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哪些方面会影响回转冲击式水井钻机施工效率?

来源:未知 日期:2020-11-13 10:19 点击:次  属于:hengwangjt

       影响回转冲击式水井钻机施工效率的因素很多,其中地层岩土性质、钻具、扭矩、转速、进给压力、冲击器的性能、钻进介质等都是影响钻孔速度与钻进效果的重要因素。
     (1)地层岩土性质
      岩土是水井钻机的工作对象。土和岩石的物理及力学性质是影响钻进效果的主要因素。土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质,土的基本物理性质指标有土颗粒度、天然密度、干密度、含水率、饱和度、孔隙率和孔隙比。土的力学性质是指土在外力作用下所表现的性质,主要包括在压应力作用下体积缩小的压缩性和在剪应力作用下抵抗剪切破坏的抗剪性,其次是在动荷载作用下所表现的一些性质。
     (2)钻具
      液动冲击回转钻机的钻具型号可以和回转钻进工艺通用。不同的成孔直径选用相对应的钻具型号。
      钻头的直径、刃具结构形状等影响着冲击回转钻进的速度。钻头直径越大,钻机所承受的旋转阻力矩越大,钻进速度随着钻头直径的增大而减。钻头刃具形状也对破岩钻孔速度有很大影响,主要与钻头的钻刃角度有关。钻刃前角大时,则钻头锋利,易于钻进,但钻刃容易磨损或者崩断。钻刃前角小时,钻头摩擦损耗小,但钻进速度慢。同样钻头钻刃前后角之间的刀尖角越小,破岩钻进越容易,但钻刃的坚固性将越差或者崩断。
     (3)扭矩
      在冲击回转钻进时。钻具承受着两种力矩作用,一是阻力矩;二是动力头驱动钻具旋转扭矩,要使钻井机旋转钻进,扭矩必须大于阻力矩。水井钻机的旋转扭矩要克服的阻力有:钻头与孔底、孔壁以及岩屑之间的摩擦阻力;钻杆与孔壁及循环液之间旋转的各种阻力。另外,因为存在瞬间的“超载”阻力,这种“超载”阻力是正常破岩阻力的1.5倍以上,对于岩土工程钻进来说,岩石、土层及砂卵石层的”超载”阻力差别非常大,钻井机克服“超载”阻力问题更为突出,设计多功能水井钻机的旋转扭矩时必须考虑这种实际情况。
      (4)进给压力
      在钻头研磨时,钻头切削刃不能切入岩石,由摩擦力形成对岩石的表面磨削,这时钻速很低,钻速与进给压力是线性关系;当进给压力接近岩石抗压强度时,钻头切削刃侵入岩石,在其岩石上产生裂隙,经钻具重夏作用产生破碎。在这个区域,钻速与进给压力是非线性关系,钻速增长率与进给压力成正比;当进给压力大于或等于岩石的抗压强度时,钻头侵入岩石,产生体积破碎,钻进速度提高,在这个区域,钻速与进给压力成正比。
      (5)冲洗介质对钻进速度的影响
      冲洗介质对冲击回转的钻进速度的影响比较复杂,主要与冲洗介质的性质和冲洗介质的压力、流量等因素有关。在岩土钻井工程实际中,使用的冲洗介质主要有清水、空气和泥浆。由于空气潜孔锤在钻井工程中得到了广泛的应用,因此,空气不仅承担了钻头的冷却、稳定孔壁、冲洗钻屑的作用。