来实现的：

3、一种无阀滤池自动控制系统及方法，至少包括但不限于辅助钻杆、质量体、动力装置和支撑架；所述辅助钻杆一端与卡钻钻杆螺纹无缝连接，所述辅助钻杆上设置有防坠卡盘，所述动力装置设置在支撑架上，所述动力装置通过绳索与质量体连接，所述动力装置能够将质量体举升到预定高度位置。

4、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，所述辅助钻杆远离卡钻钻杆的端部设置有保护帽；所述保护帽与辅助钻杆螺纹无缝连接。

5、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，在保护帽上设置有导向杆，所述质量体中心位置设置与导向杆大小相匹配的导向孔，所述导向杆贯穿质量体的导向孔设置。

6、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，所述防坠卡盘为相互垂直设置的第一防坠块和第二防坠块；所述辅助钻杆长度方向上设置有2处高度不同的卡槽；所述第一防坠块和第二防坠块分开分别垂直设置在高度不同的卡槽上。

7、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，所述质量体采用分体组合式设置。

8、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，所述质量体包括多个厚钢板，每个钢板的四周设置有螺纹孔，通过螺杆将多个厚钢板紧固为一体。

9、基于上述一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置的结构，所述动力装置为卷扬机，所述卷扬机设置支撑架顶部位置，所述卷扬机通过钢绳与质量体连接。

10、本方案提供一种用于反井钻机施工卡钻的排故方法，其包括以下步骤：

11、步骤一：移开反井钻机高机设备，使卡钻钻杆暴露出来，并将凸出孔口的卡钻钻杆用钻杆卡具进行固定；

12、步骤二：将辅助钻杆与卡钻钻杆螺纹无缝连接，并将保护帽安装在辅助钻杆顶端部；同时在保护帽中心位置焊接导向杆；

13、步骤三：沿卡钻钻杆的周向位置架设支撑架，将卷扬机安装在支撑架顶部位置，卷扬机的中心位置与卡钻钻杆相匹配，同时组装质量体；

14、步骤四：将组装后的质量体通过卷扬机举升至预定高度，并将质量体穿过导向杆；释放质量体，使质量体沿导向杆的方向与保护帽发生冲击，观察卡卡钻杆的位置是否松动，重复冲击过程，直至卡钻钻杆向下移动预定的距离。

15、在步骤一中，并扩刷反井钻机硐室到10米高，为质量体冲击保护帽提供举升高度空间。

16、在步骤二中，将第一防坠块和第二防坠块垂直交错安装在辅助钻杆的卡槽上。

17、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

18、1、本方案采用质量体进行冲击荷载加载的方式对卡钻钻杆进行作业；使整个卡钻的钻杆持续受到上部传导的冲击荷载，从而向下顺利通过卡点位置，在本方案中采用冲击荷载加载的方式是由于在井下隧道中高度空间和隧道尺寸的限制，无法采用更大的静荷载加载装置对钻杆进行加载，本方案的发明人根据现场的情况进行的特殊设计，使用该排故装置能够更加高效，成本更加低廉的对卡钻钻杆进行排故；同时本方案示会对现有的反井钻机机体及配套设施造成破坏，在排故完成后反井钻机能够正常作业，不影响整体施工进度。

19、附图说明

20、图1为本发明整体的结构示意图；

21、图2为本发明施工位置的示意图；

技术特征：

1.一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于，至少包括但不限于辅助钻杆、质量体、动力装置和支撑架；所述辅助钻杆一端与卡钻钻杆顶部连接，所述辅助钻杆上设置有防坠卡盘，所述动力装置设置在支撑架上，所述动力装置通过绳索与质量体连接，所述动力装置能够将质量体举升到预定高度位置。

2.如权利要求1所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：所述辅助钻杆远离卡钻钻杆的端部设置有保护帽；所述辅助钻杆与卡钻钻杆螺纹无缝连接，保护帽与辅助钻杆螺纹无缝连接。

3.如权利要求2所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：在保护帽上设置有导向杆，所述质量体中心位置设置与导向杆大小相匹配的导向孔，所述导向杆贯穿质量体的导向孔设置。

4.如权利要求3所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：所述防坠卡盘为相互垂直设置的第一防坠块和第二防坠块；所述辅助钻杆长度方向上设置有2处高度不同的卡槽；所述第一防坠块和第二防坠块分开分别垂直于辅助钻杆设置在高度不同的卡槽上。

5.如权利要求4所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：所述质量体采用分体组合式设置。

6.如权利要求5所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：所述质量体包括多个厚钢板，每个钢板的四周设置有螺纹孔，通过螺杆将多个厚钢板紧固为一体。

7.如权利要求1～6任一所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置，其特征在于：所述动力装置为卷扬机，所述卷扬机设置支撑架顶部位置，所述卷扬机通过钢绳与质量体连接。

8.一种用于反井钻机施工卡钻的排故方法，其特征在于：其包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故方法，其特征在于：在步骤一中，并扩刷反井钻机硐室到10米高，为质量体冲击保护帽提供举升高度空间。

10.如权利要求9所述的一种用于反井钻机施工卡钻的排故方法，其特征在于：在步骤二中，将第一防坠块和第二防坠块垂直交错安装在辅助钻杆的卡槽上。

技术总结
本发明公开了一种用于反井钻机施工卡钻的排故装置和排故方法，至少包括但不限于辅助钻杆、质量体、动力装置和支撑架；所述辅助钻杆一端与卡钻钻杆连接，所述辅助钻杆上设置有防坠卡盘，所述动力装置设置在支撑架上，所述动力装置通过绳索与质量体连接，所述动力装置能够将质量体举升到预定高度位置；本方案采用质量体进行冲击荷载加载的方式对卡钻钻杆进行作业；使整个卡钻的钻杆持续受到上部传导的冲击荷载，从而向下顺利通过卡点位置，在本方案中采用冲击荷载加载的方式是由于在井下隧道中高度空间和隧道尺寸的限制，无法采用更大的静荷载加载装置对钻杆进行加载，本方案的发明人根据现场的情况进行的特殊设计，使用该排故装置能够更加高效。

技术研发人员：邹文,张德友,李超,赵波,敬晓晏,陈仕海,畅伟峰,管桦,雷从三
受保护的技术使用者：四川里伍铜业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17