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CN105756560B - 一种钻具组合及排渗管弧形敷设法 - Google Patents

一种钻具组合及排渗管弧形敷设法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钻具组合，包括具有多个键槽(111)的导向钻头(1)、花键套(2)和钻杆(3)；花键套(2)内设有用于探测导向钻头(1)所钻孔眼方位数据和孔斜角数据的探棒(4)，花键套(2)与导向钻头(1)之间采用键槽(111)与花键(201)的承插式连接，钻杆(3)与花键套(2)之间螺纹连接。本发明还涉及一种应用上述钻具组合进行排渗管在尾矿坝中弧形布设的方法，该方法利用导向钻头(1)导向，探棒(4)传输数据，通过控制钻杆(3)调整导向钻头(1)的方向完成布设后，抽出钻杆(3)。本发明的有益效果为：能够根据尾矿坝的浸润线设计排渗管的轨道，并根据预设的轨道精准地对排渗管施工。

Description

一种钻具组合及排渗管弧形敷设法
【技术领域】
本发明属于尾矿坝排渗管敷设技术领域，涉及一种钻具组合以及应用上述钻具组合将排渗管弧形地敷设到尾矿坝内的方法。
【背景技术】
尾矿坝是冶金工业各类选矿厂、活力发电厂基建设施，是保证各类选矿厂、火力发电厂正常生产的重要环节，随着各类厂的建设和生产规模日益增大，选矿厂排除的尾矿量及发电厂排出的灰渣量冶急剧增加，随之而来的许多有关尾矿坝及灰渣坝安全和环保问题日益突出，出险、坍塌、溃坝等恶性事故时有发生。此外，由于扩大库容和延长服务年限等历史遗留的问题，尾矿坝带病运行，存在较多隐患。上述存在的安全隐患的一个很重要的原因是尾矿坝的排渗措施不力，排渗效果不好，造成坝体压力过大，发生渗漏现象。为了防止浸润线上升引起溃坝就需要排水。当前的排渗方式过于依赖施工环境，并且复杂，效果比较慢，并且成本非常高。
鉴于浸润线的高低并不相同，其纵截面基本上呈弧形分布，因此布设的排渗管理应与浸润线保持一致或者近似一致才行，而现有技术做不到这一点。
【发明内容】
本发明提供一种钻具组合以及应用所述钻具组合实施排渗管弧形敷设的方法，以克服现有技术中排渗管不能按照浸润线的实际曲线准确分布的技术缺陷。
本发明解决上述现有技术中存在的技术缺陷的方案是：
一种钻具组合，包括具有多个键槽的导向钻头、花键套和钻杆；所述花键套的一端内设有与所述导向钻头的键槽相适配的花键；所述导向钻头通过其上设有的键槽与所述花键套内的花键承插式连接，所述钻杆与所述花键套的另一端螺纹连接，所述花键套内还设有探棒，所述探棒用于测量导向钻头所钻孔眼的方位数据和孔斜角数据，并与地上采集器实时传输方位数据和孔斜角数据。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述导向钻头包括连接部和头部；所述连接部为一个筒状结构开设多个键槽，所述头部是一个棱锥结构的一个锥面贴合一个鸭嘴状结构，鸭嘴状结构的顶端超过棱锥结构的中轴线。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述花键套能够卡住所述探棒。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述导向钻头采用可降解材料制成。
一种采用上述钻具组合进行排渗管弧形敷设的方法，包括以下步骤：
步骤一，组装钻具组合；
步骤二，将钻具组合与定向钻机连接；
步骤三，根据地上采集器接收的探棒实时传输的方位数据和孔斜角数据，并结合预设的孔眼轨道，应用定向钻机实时调整定向钻头的方向将钻杆按照预设的孔眼轨道插入尾矿坝内；
步骤四，将排渗管插入钻杆内；
步骤五，使用钢筋将排渗管与定向钻机固定连接；
步骤六，使用定向钻机将钻杆、花键套和探棒起出，在孔眼内留下排渗管和导向钻头。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤二中定向钻机与钻杆螺纹连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤三中定向钻机用于将钻杆插入到尾矿坝内，在需要调整导向钻头的方向时才旋转钻杆。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤四中的排渗管以插到钻杆的底部为准。
本发明的有益效果是：
钻具组合中，导向钻头与花键套采用键槽和花键的配合连接方式，使得能够传递的扭矩大，且当排渗管插入到钻杆后取出钻杆时，由于花键与键槽的配合为可拆卸式的连接方式，故只要用力抽出钻杆即可实现导向钻头与花键套的分离；导向钻头采用可降解材质制成，有利于减少废弃物，保护环境；具有鸭嘴状结构的导向钻头能够很好地定方位；花键套能够卡住探棒，解决了当分离导向钻头与花键套时可能导致探棒丢失的技术缺陷。
采用上述钻具组合进行排渗管弧形敷设的方法，由于探棒能够实时传输方位数据和孔斜角数据，因此孔口的操作人员能够很容易地利用计算机系统按照预设的孔眼轴线(或者说孔眼轨道)对导向钻头进行控制，得到根据浸润线计算的需要的排渗管埋设的孔眼轨道，当插入排渗管后，还能够很顺利的抽出钻杆，在尾矿坝排水的技术问题上具有巨大的经济和应用价值。
【附图说明】
图1-1是本发明导向钻头的主视图；
图1-2是本发明的导向钻头的侧视图；
图2-1是本发明的花键套的轴向剖视图；
图2-2是本发明的花键套的侧视图；
图3是本发明的钻杆的结构示意图；
图4是本发明的探棒的结构示意图。
附图标记说明如下：
