一、孔底鉆具的組成與功能

硬巖鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)接頭|通泥漿用旋轉(zhuǎn)接頭

１、導(dǎo)向孔施工
鉆具組成：鉆桿、發(fā)射器容納管和導(dǎo)向鉆頭。
導(dǎo)向孔施工鉆具具有鉆孔、變向、通磁和輸送鉆液的功能。通過人機(jī)協(xié)調(diào)控制，嚴(yán)格按已設(shè)計的軌跡完成導(dǎo)向孔施工。鉆孔施工是以高壓鉆液射流和鉆頭板切削共同完成的；鉆頭板以及安裝板上的鉆牙，在鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時起輔助的切削作用，在鉆桿推進(jìn)時起變向作用；發(fā)射器容納管用來放置發(fā)射器，在容納管上開有通磁槽，并用非金屬材料密封以防止高壓鉆液進(jìn)入，發(fā)射器發(fā)射的電磁波經(jīng)通磁槽向外發(fā)射。鉆桿和鉆頭內(nèi)部應(yīng)提供足夠大的通道以滿足對鉆液流量的需求。

２、擴(kuò)孔施工
鉆具組成：鉆桿、回擴(kuò)頭、旋轉(zhuǎn)接頭和回拉鉆桿。


當(dāng)導(dǎo)向孔鉆進(jìn)完成后，卸下導(dǎo)向鉆頭、發(fā)射器容納管，接上反向擴(kuò)孔鉆頭和旋轉(zhuǎn)接頭，然后在旋轉(zhuǎn)接頭后接上回拉鉆桿，進(jìn)行回拉擴(kuò)孔鉆進(jìn)。對直徑較大的孔，可進(jìn)行多次擴(kuò)孔鉆進(jìn)，使鉆孔直徑逐漸擴(kuò)大至尺寸要求。

３、回拉鋪管施工
鉆具組成：回拉鉆桿、回擴(kuò)頭、旋轉(zhuǎn)接頭和拉管頭。
當(dāng)擴(kuò)孔鉆進(jìn)完成后，在回拉鉆桿后接上回擴(kuò)頭和旋轉(zhuǎn)接頭，在旋轉(zhuǎn)接頭后接上拉管頭和待鋪設(shè)的管線進(jìn)行反擴(kuò)鋪管。

二、主要鉆具的研究與應(yīng)用
１、鉆桿

鉆桿的質(zhì)量是施工成功的關(guān)鍵，施工中鉆桿的損壞將導(dǎo)致與鉆桿連接的孔底鉆具的丟失，無論是回擴(kuò)頭還是價格昂貴的泥漿馬達(dá)、管線等。由于鉆桿對ＨＤＤ施工技術(shù)的成功起著基礎(chǔ)性的作用，所以近年來，鉆桿制造商們不斷采用先進(jìn)技術(shù)致力于改進(jìn)鉆桿的結(jié)構(gòu)，提高其性能和質(zhì)量。

目前，ＨＤＤ鉆桿主要分為整體式和焊接式兩種結(jié)構(gòu)形式。 摩擦焊接式鉆桿實現(xiàn)了鉆桿最佳結(jié)構(gòu)組合，這就意味著為滿足不同需要的、不同性能的材料能夠被用來做鉆桿的不同部位。磨擦焊接鉆桿具有很高的機(jī)械性能、耐磨性能，而且重量輕、柔韌性好，可方便地實現(xiàn)不同形式的螺紋接頭與不同規(guī)格的鋼管的焊接組合。摩檫焊接式鉆桿的技術(shù)關(guān)鍵是焊接質(zhì)量，如果焊接及熱處理過程控制得當(dāng)，摩擦焊接的連接強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到甚至高于母材本身強(qiáng)度。 為了保證焊接質(zhì)量，國外制造商用于制造摩擦焊接鉆桿的設(shè)備均采用先進(jìn)的計算機(jī)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄技術(shù)。通過監(jiān)控系統(tǒng)確保每根鉆桿所有焊接重要參數(shù)均按照預(yù)先給定的數(shù)值執(zhí)行。也就是說，一批鉆桿中的任何一根鉆桿，均控制在嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)，由計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)確保其焊接性能的一致性。而且通過單根鉆桿試驗測試，能夠提供一批鉆桿中的每根鉆桿的完整的、可靠的性能數(shù)據(jù)。

