背包式钻机在输电线路勘察中的应用

■吴辉杰 ■中能建广东电力设计研究院，广东 广州 510000

随着电网全国性的建设、西电东送战略的发展，越来越多的高压、超高压输电线路穿越崇山峻岭，这为输电线路的勘察增加难以想象的难度。在输电线路塔基的勘察中，除了地质调查及其它勘察方法外，最基本的方法就是钻探。而传统钻机在该类工程的钻探中遇到效率极低、或设备根本无法到位等问题，背包式(便携式)钻机可以解决以上问题，且技术上可以满足要求。下面对工程特点、设备特点、性能、使用体会进行阐述。

1 输电线路塔基钻探的特点

输电线路钻探工作点分布极其分散、工作面小，需要搬迁灵活、快速，占地小，用水量、耗能小的设备，尤其是在崇山峻岭上。传统钻机的应用经常是附属工作(搬迁、供水等)的时间是正常钻探时间的几倍甚至几十倍。有时还由于对场地条件的要求而造成环境破坏、青苗赔偿等问题而无法完成。

上图是背包式钻机整机配套及搬迁方式

2 背包式钻机的优点

其主要优点:携带方便—标配整机重量仅约20 公斤，单人即可背负前行;操作灵活—易拆易装，取芯快速简便;高效耐用---金刚石钻头钻进岩层，钻进速度快，钛合金钻杆、钻具，轻便、使用寿命长;适用性强---可在输电线路塔基勘察等多种领域使用。

3 主要性能、参数介绍及使用体会

(1)钻机的搬运。背包式设计是该设备的最大卖点，背包不仅装了钻机的主要部件，还有相应的小口袋及夹层可装所需的小工具，设计非常人性化，特别适合交通不便的地方作业。

(2)钻机动力。采用进口汽油发动机，优点是性能优良、轻便，缺点是专用设备，配件供应困难，维修不方便。配备1.5kW 功率汽油机，在覆盖稍厚，需下套管或使用重量较重的不秀钢钻杆时，动力明显不足。

(3)供水系统。配备了压力瓶，具有轻便的优点，但钻进过程中需要人工加压，增加了人员配备，我们实际使用时自配小型水泵。

(4)钻杆、钻具、转接器。配备有钛合金及不锈钢两种不同材料钻杆、钻具及转接器。钛合金钻杆、钻具轻便，但价格昂贵。不锈钢钻杆、钻具重量较重，不仅增加搬运难度，同时在孔深较深时也严重影响钻机动力的发挥。两种材料的钻杆、钻具都采用卡口连接，连接和拆卸都非常方便，但在使用过程中，卡口部位容易变形，耐用性较差。我们在实际使用过程中，订制了锥扣连接的不锈钢钻杆、钻具，工人使用较为习惯，效果相当不错。

(5)钻头。厂家配用的金刚石及硬质合金钻头在使用过程中，效果一般，但价格奇高。建议选择合适的国内厂家定制。

(6)取芯器及土样取样器。取芯器打捞岩芯效果还是不错的。土样取样器在对取土质量要求较高时使用，使用多了影响钻进效率。

(7)钻进效率。厂家介绍了钻进不同岩层时的钻进效率对比如下表:

钻进不同岩石层的工作效率对照表

我们在不同工程钻进了灰岩和花岗岩，效率远达不到厂家介绍的效率，不过还是达到我们的预期值。

(8)油耗与水耗。油耗在可接受范围内。水耗虽然不大，但在交通不便、缺水的地方，供水确实是影响效率的很大因素。

4 使用效果

综合上述工程特点及背包式钻机优特点，背包式钻机是比较适合输电线路塔基钻探的。我们在±800kV 酒泉至湖南直流输电线路、±800kV 上海庙-山东线路银汞花(晋冀省界)-临漳县南孔村北段直流输电工程中使用背包式钻机进行钻进，取得了较为满意的效果。使用背包式钻机，查清铁塔地基土分布，山区松散覆盖层厚度，基岩强风化厚度以及破碎程度，以确定铁塔岩石基础类型。背包式钻机的使用解决了以前高山大岭无法钻探的问题，同时提高了钻探功效，节省了成本、缩短了工期，提高了工作质量。而且能大量减少植被的破坏，保护环境。下图为在±800kV 酒泉至湖南直流输电线路塔基钻探中取得的效果。

背包式钻机在输电线路塔基钻探中采取的岩芯

5 小结

背包式钻机在特定工程中的应用，其优势、效果是值得肯定的。但由于其自身的特点，也存在一些不足:在土层中钻进，动力稍显不足，且取芯效果一般;部分部件因为轻便，所以显得娇气较易损坏;全套设备为进口产品，价格较高，配件补充难以及时。目前国内已有厂家试产该产品，试用效果基本能达到进口产品的性能，其优势是可根据工程特点要求及时改进，且配件等补充及时。价格仅为进口产品的几分之一，再进行一些改进、优化，完全可以替代进口产品。