大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法与流程

1.本发明涉及回转钻机钻杆打捞的技术领域，特别涉及大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法。


背景技术：

2.当灌注桩直径大于2000mm、孔深超过80m时，常常会采用反循环回转钻进工艺，回转钻机由动力装置控制钻机转盘转动，带动钻头切削地层，反循环回转钻进时，钻机通过钻杆传递钻压和扭矩，通过钻头完成钻进；钻进时，在孔口逐节加长钻杆，钻杆采用厚壁式专用钻杆，钻杆间采用螺纹丝扣连接，但对于超深孔岩层强度高、入岩深度大时，随着钻进时间的增长，钻杆的受力逐渐加大，加之丝扣连接时受泥浆中砂粒的影响，钻杆的螺纹丝扣使用时间长后容易受到磨损、变形或局部损坏，当未及时更换或处理时，则会造成钻杆丝扣的松动，至一定程度后则会造成钻杆连接失效而脱落，发生孔内掉钻事故。
3.目前，遇到超深孔钻杆与钻头一起脱落的情况，常见的处理方法有：打捞钩打捞、潜水员下水打捞、报废重新变更设计，但是，打捞沟打捞时，由于掉落的钻杆也为钢性结构，打捞钩在孔内错位后相互难以钩挂上，超深孔上下打捞器耗费时间长，打捞成功概率低；而潜水员下水打捞则危险性大；报废重新变更设计则是经济损失大，且延长工期。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法，旨在解决现有技术中，对于超深孔钻杆与钻头一起脱落的情况，现有对钻杆的打捞方式无法快速将钻杆打捞上来的问题。
5.本发明是这样实现的，大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法，包括以下施工步骤：
6.步骤1：打捞前的准备工作，包括了解孔内掉钻的详细情况，准备打捞材料；
7.步骤2：利用反循环清除孔内钻杆周围沉渣，直至掉落钻具的钻头全部露出为止，并尽可能往下清理孔内沉渣，为打捞减少阻力；
8.步骤3：根据桩孔直径及钻杆直径的大小制作打捞器，并用卸扣将钢丝绳与打捞器固定；
9.步骤4：打捞器的安放；打捞器具有卡位区域，打捞器包括用于吸附钻杆的磁铁块，将打捞器下放至磁铁块能有效吸附钻杆表面的钻杆接头凸起部位；
10.步骤5：打捞器入孔通过移动磁铁块吸附在孔内钻杆外表面；
11.步骤6：提拉钢丝绳，使钻杆接头凸起部位卡入卡位区域；
12.步骤7：提拉钢丝绳将钻杆打捞出孔。
13.进一步的，所述打捞器包括弹簧钢条、多个弹簧钢块；所述弹簧钢条具有用于安装所述弹簧钢块的安装面，多个所述弹簧钢块沿所述弹簧钢条的长度方向间隔排列布置在所述弹簧钢条的安装面上；所述磁铁块设于所述弹簧钢块上；相邻两个所述弹簧钢块之间形
成卡位区域，使待打捞钻杆的接头凸起部位卡入所述卡位区域。
14.进一步的，所述磁铁块设于所述弹簧钢块的下表面。
15.进一步的，所述磁铁块的厚度小于所述弹簧钢块的厚度。
16.进一步的，所述弹簧钢条上设有两个弹性钢块和两个磁铁块，两个所述弹性钢块沿所述弹簧钢条的长度方向呈一上一下布置；设于上方的所述弹性钢块与所述弹性钢条滑动连接，用于调节两个所述弹性钢块之间的距离。
17.进一步的，所述弹性钢条上设有滑槽，所述滑槽的两端沿所述弹簧钢条的长度方向延伸布置，所述弹簧钢块上设有与所述滑槽相对应的凸块，所述凸块嵌入所述滑槽内；所述滑槽的下端设有弹簧，所述弹簧的一端连接所述滑槽的下端内壁，所述弹簧的另一端连接所述弹性钢块，与所述弹簧钢条滑动连接的所述弹簧钢块连接有绳体。
18.进一步的，所述弹簧钢块具有朝上布置的上端面，所述上端面呈水平状。
19.进一步的，所述弹簧钢块具有与所述待打捞钻杆相抵的抵接面，沿所述抵接面的两端至中部的方向，所示抵接面沿靠近所述弹簧钢条的方向弯曲呈弧面状。
