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正循环回转钻进时如何选择钻头?怎样确定钻进参数?

567 2021-12-07 11:09:05

钻头的选择是否适宜直接影响着钻进速度、效率和钻孔质量。钻头的选择主要应适应地层的需要,应根据不同的地层选择不同的钻头。围护桩所遇地层一般为两类;一类是软弱地层,包括第四系的土、砂土、坝土和淤泥等;另一类属硬层,包括卵砾石层、风化或半风化基岩。表21所示为与各类地层适宜的钻头类型。

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鱼尾钻头<如图 82)结构简单,与孔底接触面小,以软小的钻压即能在粘土、粉砂土和砂层中获得较高的钻进效率,但鱼尾钻头的导向差,遇局部阻力易偏斜。因此,有的生产厂家在钻头翼板上方加焊导向笼,形成笼式鱼尾钻头。

笼式刮刀钻头(双腰带笼式钻头,如图 83)是目前应用最为广泛的一种钻头,适用于粘土、粉砂、细砂、中粗砂和

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含少量砾石(不多于10%)的土层。笼式刮刀钻头的中心管上端与钻杆连接,下端以法兰盘连接着小尺寸的四翼锥形钻头。导正圈起导向作用以减少孔斜,上导正圈顶焊斜挡板一圈,使钻头提升时不刮孔壁,在上、下导正圈的外圆柱面上加焊带硬质合金片的肋骨,以扩大孔径、修圆钻孔,并减少导正圈的磨损。小钻头主要起定向作用,并保护出浆口不受阻塞。撑杆在保证钻头刚度的前提下,应尽量减少撑杆数量,以减少钻进阻力和糊钻。翼板按一定角度焊接在下导正圈内壁上,翼板上按一定排列规则直接镶焊硬质合金切削具,也可以用螺栓将镶有硬质合金片的切削刀体固紧在翼板上,成为可拆换式切削刀具,翼板的数量视钻头直径而定,姆800mm 钻头用4片;φ1000mm钻头用4~6片;办1200mm钻头以上用6片。

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滚刀钻头和牙轮钻头寿命长,可以通过风化、中等风化基岩钻大直径桩孔,进尺快,但钻进时需要较高的钻压,而且钻头成本很高。

正循环回转钻机钻进参数包括∶钻压、转速、泵量等。

(1)钻压

钻孔时,钻头是在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺,切削下来的钻渣则由泥浆携出桩孔。为此,钻进时需有一定的钻压。钻压一般根据地层条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削刀具数目、钻具强度、设备能力等因素综合考虑确定。当用硬质合金钻进成孔时,每片切削刀具的钻压以 800~1200N或每颗合金的钻压取 400~600N 为宜,可由此确定钻头的钻压。表 22为正循环钻进钻压选择参考表。

(2)转速

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转速的选择除满足破碎岩土的扭矩需要外,还要考虑钻头不同部位切削刀具的磨损情况。一般按下式计算;

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(3)泵量

即泥浆泵工作的实际排量。应能满足在孔壁不被冲坏的前提下保证泥浆上返流速超过钻渣在静止泥浆中由重力作用下的下沉速度。实际测定泥浆上返流速以取0.08~0.1m/s 为妥,再反推泵的排量。

钻进中合理掌握和调整钻进参数是保证桩孔施工质量和进度的关键。施工时既要保证钻进速度,提高钻进效率,也要保证钻孔质量,防止质量通病的产生。