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旋挖钻机钻泥岩时打滑的原因及处理

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旋挖钻机钻泥岩时打滑的原因及处理

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  • 发布时间:2014-05-07
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旋挖钻机钻泥岩时打滑的原因及处理

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旋挖钻机钻进泥岩时打滑的原因及处理:

旋挖钻机在钻进泥岩或砂岩时,经常出现打滑现象,即无阻力也加不压,无法钻进或钻进困难,从而影响施工进度及生产效率。本人经过长时间的施工及经验积累,也曾参与众多泥岩地质基础施工工程,对钻进泥岩有一定认识及见解,通过对地质.钻具及操作的整合.最终破解泥岩钻进难题。

一、泥岩概述

泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石,因含有丰富的氧化物呈红色、深红色或褐色,这类岩石统称为红砂岩。红砂岩主要呈粒状碎屑结构和泥状胶结结构两种典型结构形式。多数红砂岩受大气环境的作用可崩解破碎,甚至泥化,故其岩块的大小及颗粒级配将随干湿循环的时间过程而变化。泥岩是一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩,其成分与构造和页岩相似但较不易碎。一种层理或页理不明显的粘土岩。泥岩具有吸水、粘结特性。

二、打滑原因

施工过程中,如果干孔钻进泥岩,选用螺旋钻斗钻进效率较高,如果选用双底捞砂斗也可钻进,但负载较大;孔内一旦遇水马上出现打滑现象,因此打滑与水或泥浆有直接关系,所以泥岩打滑主要原因由以下几点组成1泥岩的硬度,2水或泥浆润滑作用,3泥岩吸水软化等。

三、不同钻具钻进

1、螺旋钻斗钻进水孔泥岩时,由于泥岩遇水软化,会把螺旋钻斗前端的锥头挤满泥岩渣土,形成一个整体,钻具便失去钻进作用,不能持续钻进后,水或泥浆便进入钻斗与泥岩之间而润滑,便形成打滑。

2用双底截齿钻斗钻进泥岩水孔时,由于截齿钻进方式是利用前端的合金头钻入,合金头很容易破入泥岩,但由于前端的合金头很短,固定合金头的截齿体必须跟进切入,但截齿体太钝,便形成阻力,由于截齿破入泥岩太浅,泥岩具有胶结性,从而达不到破碎效果,因此不能持续钻进,水或泥浆进入截齿与泥岩之间而润滑,便形成打滑。

3通过上述分析,泥岩胶结性好不易破碎,需较锋利的刀具,钻进切入较深,切入阻力小才能达到切削破碎的效果。

四、泥岩钻进打滑的处理办法:

因此选用双底捞砂斗,切削式钻进符合上述分析。但实际捞砂斗也会出现打滑现象,不过其中包含众多因素

1、钻斗上的缺陷,比如中心定位尖不易过长过宽过钝,齿尖的角度及齿座之间的间隙,边齿的直径,斗齿的型号或齿尖磨损,最好通过改进,让齿尖长度高低落差,减少接触面积。

2、捞砂斗的直径,直径越大的钻斗,接触面积越大,越难以克服打滑,所以桩径较大可先选用较小直径的钻斗钻进。

3、克服打滑分析前面已讲到主要原因是由水或泥浆润滑引起的打滑,所以只要克服被软化的泥岩及表面的水或泥浆,就可克服泥岩打滑!克服后要持续钻进,水或泥浆便无法进入切削面,这样齿尖一直接触干地质,便可正常钻进。

4、操作上的控制非常重要,由于泥岩较硬,胶结性好,在水的润滑下想切入并不容易,首先把动力头提升到最高,之后必须控制动力头慢转,加压速度慢而持续,动力头与加压的速度一定配合好,如果加压行程完毕,没有切入泥岩,重新提升动力头继续钻进,一直到切入地质负荷上升,之后要持续钻进,当负荷过重时需提升动力头减轻负载,从而保护钻机部件。当负载减轻时需继续加压,以防水或泥浆进入被切削面而降低摩擦系数。

5、打滑分类钻进时由于泥岩被软化,会出现两种打滑现象,一种为托底打滑,也就所谓的钻进泥层掉土打滑现象;而另一种是泥岩打滑,由于泥岩较硬本身钻进切削就较困难,而在水或泥浆的润滑下便打滑,两者打滑是有区别的,因此一定分清打滑类型,才能有效地处理。

6、处理打滑分清两种打滑非常关键,处理方式也不相同,如果是泥岩软化托底打滑那就反转正传加压来克服,如果是泥岩较硬因水降低摩擦系数打滑,通过上述的一系列整合办法便可克服。泥岩因胶结物质和风化程度的差异,其强度的变化大,因此并不是所有泥岩都可用切削式钻进。

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