旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩

旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩到东方旋挖钻机培训基地
1、中小型旋挖钻机入岩钻探难点
中小型旋挖钻机入岩钻探以来有以下几个技术难点:
(1)轴向加压力小;
【旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩】(2)自身重量轻;
(3)岩石对设备本身冲击大 。
由于旋挖钻机轴泵加压力的不足 , 很难实现高效的破碎岩石"跃进式破碎"的形式
主要有两方面的原因:
旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩
文章图片

文章图片
①岩石是具有各向异性、不均质、不连续的组织物 , 且岩石位于地底深处 , 地质条件复杂;
②中小型旋挖钻机本身重量小 , 既要保证中小型旋挖钻机的机动和灵活性 , 又要保证自身的重量能够承受住岩石的反作用冲击力 , 同时又能保证自己的安全和稳定性 , 这样对中小型的钻机似乎是钻探挑战 。钻机的钻杆 , 以及钻井的钻具工法 , 都对旋挖钻机设计者提出了一个新的要求 。旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩
中小型旋挖钻机在这个方面做出了重大的突破 , 在四川工地中风化石灰岩上钻探 , 孔钻头φ900mm , 成功入岩1000mm , 岩石单轴抗压强度达到30MPa , 耗时是1.2小时 。工法是钻头的是泵钻 , 利用钻头的研磨或者疲劳破坏 , 再配备特制的钻头将绞车折断 , 并用筒钻将岩芯完整取出 。
2、入岩施工
2013年4月旋挖钻机在四川重庆施工 , 地质钻探为中钻井石灰岩层 , 单轴抗压强度为30MPa , 孔径φ900mm , 要求入岩1000mm , 采用的是4×9.5m机锁杆 , 采用的钻具是泵截齿筒钻 , 主要原理是钻头筒钻截齿的钻杆泵公转 , 对岩石进行磨削 。如下图所示 。
旋挖钻机的加压施工方式主要采用"恒定加压与点动加压相结合的方式" , 恒定加压主要是产生静载 , 为磨削岩石提供恒定的泵压力 , 点动加压主要形成对岩石的一定的冲击 , 实现岩石的局部破碎 , 这两种方式加压相互结合实现岩石的快速切削 。由于岩石的磨机不均 , 转速会随着负载发生变化 , 造成钻进的过程中产生快慢交替的情况 , 亦对岩石造成一定的冲击作用 , 从而达到加速岩石切削的作用 。
另外在钻进的过程中要不断产生加注水或者泥浆 , 主要是起到润滑和对钻斗降温的作用 , 减少钻头因为发热导致的设备损坏 。
3、岩芯的取出
旋挖钻机培训基地中小型旋挖钻机如何入岩
文章图片

文章图片
当使用筒钻钻进达到规定的要求的时候 , 需要将岩石进行切断并取出 。因为泵钻机自身重量轻以及钻井小 , 不能直接将岩石切断 , 这就需要专用的楔形钻斗(如钻头) , 利用楔形加压的钻杆 , 楔形钻斗的加压力F产生对岩芯的径向分力F1 , 最终将岩石折断 。如下图所示 , 将钻头插入岩芯与钻探的钻杆中 , 再施加加压力F(利用钻杆下放形成的冲击力) , 从而将岩心成功的钻头 。再更换筒钻将钻头的岩芯钻探 。
4、岩石的入岩机理分析
旋挖钻机之所以能够成功的快速入岩 , 主要是由于钻机本身设计严格遵守欧盟的EN791安全设计标准 , 在钻井考虑旋挖钻机安全性、稳定性的基础上 , 将整机重量进行合理分布后又实现其灵活性 , 可靠的设计结构可承受小型机锁杆的反作用力 , 从而实现较大的加压力传递和较高的入岩效率 , 取得了最优的结果 。
旋挖钻机充分考虑岩石破碎机理的磨机阶段:研磨破碎区段、疲劳破碎区段和跃进破碎区段 。
(1)研磨破碎区段:在较小的轴压力作用下 , 钻斗与岩石接触所产生的接触压力显著小于岩石的极限强度或者压入硬度 , 破碎是靠摩擦切削 , 此阶段的钻杆钻探小 , 钻头有一定的磨损 。