20.进一步的，所述弹簧钢条沿远离所述弹簧钢块的方向弯曲呈弧形。
21.进一步的，所述弹簧钢条的另一端设有吊孔。
22.与现有技术相比，本发明提供的大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法，打捞时，将打捞器沿稍靠近孔壁一侧下放入桩孔内，然后将打捞器向钻杆移动，打捞器依靠磁铁块产生的磁性会自动吸附在钻杆的外表面，然后缓慢向上提升钢丝绳，使打捞器卡住钻杆接头凸出部位，也就是使钻杆接头凸出部位卡入打捞器的卡位区域，实现打捞器与钻杆的重新对接，然后提拉钢丝绳，精准快速实现打捞；省时省力，且打捞器结构简单，制作速度快成本低。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法步骤流程化示意图；
24.图2是本发明实施例提供的打捞器打捞待打捞钻杆的立体示意图；
25.图3是本发明实施例提供的打捞器打捞待打捞钻杆的立体示意图；
26.图4是本发明实施例提供的打捞器的立体示意图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
30.参照图1
‑
4所示，为本发明提供较佳实施例。
31.反循环回转钻进时，回转机钻杆的掉落是由于连接钻杆的螺纹丝扣发生断裂或脱落，导致钻杆与钻杆之间连接失效，造成钻杆掉落事故。
32.根据施工现场实际钻杆1脱落工况分析，回转机钻杆1孔内掉钻杆1的形式可能会存以下两种：一是桩孔内钻杆1在上节钻杆1的连接丝扣处脱落，断点为下节钻杆1丝扣连接的凸起部位；二是桩孔内钻杆1连同上下钻杆1的连接丝扣一起扭断而脱落，遗留在桩孔内为待打捞钻杆1的断丝部位；所以钻杆 1掉落是由于螺纹丝扣连接失效造成，那如果能重新使打捞器2与钻杆1得到连接，则能将桩孔内钻杆1顺利打捞出桩孔。
33.由于钻杆1是钢质的，接头部位是凸起的，因此本发明设计的打捞器2为打捞器2，使打捞器2卡住钻杆1凸起部位，从而将打捞器2与钻杆1的连接，提拉打捞器2，将钻杆1打捞。
34.打捞步骤如下：
35.步骤1：打捞前的准备工作；1、首先了解桩孔内掉钻的详细情况，包括事故经过、钻杆1型号、掉落位置等；2、准备打捞材料，为下一步制作打捞器2 做准备，包括钢丝绳9、弹簧钢块4、弹簧钢条3、磁铁块5、卸扣等。
36.步骤2：利用反循环清除孔内钻杆1周围沉渣，也就是清孔；
37.1、测量桩孔内实际深度，与掉落钻具的位置进行比对，摸清桩孔内沉渣厚度；
38.2、调配好清孔泥浆，采用空压机形成气举反循环清孔，将桩孔内覆盖钻具的渣土清除干净；
39.3、清孔至掉落钻具的钻头全部露出为止，并尽可能往下清理孔内沉渣，为打捞减少阻力。
40.步骤3：制作打捞器2；
41.1、对掉落桩孔内的钻杆1情况进行现场调查，摸清钻杆1相关的各项技术参数和指标；
42.2、根据桩孔直径及钻杆1直径的大小，按照打捞器2结构设计制作相应规格的打捞器2；
43.3、用卸扣将钢丝绳9与打捞器2固定；利用钢丝绳9的弹性克服类似打捞钩的钢性连接安放打捞装置，钢丝绳9具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和冲击韧性，并具有耐磨、稳定性好的特点；打捞时通过卸扣把钢丝绳9与打捞器 2弹性连接在一起，实现钢丝绳9的顺利安放。
44.步骤4：打捞器2的安放；
45.打捞器2包括弹簧钢条3、多个弹簧钢块4以及多个磁铁块5；弹簧钢条3 具有安装面，安装面用于安装弹簧刚块，多个弹簧钢块4沿弹簧钢条3的长度方向间隔排列布置在弹簧钢条3的安装面上；弹簧刚块具有朝向弹簧钢条3的一端的朝向面，磁铁块5设于弹簧钢块4的朝向面处，多个磁铁块5与多个弹簧钢块4一一对应布置；弹簧钢条3的另一端设有吊孔，方便吊装使用，使用时通过卸扣将钢丝绳9和打捞器2通过吊孔连接在一起；相邻两个弹簧刚块之间形成卡位区域，使待打捞钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域，后续提拉钢丝绳9即可将钻杆1打捞。