焊后整體電磁感應(yīng)熱處理，是整個處理過程的重要階段。近年來通過科研部門不斷研究與試驗，目前能夠使得焊接后焊縫的機(jī)械性能達(dá)到甚至超過母材本身性能，包括耐久性能、焊接安全方面等。為了提高螺紋表面硬度，防止螺紋本身產(chǎn)生任何可能的咬合，加工后的螺紋接頭的表面，特別是螺紋部分都要進(jìn)行滲氮處理。用于制造鉆桿的鋼管采用高等級無縫鋼管，且經(jīng)過淬火和回火處理。 摩擦式焊接鉆桿另一好處是，可以對鉆四誆孔暌和ǖ瀾猩杓啤Ｆ渲新菸平油紡誑淄ǖ賴納杓瞥浞摯悸橇司×考跎僖禾逋ü鋇囊貉顧鶚В乇鶚羌跎俾菸屏油凡糠衷斐傻乃鶚В艽蟠筇岣咦暌合低車墓ぷ饜省?/FONT>在螺紋接頭設(shè)計上采用了切去頂端的、園錐型的螺紋設(shè)計，這種設(shè)計既能增加連接強(qiáng)度，又能在不用附加墊圈的幫助下起到很好的密封作用。實踐表明，要使用更強(qiáng)有力的孔底鉆具和鉆進(jìn)設(shè)備，獲得最大的鉆孔直徑和最小的曲率半徑，就需要特殊設(shè)計的高品質(zhì)的鉆桿以滿足施工要求。下面的公式可計算出不同規(guī)格、不同材質(zhì)鉆桿的彎曲半徑。Ｒ＝下表列出了一些鉆桿材料的屈服極限和強(qiáng)度極限值：()圓鋼樣件直徑＜＝１６ｍｍ

２、導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆具組合
(１)通用型
組成：通用探測裝置容納器、變向鉆頭體和板式切削刀具。通常用于中軟土壤和回填土層施工，可更換硬地型鉆頭牙齒，用于硬地層的施工，包括硬土、巖土、礫石和軟巖層。

(２)硬地層型
組成：通用探測裝置容納器、帶彎曲式噴射管和
(ａ)可分開的噴射頭，適用于在軟土層可控噴射施工；
(ｂ)巖石鉆頭，適用于混合層鉆進(jìn)，在堅硬的部分允許巖石鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。

(３)軟巖層型
組成：通用探測裝置容納器、錘體、錘頭 適用于在硬地面和軟巖層中進(jìn)行高穿透鉆進(jìn)和轉(zhuǎn)向

(４)巖石型
組成：通用的探測裝置容納器、轉(zhuǎn)換接頭、泥漿馬達(dá)、巖石鉆頭 適用于巖石層鉆進(jìn)施工

３、回擴(kuò)鉆進(jìn)用鉆具
(１)帶長槽的回擴(kuò)頭
特點：３０度錐體形狀，有利于高效率的切削和擠壓土壤；可獲得多種螺紋和背端連接形式；向前和向后噴射鉆液的噴嘴為可換式；ＴＣ巖石牙齒；凹槽體用來高效率排除鉆屑；標(biāo)準(zhǔn)尺寸８＂(２００ｍｍ)一２０＂(５００ｍｍ)適用于普遍的工程條件，在中密度粘土、礫泥粘土和含巖土壤(礫石、鵝卵石等)中施工，兼有飛旋刀式切割器和錐形擠擴(kuò)器的復(fù)合功能，具有很高的施工效率。安裝ＴＣ巖石切削牙齒，可提高切削作用。普遍適用于中等硬度土層，特別適合在硬土和巖石土層中施工。

(２)飛旋刀式回擴(kuò)器
特點： 開放式鉆體，３０度錐型切削臂，與擠壓式相比具有極好的排屑和混合的作用。
是一種獨特地萬能回擴(kuò)器，在沙地、軟土層、粘土層和混凝料中施工具有極好的性能，可有效的使泥漿與土壤混合成流動的混合物，具有理想的排屑和強(qiáng)大的混合作用。標(biāo)準(zhǔn)尺寸８＂(２００ｍｍ)一２０＂(５００ｍｍ)。

(３)旋桶式回擴(kuò)器
特點：適合于中大型鉆機(jī)；開放式鉆體，三臂式設(shè)計，具有高效率的切削和排屑能力?？筛鼡Q巖石切削牙齒，可更換的向前和向后噴嘴，標(biāo)準(zhǔn)尺寸１２＂(３００ｍｍ)，焊接符合ＡＰＩ工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)５Ｃ６。一般用于，破碎黏土型土壤優(yōu)于擠壓式，這種飛刀具有卓越的切削和排屑特性，常常與桶式回擴(kuò)器一起使用。

(４)桶式回擴(kuò)器
特點： 適合于中大型鉆機(jī)。３０度前后錐體；可更換的巖石切削牙齒；前后端均帶有可更換的噴嘴；標(biāo)準(zhǔn)尺寸１２＂(３００ｍｍ)。
桶式回擴(kuò)器在黏土、礫泥、混凝料和巖土中施工具有極好的切削和擠壓性能，主要用于擠壓土壤(軟黏土、泥炭土)，在土壤中擠擴(kuò)出洞孔并保持。