钻架及升降系统安装

钻架安装是在建好的基台之上,结合钻塔本身的特点采用不同的方法将钻塔竖起的工作。升降系统的安装是在钻塔竖起后才开展的;它仍然属于钻架安装的一部分。
(一)钻架安装
钻架,又称钻塔,它是工程地质施工设备的重要组成部分之一。钻塔对于提高钻探工程施工效率、保证钻孔施工安全等都有很大的影响。同时也是保证工作质量和减轻工人劳动强度的一种必备的辅助机具。
钻架的主要作用是起下钻具和套管,安放天车,悬挂滑车系统等。
1.钻架应满足的要求
1)应有足够强度、刚度和稳定性,以保证处理事故和升降钻具的安全。
2)应有合理的高度和空间,上顶及其横断面的尺寸应满足天车的安装和游动滑轮上下运行,钻架底部尺寸要保证机场设备的合理布置及工人的安全操作。
3)钻架自重要轻,安装、拆卸及运输方便。
2.钻架安装要求
钻架部件齐全,安装正确,连接牢固,安全可靠。
3.钻架安装方法及程序
由于钻塔的种类较多,包括四脚钻塔,三脚钻塔、A字形钻塔和桅杆钻塔等;加之其规格、质量又有较大的差异,因此,在安装方法上也有整体竖立和分层安装之区别。现场施工中应根据具体情况进行选择和使用。
这里主要以四脚钻塔为主,介绍钻架安装方法。
四脚钻塔的安装方法主要有两种:即为分层安装法和整体安装法。无论采用哪种建塔方法,安装前都必须做好准备工作。包括:人员的组织动员、使用工具及钻塔各部件的检查准备,对照图纸清点钻塔部件是否齐全,编号是否准确,检查各连接部分的螺杆松紧度是否合适,并加润滑油。建塔人员分工要明确,建塔用的劳保用品及安装所用工具要仔细检查。
(1)整体安装法
整体安装是将钻塔各部件在地面上组装成平放状态,然后采用机械的方法再将钻塔树立起来。由于整个钻塔的安装完全是在地面进行的,所以具有安全方便、安装速度快、劳动强度低等优点。此方法主要用于“A”字塔、三脚塔等体形比较简单的钻塔,在具备一定条件时四脚塔也可整体安装。
钻塔竖起前应做好如下工作:塔脚与基底用铰链连接好、立稳人字架挑杆、用钢丝绳将安装好的钻塔绑缚在适当位置。
1)A字塔的整体竖立。A字塔的竖立过程如图1-8所示。首先在建好的基台上安装钻机或专用绞车,作为竖立钻塔的牵引动力;根据钻塔绷绳与地面夹角小于45°的要求,因地制宜的选好两组绷绳位置,并埋设好地锚;准备好立塔所用器材:滑车、U形环、挑杆、绷绳和牵引绳等;竖起挑杆,并使挑杆与地面夹角在80°左右;固定主塔腿底座,接好各节塔腿,并将钻塔上部用木支架垫高,以便安装塔帽;将牵引钢丝绳穿过挑杆滑轮,绕缠于两塔腿上部3/4处;一切准备工作就绪后,可将A字塔缓慢拉起一定高度,检查各受力点和连接部位安全可靠后,再继续提升到所需高度,并调整好角度,拉紧绷绳。


图1-8 A字形钻塔竖立示意图
1―挑杆绷绳;2―双滑轮车;3―挑杆;4―基台木;5―绞车;6―主拉绳;7―单轮滑车;8―八字腰绳;9―A字形钻塔
2)三脚塔的整体竖立。如图1-9所示。三脚塔的整体竖立一般采用钻机升降机作为牵引动力。首先安装好钻机,再将三脚塔的两个前塔腿以铰链的形式安装于基台木的两个角上,后塔腿置于相对位置,三个塔腿的顶端用大穿钉连接起来,并装好滑车,滑车上用麻绳穿过,以便钻塔竖起后牵引钢丝绳。
在梢头上预先绑好三根绷绳,后塔腿下部固定一游动滑车。将升降机钢绳穿过滑轮,固定于机架上。做好准备工作后,先用支架把钻塔顶部支起4～5m高,再前拉后撬,使钻塔徐徐升起,最后拉紧绷绳并固定。