1-导向钻头；2-花键套；3-钻杆；4-探棒；11-连接部；12-头部；111-键槽；121-棱锥结构；122-鸭嘴状结构；201-花键。
【具体实施方式】
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
如图1-1、图1-2、图2-1、图2-2、图3和图4所示，本发明提供了一种钻具组合，包括具有多个键槽111的导向钻头1、花键套2和钻杆3；所述花键套2的一端内设有与所述导向钻头1的键槽111相适配的花键201；所述导向钻头1通过其上设有的键槽111与所述花键套2内的花键201承插式连接，所述钻杆3与所述花键套2的另一端螺纹连接，所述花键套2内还设有探棒4，所述探棒4用于测量导向钻头1所钻孔眼的方位数据和孔斜角数据，并与地上采集器实时传输方位数据和孔斜角数据。所述导向钻头1包括连接部11和头部12；所述连接部11为一个筒状结构开设多个键槽111，所述头部12是一个棱锥结构121的一个锥面贴合一个鸭嘴状结构122，鸭嘴状结构122的顶端超过棱锥结构121的中轴线。所述花键套2能够卡住所述探棒4。
一种采用上述钻具组合进行排渗管弧形敷设的方法，包括以下步骤：
步骤一，组装钻具组合；
步骤二，将钻具组合与定向钻机连接；
步骤三，根据地上采集器接收的探棒实时传输的方位数据和孔斜角数据，并结合预设的孔眼轨道，应用定向钻机实时调整定向钻头的方向将钻杆按照预设的孔眼轨道插入尾矿坝内；
步骤四，将排渗管插入钻杆内；
步骤五，使用钢筋将排渗管与定向钻机固定连接；
步骤六，使用定向钻机将钻杆、花键套和探棒起出，在孔眼内留下排渗管和导向钻头。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤二中定向钻机与钻杆螺纹连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤三中定向钻机用于将钻杆插入到尾矿坝内，在需要调整导向钻头的方向时才旋转钻杆。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，步骤四中的排渗管以插到钻杆的底部为准。
钻具组合中，导向钻头与花键套采用键槽和花键的配合连接方式，使得能够传递的扭矩大，且当排渗管插入到钻杆后取出钻杆时，由于花键与键槽的配合为可拆卸式的连接方式，故只要用力抽出钻杆即可实现导向钻头与花键套的分离；导向钻头采用可降解材质制成，有利于减少废弃物，保护环境；具有鸭嘴状结构的导向钻头能够很好地定方位；花键套能够卡住探棒，解决了当分离导向钻头与花键套时可能导致探棒丢失的技术缺陷。
采用上述钻具组合进行排渗管弧形敷设的方法，由于探棒能够实时传输方位数据和孔斜角数据，因此孔口的操作人员能够很容易地利用计算机系统按照预设的孔眼轴线(或者说孔眼轨道)对导向钻头进行控制，得到根据浸润线计算的需要的排渗管埋设的孔眼轨道，当插入排渗管后，还能够很顺利的抽出钻杆，在尾矿坝排水的技术问题上具有巨大的经济和应用价值。
本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的方法，但不论其在本办法基础上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钻具组合，其特征在于，包括具有多个键槽(111)的导向钻头(1)、花键套(2)和钻杆(3)；所述花键套(2)的一端内设有与所述导向钻头(1)的键槽相适配的花键(201)；所述导向钻头(1)通过其上设有的键槽(111)与所述花键套(2)内的花键(201)承插式连接，所述钻杆(3)与所述花键套(2)的另一端螺纹连接，所述花键套(2)内还设有探棒(4)，所述探棒(4)用于测量导向钻头(1)所钻孔眼的方位数据和孔斜角数据，并与地上采集器实时传输方位数据和孔斜角数据；
所述导向钻头(1)包括连接部(11)和头部(12)；所述连接部(11)为一个筒状结构开设多个键槽(111)，所述头部(12)是一个棱锥结构(121)的一个锥面贴合一个鸭嘴状结构(122)，鸭嘴状结构(122)的顶端超过棱锥结构(121)的中轴线；
所述花键套(2)能够卡住所述探棒(4)。
2.根据权利要求1所述的钻具组合，其特征在于，所述导向钻头(1)采用可降解材料制成。
3.一种采用权利要求1至2任一项所述钻具组合进行排渗管弧形敷设的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，组装钻具组合；
步骤二，将钻具组合与定向钻机连接；
步骤三，根据地上采集器接收的探棒(4)实时传输的方位数据和孔斜角数据，并结合预设的孔眼轨道，应用定向钻机实时调整定向钻头(1)的方向将钻杆(3)按照预设的孔眼轨道插入尾矿坝内；
步骤四，将排渗管插入钻杆(3)内；
步骤五，使用钢筋将排渗管与定向钻机固定连接；
步骤六，使用定向钻机将钻杆(3)、花键套(2)和探棒(4)起出，在孔眼内留下排渗管和导向钻头(1)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中定向钻机与钻杆螺纹连接。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤三中定向钻机用于将钻杆插入到尾矿坝内，在需要调整导向钻头的方向时才旋转钻杆。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤四中的排渗管以插到钻杆的底部为准。
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