46.1、沿桩孔内稍靠近孔壁一侧缓慢下放打捞器2，以避免磁铁磁性影响打捞器2就位；
47.2、综合前述孔内钻杆1脱落形式分析，若使打捞器2卡在钻杆1断点处凸起位置，则会导致打捞器2在提拉过程中由于上部磁铁未有效吸附，上部磁铁无吸附点，当钢丝绳9上拉时如有稍微的偏斜，打捞器2重心容易偏移而滑出卡点，造成打捞失败，因此，将打捞器2卡位点选择在上、下磁铁块5有效吸附的钻杆1接头凸起部分。
48.本实施例中，针对直径2000mm灌注桩，其施工所用的回转机的钻杆1外径为275mm，钻杆1接头处外径为335mm，钻杆1接头凸起部分长度为200mm，根据此数据设计打捞器2：
49.1、打捞器2的弹簧钢条3设计长度约为600mm，宽度90mm、厚度14mm，弹簧钢条3的另一端开设的吊孔大小为35mm*38mm，吊孔距离弹簧黄钢条的另一端外边缘长度为35mm；
50.2、弹簧钢块4设计长度90mm、宽度50mm、厚度30mm，两个弹簧钢块 4间距约225mm；
51.3、磁铁块5设计长度90mm、宽度10mm、厚25mm。
52.考虑到孔内掉落的钻杆1与钻头的重量大，一般材质的打捞器2在提拉过程中可能会发生变形或者断裂，无法实现打捞；为此，选择采用汽车弹簧钢板做为打捞器2的用材，这种弹簧钢板具有抗拉强度高、弹性极限高、疲劳强度高的特点，可确保打捞过程中打捞器2的完好。
53.磁铁选择强磁材料，确保磁效，强磁为n35
‑
n52(m、sh、uh、eh料)，密度7.5
‑
7.6g/cm3，工作温度：80
‑
200度，表面镀层黑色环氧树脂，符合环保要求。
54.步骤5：打捞器2入孔通过移动磁铁吸附在孔内脱落钻杆1外表面；
55.1、打捞器2下放至孔内测定深度后，将打捞器2向钻杆1方向即孔内中心点位置移动，利用磁铁的强磁性快速接近桩孔内脱落的钻杆1，直至打捞器2 吸附在孔内脱落钻杆1外表面；
56.2、打捞器2是否吸附在钻杆1上，可采用适当放松钢丝绳9，而感测到打捞器2停止下降来判断。
57.步骤6：提拉钢丝绳9卡住脱落钻杆1接头凸起部位；
58.1、确认打捞器2吸附在钻杆1上后，可适当轻提钢丝绳9，将打捞器2扶正；
59.2、继续提拉钢丝绳9，直至打捞器2卡位至孔内脱落钻杆1接头卡点处，并精准卡住凸起位置。
60.步骤7：提拉钢丝绳9打捞钻杆1出孔；
61.1、再次提拉钢丝绳9，若钢丝绳9拉力变大，表明打捞器2卡位成功；若钢丝绳9拉力无变化，反复重复操作，或变换入孔位置，直到打捞器2将钻杆 1对接；
62.2、打捞器2卡位后，继续提升钢丝绳9，直至将脱落钻杆1提拉松动，并缓缓上提至孔口；
63.3、在孔口将钻杆1与打捞器2分离，打捞任务顺利完成。
64.上述提供的大直径灌注桩回转钻进掉钻磁卡式打捞方法，打捞时，将打捞器2沿稍靠近孔壁一侧下放入桩孔内，然后将打捞器2向钻杆1移动，打捞器 2依靠磁铁块5产生的磁性会自动吸附在钻杆1的外表面，然后缓慢向上提升钢丝绳9，使打捞器2卡住钻杆1接头凸出部位，也就是使钻杆1接头凸出部位卡入打捞器2的卡位区域，实现打捞器2与钻杆1的重新对接，然后提拉钢丝绳9，精准快速实现打捞；省时省力，且打捞器2结构简单，制作速度快
成本低。
