水井鉆機作業時,電動機通過傳動裝置驅動沖擊機構,帶動鋼絲繩使鉆具作上下往復運動,在向下運動時靠鉆頭本身的重量切入并破碎巖層,向上運動靠鋼絲繩牽引。浙江打井機鉆頭沖程為0.5~1米,沖擊頻率30~60次/分。巖屑由抽砂筒清出地面,鉆進與清除巖屑同時進行。其次是第二種回轉式水井鉆機,它主要依靠鉆具的回轉運動破碎巖層而成孔。主要有5種:(1)鍋錐。利用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。根據鉆具的大小分別稱大鍋錐和小鍋錐,可由人力或動力驅動。切下的土屑落到鍋內,提升到地面卸出。其結構簡單,低,打井機適宜于一般土層或砂卵石土層。鉆井深度小鍋錐為80~100米,大鍋錐為30~40米。(2)循環泥漿洗井轉盤式鉆機。由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機等組成。作業時,動力機通過傳動裝置驅動轉盤,由主動鉆桿帶動鉆頭旋轉破碎巖層。有正、反兩種循環方式。
工程鉆機的使用考慮建筑的載荷和工程地質狀況、并將樁基礎的持力層設計在基體巖石上,提高單樁承載力,也可配備多種規格鉆頭,此系列鉆井機機,適用于卵礫石、膠結卵礫石和嵌巖等復雜的基礎工程施工,廣泛應用于橋梁鉆孔灌注樁,地下連續墻基礎工程。探礦鉆機配件同時也給樁基礎施工提出了更高的要求,在回轉鉆機施工成本高,又無法滿足卵礫石、漂石、塊石、基巖、施工難度大,易坍孔的情況下,20世紀90年代中期樁機制造廠為適應市場要求,在卵、礫石層施工中都采用鉆井機進,由于沖擊力較大,容易坍孔,充盈系數偏大,鉆機配件多少錢研制開發了鉆井機機滿足樁基工程施工要求。在使用浙江打井機鉆井過程中或提升鉆具時,不可停止供風;以防卡鉆,潛孔沖擊器向右(順時針)旋轉(左旋沖擊器例外),鉆具在孔內切勿反轉,以防鉆桿、沖擊器等掉入孔中。更換的新鉆頭的直徑不得大于被替下的舊鉆頭的直徑,以防卡鉆。當在含水層中鉆孔時,不能在空氣供給關閉時讓沖擊器停留在孔底。如果鉆探需要暫停,要把沖擊器提起兩根鉆桿長。因為堵塊、夾層等可能導致卡鉆,所以應定期采用沖擊器強吹,定期清洗孔底。如遇到空穴溶洞等地質情況應立即停止鉆進。經常檢查履帶打井機的卡釬套和沖擊器外缸的磨損情況??ㄢF套的直徑絕不能比外缸的直徑小。當磨損達到其所允許的小直徑時,可適時地更換組件。
鉆井之前需要做哪些準備工作:
1、定井位,根據地質或生產的需要確定井底位置,作出設計。當井身軸線按鉛垂線設計時,井口位置和井底位置在同一垂線上,這就是直井;如果井身軸線偏離鉛垂線,則井口位置與井底位置不在同一鉛垂線上,這就是定向井。
2、修公路,為了將各種設備與物質運人井場,需要修公路。由于鉆井設備是重型物資,公路應確保能通行重型車輛。
3、平井場,在井口附整出一塊方地供施工之用。井場面積隨鉆機而異,形狀大致為長方形,大型鉆機占地約長120m,寬90m,中型鉆機占地約長100m,寬60m,鉆機占地大小可因地制宜。
4、打基礎,為了設備在打井過程中不會下陷或歪斜,要打基礎(或稱為打基礅)。小型的基礎可用方木或預制件,大型的基礎在現場用混凝土澆灌。
5、安裝,立井架,安裝鉆井設備、泥漿泵,安放或挖掘泥漿池等。
打井的施工步驟
1、打井單位先鉆孔, 取樣畫出打井剖面結構圖;
2、根據柱狀圖: 地質結構, 制做井的上部管、濾水管, 鉆孔直徑不小于300毫米;
3、井成孔下管后, 填料回填量在1.8—2.0立米,井管壁外大于70毫米左右。濾料為硅質沙卵石, 無雜質。按卵石粒徑配料(20—40毫米)為佳。填料時人工逐層入料, 嚴禁機械回填濾料, 嚴禁泥土入井。填礫方法: 一般采用循環水或靜水填礫, 如發現濾料填入數量和高度同計劃出入較大時查明原因妥善處理, 并記錄填入結果;
4、成井后井管要垂直, 不能傾斜;
5、井管的聚乙烯塑料管壁厚度8毫米, 井管采用鉆孔過濾器,鉆孔18-20毫米,鉆孔率不小于25%, 做好井管搭接和濾網固定。井管搭接采用螺絲接頭,鉆φ8毫米孔,安裝φ10毫米螺絲。濾網目為25目左右,濾網包扎2層;
6、卵石濾料上部高出過濾器5米以上, 其余除過濾器部分采用粘土回填封儲;
7、成井后應先洗井后做抽水試驗, 抽水試驗時間為連續抽水。出水量及水質達到設計要求。
打井機械的鉆機的試運轉。鉆機各部檢查完畢后,應進行空載試運轉。觀察各部運轉正常,方可正式開鉆。該機工作原理:由動力頭帶動螺旋葉片鉆桿、鉆頭旋轉,在加力/提升滑車的向下作用力的作用下進行鉆進。在旋轉的過程中,將土層的一部分物料延著螺旋葉片運送上升到地面,另一部分土層物料夾在葉片之間,在鉆夠深度后,由滑車將鉆具提升,物料也被提升上來。改變螺旋鉆具的直徑即可鉆出不同孔徑的樁孔。
打井的原理:
1、在大氣壓力的作用下,循環液由沉淀池經回水溝沿著井孔的環狀間隙流到井底,此時轉盤驅動鉆桿,帶動鉆頭旋轉進行鉆進;
2、由泥漿泵抽吸建立的負壓把碎屑泥漿吸入鉆桿內腔,隨后上升至水龍頭,經泥漿泵排入沉淀池,沉淀后的循環液繼續流入井孔,如此周而復始,形成了反循環的鉆進工作。