一种打井设备及其冲抓式泥浆护壁成井法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种打井设备，更具体的说涉及一种打井设备及其冲抓式泥浆护壁成 井法，属于管井降水井技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着我国城镇化建设的迅速推进，城市基础设施建设规模越来越大，房建工程、城 市轨道交通工程等都大量的设计了深基坑；特别是在南方的高地下水位下施工深基坑，坑 内或坑外的降水井是必不可少的。而在高水位的细砂层、中砂层及透水性极高的砾砂层中 用常用的打井设备，易出现流砂，成井较困难。特别是有时因施工需要直接在水下砂层中打 井时，常用设备基本上无法完成；或者因施工需要临时增加1一2 口井时，常用设备因设备 投入较大，设备本身体积较大，进出场费用高，导致打井成本很高。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有的打井设备在水下砂层中打井时基本无法完成、或者 导致打井成本较高等问题，提供一种打井设备及其冲抓式泥浆护壁成井法。
[0004] 为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种打井设备，包括挂钩、空心钻桶 和空心钻头，所述的挂钩设置在空心钻桶顶端，所述的空心钻头安装在空心钻桶底部，所述 的空心钻桶桶内设置有单向阀（3 )。
[0005] 所述空心钻桶的桶外下部固定有多个扩孔器。
[0006] 所述的多个扩孔器在空心钻桶桶外圆周均布固定。
[0007] -种打井设备的冲抓式泥浆护壁成井法，包括以下步骤： 步骤一、打井前，在井位处埋设钢护筒，配制好护壁泥浆，然后安设卷扬机和三角架； 步骤二、在孔内放入护壁泥浆，保持整个打井过程使钢护筒内泥浆液面不低于钢护筒 口下 30cm ; 步骤三、将卷扬机挂钩挂在挂钩上； 步骤四、开动卷扬机电源，将空心钻桶提升起60cm -100cm ； 步骤五、关闭卷扬机电源，空心钻桶在自重作用下自由落下，空心钻头冲切土体； 步骤六、在钻渣的阻力作用下，空心钻桶内的单向阀向上打开，渣土进入空心钻桶内， 同时扩孔器在空心钻桶的带动下实现扩孔； 步骤七、开动卷扬机电源提起空心钻桶，单向阀在渣土、泥浆及自重作用下关闭； 步骤八、重复步骤四至步骤七5至8次，然后提起空心钻桶； 步骤九、待空心钻头吊离井口护筒高30cm左右时，用铁钩钩住扩孔器向井外移动，同 时卷扬机钢丝绳匀速下降； 步骤十、将空心钻桶平放在地上后，用卷扬机挂钩钩住扩孔器，再启动卷扬机，将空心 钻桶内的渣土和泥浆倒出，完成一个工作循环； 步骤十一、重复步骤二至步骤十直至打井完成，然后在井内埋设带滤网的井管，在管四 周填入中小卵石或小碎石滤料，用水栗洗井，打井完成。
[0008] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是： 1、设备简单、操作简便，价格较低，实现了在水下砂层中打井。本打井设备结构简单，操 作简便，设备小、造价较低，进出场费用少，打井费用低；地层适应性较好，土层、粉土、粉砂、 砂土、中砂、粗砂、烁砂等均适用。
[0009] 2、本冲抓式泥浆护壁成井法利用卷扬机提升打井装置冲切土体，简便易行，且利 用护壁泥浆保证井孔身不坍塌、利用钢护筒保护井口土体不坍塌，实现了打井质量较好，打 井速度较快，满足了使用需求。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明中打井设备的结构示意图。
[0011] 图2是本发明中打井设备的俯视图。
[0012] 图中，挂钩1，空心钻桶2,单向阀3,扩孔器4,空心钻头5。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
[0014] 实施例一、 参见图1至图2, 一种打井设备，包括挂钩1、空心钻桶2和空心钻头5。所述的挂钩1 设置在空心钻桶2顶端，所述的空心钻头5安装在空心钻桶2底部，所述的空心钻桶2桶内 设置有单向阀3。
[0015] 参见图1至图2,所述空心钻桶2的桶外下部固定有多个扩孔器4。所述的多个扩 孔器4在空心钻桶2桶外圆周均布固定。
[0016] 参见图1至图2,工作时，将卷扬机挂钩挂在挂钩1上用卷扬机将空心钻桶2提升 起，然后关闭卷扬机电源，空心钻桶2在自重作用下自由落下，空心钻头5冲切土体；此时空 心钻桶2内的单向阀3自动向上打开，渣土进入空心钻桶2内，同时扩孔器4在空心钻桶2 的带动下实现扩孔；再提起空心钻桶2,然后将空心钻桶2平放在地上，吊起空心钻桶2,将 空心钻桶2内的渣土和泥浆倒出，完成一个工作循环。
[0017] 实施例二 一种打井设备的冲抓式泥浆护壁成井法，具体包括以下步骤： 步骤一、打井前，在井位处埋设钢护筒，配制好护壁泥浆，然后安设卷扬机和三角架。 步骤二、在孔内放入护壁泥浆，保持整个打井过程使钢护筒内泥浆液面不低于钢护筒口下 30cm〇
[0018] 步骤三、将卷扬机挂钩挂在挂钩1上。