65.打捞器2，包括弹簧钢条3、多个弹簧钢块4以及多个磁铁块5；弹簧钢条 3具有安装面7，将弹簧钢块4与磁铁块5安装在安装面7，多个弹簧钢块4沿弹簧钢条3的长度方向间隔排列布置，相邻两个弹簧钢块4之间的间隔形成卡位区域，磁铁块5与弹簧钢块4一一对应布置，磁铁块5安装在弹簧钢块4的正下方，且磁铁块5与弹簧钢块4紧贴并排布置；打捞时，先将打捞器2下放至孔内，且下放至待打捞钻杆1的接头凸起部位下方，然后将打捞器2贴近待打捞钻杆1，磁铁块5吸住待打捞钻杆1表面，上移打捞器2，直到待打捞钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域，弹簧钢条3的另一端设有吊孔6，通过吊孔6 使用钢丝绳9连接弹簧钢条3，通过提拉钢丝绳9即可将打捞器2上移，将待打捞钻杆1打捞上来，实现待打捞钻杆1的精准打捞，打捞方便，且结构简单，成本低。
66.磁铁块5设于弹簧钢块4的下方，且磁铁块5与弹簧钢块4紧贴布置，这样可以增大卡位区域的大小，避免磁铁块5影响打捞钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域，且磁铁块5的厚度小于弹簧钢块4的厚度，可避免磁铁块5直接贴附在待打捞钻杆1上，但却能使磁铁块5与待打捞钻杆1相互吸住，此时由弹簧钢块4贴附在待打捞钻杆1上，便于打捞器2的移动。
67.进一步的，弹簧钢条3上设有两个弹性钢块和两个磁铁块5，两个弹性钢块沿弹簧钢条3的长度方向呈一上一下布置；设于上方的弹性钢块与弹性钢条滑动连接，可用于调节两个弹性钢块之间的距离，对于不同待打捞钻杆1的接头凸起部位的厚度的不同，可适当调节两个檀香钢块之间的距离，以便调整卡位区域的大小。
68.弹性钢条上设有滑槽10，滑槽10的两端沿弹簧钢条3的长度方向延伸布置，弹簧钢块4上设有与滑槽10相对应的凸块，凸块嵌入滑槽10内；滑槽10 的下端设有弹簧，弹簧的一端连接滑槽10的下端内壁，弹簧的另一端连接弹性钢块，与弹簧钢条3滑动连接的弹簧钢块4连接有绳体8，通过提拉绳体8将弹簧钢块4上移，此时弹簧被拉伸，当待打捞钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域后，松开绳体8，在弹簧弹力的作用下，使弹簧钢块4下移，直到抵压待打捞钻杆1的接头凸起部位的上表面，通过两个弹性钢块将待打捞钻杆1的接头凸起部位夹住，使打捞器2紧紧扣住待打捞钻杆1的接头凸起部位，确保顺利将待打捞钻杆1打捞。
69.进一步的，沿弹性钢条的安装面7至弹性钢条的背面的方向，滑槽10的宽度逐渐增大，相对应的，凸块的宽度也逐渐增大，有效避免凸块与与滑槽10 脱离。
70.弹簧钢块4具有朝上布置的上端面，上端面呈水平状，当钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域时，上拉上端面与接头凸起部位的底部相贴合，保证打捞器2稳稳扣住钻杆1的接头凸起部，确保打捞器2将待打捞钻杆1顺利打捞上来。
71.弹簧钢块4具有背向弹簧钢条3的抵接面，沿抵接面的两端至中部的方向，所示抵接面沿靠近弹簧钢条3的方向弯曲呈弧面状，便于弹簧钢块4的抵接面更好的紧贴待打捞钻杆1表面，且当钻杆1的接头凸起部位卡入卡位区域时，位于卡位区域两侧的弹簧钢块4刚好抵在钻杆1的接头凸起部位的上下两侧，可确保在提拉打捞器2时，打捞器2始终保持竖直状态。
72.进一步的，弹簧钢条3沿远离弹簧钢块4的方向弯曲呈弧形，使钻杆1的接头凸起部位更好的贴合弹簧钢条3，使待打捞钻杆1与打捞器2扣得更紧，避免在提拉过程中，打捞器2与待打捞钻杆1脱离。
73.在打捞过程中可以使用两个打捞器2同时打捞，也就是在钻杆1的两侧分别下放一
个打捞器2，将钻杆1的接头凸起部位卡入两个卡位区域内，同时并以相同的速度上提打捞器2，这样两边可以相互平衡，打捞效果更佳，可以使用电机，利用电机的转动，同时卷起两个钢丝绳9，这样更方便。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。