图1-9 三脚钻塔竖立示意图
3)四脚钻塔整体安装。如图1-10所示。将钻塔在地面安装好,并使钻塔底座对准基台相应位置,在靠近塔底处设置人字形挑杆,并用绷绳固定。动力钢丝绳由绞车引出,穿过挑杆滑轮,系于钻塔上端距塔顶1/4塔高处。为防止钻塔滑移,设置木桩,并在钻塔靠地面一侧设置辅助木杆,以防止钻塔在竖起过程中因受力过大而发生弯曲。各项准备工作做好后,即可启动绞车(或直接用汽车拖拉)用钢丝绳拉起钻塔。


图1-10 四脚钻塔整体竖立示意图
1―辅助木桩;2―基台;3―绞车;4―动力拉绳;5―挑杆;6―辅助木杆;7―挑杆绷绳;8―四脚钻塔
整体安装注意事项:①绞车、挑杆、钻孔孔位应和钻塔中心线处在同一直线上;②各部位的螺栓要一次拧紧,不得遗漏。绞车开动前,要将塔上所有活动物件拿开,以防钻塔竖起时落下伤人;③竖起钻塔前,最好在基枕后打入部分铁桩,以防基座滑动,并应另配一千斤顶,以便调节塔腿高低;④绞车启动后,要力求使拉力掌握平稳,严禁猛拉猛刹。所有工作人员应避开钻塔起落范围,并统一指挥,以防意外事故发生。
(2)分节建立法


图1-11 分节安装钻塔示意图
1―滑车;2―挑杆拉绳;3―提绳;4―挑杆;5―上层塔腿;6―临时台板;7―下层塔腿
对于18m以上的角钢结构的四脚钻塔,由于质量较大,不宜采用整体安装法,一般要自下而上逐层的分节安装。安装方法如图1-11所示,首先将钻塔底座固定在基台木上,然后安装底层,并逐层向上安装,到达一定高度时,可利用挑杆吊运塔件。挑杆一般安装在临时搭建的活动台板上,也可安装在塔腿之上。挑杆梢头直径不应小于100mm,长度一般要高于塔腿的连接节,挑杆上需系有掌握方向的拉绳和吊运塔件的提绳。对于每节的安装,首先要利用挑杆将塔腿吊起,并在吊悬中与下层塔腿对接,四个塔腿安装好后,再安好拉手。
分节安装注意事项:
1)塔上和塔下人员要头戴安全帽、身穿工作服,在统一指挥下密切配合、有条不紊地进行各项工作,塔上人员要系好安全带,工具放入工具袋内,并用绳子系牢,不得随手放在台板上,严禁向下抛仍钻塔构件、螺栓、螺丝和工具等。塔下人员除向上传递塔件等物外,要避免同时在塔下进行其他工作。
2)为节省时间及减轻劳动强度,在建塔前必须将全部螺栓用丝攻和板牙处理一次并用废机油浸泡。
3)挑杆要安装牢固。塔件吊运到位后先穿好螺丝并将螺母拧到一定位置,待整层塔件安装到位后,再统一拧紧所有螺丝。
(二)升降系统安装
1.升降系统的作用
升降系统的主要作用是起下钻具。其包括天车、游动滑车、钢丝绳、提引器等。
2.升降系统安装要求
1)天车、立轴中心、孔口中心三点同在一条直线上。
2)升降绳索、游动滑车和提引工具运动灵活、正确。
3.升降系统安装程序
安装天车→穿绕安装钢丝绳→安装游动滑车→安装提引环和提引器。