[发明专利]一种水下钻爆船及其钻孔施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及水下钻孔领域，具体涉及一种水下钻爆船及其钻孔施工方法。

背景技术

随着国民经济持续发展和国防工程的需要，水下钻孔爆破技术已广泛应用 于航道、港口、水利水电，铁路桥梁、油气管道、地震勘探、水下清障及防护 工程等诸多领域，其对水下岩石的处理具有显著的经济效果。由于水下钻孔爆 破受到水流速度、潮汐、涌浪、水深、复杂地质条件等因素影响，其施工难度 大、施工工艺复杂。国内外众多工程实践表明，如何高效、快速、顺利的完成 水下钻孔是水下钻孔爆破工程成败的关键。

目前常规的水下钻孔施工技术采用的是“两管一钻”钻孔方式：“两管”指 的是一条套管、一条钻杆，“一钻”指的是冲击器钻头。“两管一钻”钻孔技 术中的只有一条套管，由一节一节安装起来，通常每节2.5m，遇到水面起伏较 大时，需要人工拆卸或加装套管，操作繁琐；“两管一钻”钻孔技术采用液压 顶推的方式下放套管，难以进入基岩，遇到复杂的覆盖层等情况难以保持套管 稳定。

针对复杂的水文条件如潮汐和涌浪等会影响钻孔作业的稳定性和安全性， 复杂的地质条件会造成水下钻孔困难等不利因素，需要研究出一种新的水下钻 孔能有效解决这些问题。

目前采用的“两管一钻”水下钻孔技术，采用一条套管护，遇到水面起伏 较大时，需要进行人工拆卸和加装套管，操作繁琐；遇到复杂的覆盖层等地质 条件时，单套管是靠液压顶推的方式下放套管，难以进入基岩，不能保持套管 的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种由三条管(导向管、护孔管、钻杆) 和两个钻头(护孔管底部的环形合金钻头、潜孔冲击器钻头)组成，可在条件 恶劣的水下作业的水下钻爆船及其钻孔施工方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种水下钻爆船，包括一条钻爆船， 该钻爆船上设置有RTK-DGPS定位系统，在钻爆船上安装有一台以上的钻机和一 台以上的空压机，空压机与钻机分两边安装于钻爆船上，钻机上安装有钻孔机 构，所述钻爆船的船头与船尾部分均安装有一个以上的锚机，所述钻孔机构包 括导向管、护孔管和钻杆，所述导向管的上端焊接有一法兰盘，导向管的管身 上开设有一条贯穿导向管管身的出线槽，导向管的下端开口，护孔管自上而下 套装于导向管内，所述护孔管的上端开口端开设有双键插座，位于该双键插座 的下端护孔管上安装有带有提耳的活动提环，提耳内穿有钢丝绳，提耳卡装于 导向管上的出线槽，护孔管的底部设置一合金钻头，钻杆自上而下插入于导向 管内。

作为优选的技术方案，所述钻杆呈中空形状，钻杆上端开口端与空压机相 接，钻杆的下端安装一双键插头或者安装一潜孔冲击器，双键插头与护孔管内 的双键插座扣合连接，潜孔冲击器设置于护孔管内部，潜孔冲击器的底部伸出 于护孔管的外部，潜孔冲击器的底部设置一冲击钻头。

作为优选的技术方案，所述法兰盘的直径为200mm，出线槽的长度为 30-40mm，导向管的外径为168mm，导向管的壁厚为8-10mm。

作为优选的技术方案，所述合金钻头的外径为130mm-140mm，护孔管的外径 为127-133mm，壁厚为5mm。

作为优选的技术方案，所述钻杆的外径为50mm，潜孔冲击器的钻头外径为 105-115mm。

作为优选的技术方案，所述合金钻头为硬质合金钻头。

一种水下钻孔施工方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、利用RTK-DGPS系统进行钻爆船的定位，把钻机准确定位到需要进 行钻孔的位置；

步骤二：先吊放导向管，再吊放护孔管到水中；

步骤三：接有双键插头的钻杆，连接护孔管的双键插座，空压机供气，开 始护孔管的钻进，直至进入基岩岩面，空压机停气，退出双键插头；

步骤四：吊放接有潜孔冲击器的钻杆到水底，空压机供气，开始潜孔冲击 器的钻进，直至达到设计要求的孔底标准，空压机停气，起吊接有潜孔冲击器 的钻杆；

步骤五：进行成孔检测，看钻孔是否满足设计深度要求，如不满足重复步 骤四，如果满足要求进行下一步骤；

步骤六：把加工好的起爆体药柱沿着导向管和护孔管放入钻好的孔内，起 吊套管；

步骤七：重复进行步骤一至步骤六。