[0019] 步骤四、开动卷扬机电源，将空心钻桶2提升起60cm -100cm。
[0020] 步骤五、关闭卷扬机电源，空心钻桶2在自重作用下自由落下，空心钻头5冲切土 体。
[0021] 步骤六、在钻渣的阻力作用下，空心钻桶2内的单向阀3自动向上打开，渣土进入 空心钻桶2内，同时扩孔器4在空心钻桶2的带动下实现扩孔。
[0022] 步骤七、开动卷扬机电源提起空心钻桶2,单向阀3在渣土、泥浆及自重作用下关 闭。
[0023] 步骤八、重复步骤四至步骤七5至8次，然后提起空心钻桶2。
[0024] 步骤九、待空心钻头5吊离井口护筒高30cm左右时，用铁钩钩住扩孔器4向井外 移动，同时卷扬机钢丝绳匀速下降。
[0025] 步骤十、将空心钻桶2平放在地上后，用卷扬机挂钩钩住扩孔器4,再启动卷扬机， 将空心钻桶2内的渣土和泥浆倒出，完成一个工作循环。
[0026] 步骤十一、重复步骤二至步骤九直至打井完成，然后在井内埋设带滤网的井管，在 管四周填入中小卵石或小碎石滤料，用水栗洗井，打井完成。
[0027] 根据实际使用可知，采用本发明设备简单、操作简便，本打井设备的冲抓式泥浆护壁成 井法打井速度快、经济效益较好；特别是在高水位的流砂层效果较好。具体参见下面的经济 效果对比表： 通常方案与本设备经济效果对比表(单位：元/米）
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[0028] 工程实际中，通过本设备，在地铁降水井工作施工中均获得了很好的经济效益和 社会效益。具体工程实例：南昌轨道交通1号线中山西路站上盖物业项目±0.000以下工 程，项目位于南昌市中山西路地铁车站西侧，为两层地下停车场，设计Φ300井36 口。其 中坑内28 口，坑外8 口，井深19m。工程地质自上而下分别为：杂填土层7-10m、粉细砂层 3-5m，中砂及烁砂层3-5m，强风化泥质粉砂岩层0. 8-1. 6m，中风化泥质粉砂岩3-6m，微风化 岩层。使用本打井设备及其冲抓式泥浆护壁成井法在泥浆护壁作用下打井，打井速度快，操 作简便，费用较低，获得了良好的经济效益和社会效益。
[0029] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种打井设备，包括挂钩（1 )、空心钻桶（2)和空心钻头（5)，其特征在于：所述的挂 钩（1)设置在空心钻桶（2)顶端，所述的空心钻头（5)安装在空心钻桶（2)底部，所述的空 心钻桶（2 )桶内设置有单向阀（3 )。2. 根据权利要求1所述的一种打井设备，其特征在于：所述空心钻桶（2)的桶外下部固 定有多个扩孔器（4)。3. 根据权利要求2所述的一种打井设备，其特征在于：所述的多个扩孔器（4)在空心钻 桶（2)桶外圆周均布固定。4. 根据权利要求1所述的一种打井设备的冲抓式泥浆护壁成井法，其特征在于，包括 以下步骤： 步骤一、打井前，在井位处埋设钢护筒，配制好护壁泥浆，然后安设卷扬机和三角架； 步骤二、在孔内放入护壁泥浆，保持整个打井过程使钢护筒内泥浆液面不低于钢护筒 口下 30cm; 步骤三、将卷扬机挂钩挂在挂钩（1)上； 步骤四、开动卷扬机电源，将空心钻桶（2)提升起60cm-100cm； 步骤五、关闭卷扬机电源，空心钻桶（2)在自重作用下自由落下，空心钻头（5)冲切土 体； 步骤六、在钻渣的阻力作用下，空心钻桶（2)内的单向阀（3)向上打开，渣土进入空心 钻桶（2)内，同时扩孔器（4)在空心钻桶（2)的带动下实现扩孔； 步骤七、开动卷扬机电源提起空心钻桶（2)，单向阀（3)在渣土、泥浆及自重作用下关 闭； 步骤八、重复步骤四至步骤七5至8次，然后提起空心钻桶（2); 步骤九、待空心钻头（5)吊离井口护筒高30cm左右时，用铁钩钩住扩孔器（4)向井外移 动，同时卷扬机钢丝绳匀速下降； 步骤十、将空心钻桶（2)平放在地上后，用卷扬机挂钩钩住扩孔器（4)，再启动卷扬机， 将空心钻桶（2)内的渣土和泥浆倒出，完成一个工作循环； 步骤十一、重复步骤二至步骤十直至打井完成，然后在井内埋设带滤网的井管，在管四 周填入中小卵石或小碎石滤料，用水栗洗井，打井完成。
【专利摘要】一种打井设备及其冲抓式泥浆护壁成井法，其中的设备，包括挂钩（1）、空心钻桶（2）和空心钻头（5），空心钻头（5）安装在空心钻桶（2）底部，空心钻桶（2）桶内设置有单向阀（3）；且空心钻桶（2）的桶外下部固定有多个扩孔器（4）。其中的冲抓式泥浆护壁成井法利用卷扬机提升打井装置冲切土体，简便易行，且利用护壁泥浆保证井孔身不坍塌、利用护筒保护井口土体不坍塌。本设备简单、操作简便，本成井法打井速度快、经济效益较好；满足了使用需求。
【IPC分类】E21B7/00, E21B21/00, E21B27/00
【公开号】CN105275387
【申请号】CN201510720964
【发明人】王泽东, 周诚华, 黄展军, 聂鸿, 邓毅, 蔡勇, 卢其发
【申请人】中铁十一局集团第四工程有限公司, 中铁十一局集团有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月30日