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          氣動潛孔錘鉆進技術的運用 - 嘉匠機械

          山東嘉匠機械水井鉆機銷售熱線

          氣動潛孔錘鉆進技術的運用

          一、氣動水井鉆機工作時風量、風速和風壓確定

          氣動水井鉆機潛孔錘鉆進時風量的確定,一方而要根據所用沖擊器的性能而定、另一方而則要滿足鉆進所需的上返風速。因為巖屑在氣流介質中因自身的黏度、密度和形狀的不同而具有不同的懸浮速度,為使巖屑有效地排出井外、達到井底干凈,就必須采用大于巖屑懸浮速度的上返風速才行、這也氣動水井鉆機潛孔錘鉆進時的重要參數之一。除反循環氣動潛孔錘鉆進不受井徑的限制外,正循環鉆進風量在鉆桿與井壁環狀間隙中的上返流速,不少資料推薦值為15一30m/s。在鉆桿直徑與鉆頭直徑相差較大時、潛孔錘在低氣壓下運轉,常因氣量不足,不能產生足夠的氣流速度,致使巖屑不能及時排出井外而堆積在井底。這也最容易出現埋鉆,引發井內事故。

          氣動潛孔錘鉆進技術的運用圖片

          氣動水井鉆機正確選擇好風量、風速和風壓的技術關鍵在于如何掌握好以下三種關系:

          (1)空氣能量和循環阻力的關系。

          (2)上返速度和清孔效果的關系。

          (3)介質密度和鉆井條件的關系。

          在解決好上述關系的同時,還要采取相應的技術措施,如增加供風量和供風壓力;減小環流斷面;有條件時可選擇反循環氣動潛孔錘鉆進;合理選用沖擊器型號;調整介質密度,采用氣液兩相介質循環,如采用泡沫劑、霧化以及共他充氣介質等。通常的規律是在相同條件下,風壓愈高鉆速愈快,但隨井深的增加壓力也增大,如井深150m時需要消耗風壓1.4MPa,井深200m時需消耗風壓1.7MPa。此外,采用空氣泡沫鉆進消耗風壓比純空氣增大約0.18MPa,如井深200m時用空氣泡沫的沖孔風壓為2.21MPa,而純空氣僅為1.7MPa,不同的沖孔方法對配備空壓機能力要求也不同。另外,在富水情況下鉆進,背壓對潛孔錘風壓每深10m要增加0.1MPa。

          二、鉆壓的確定

          從潛孔錘鉆進的沖擊碎巖原理分析,它主要靠沖擊動載作用破碎巖石,氣動水井鉆進工作效率的高低.主要取決于沖擊功的大小和沖擊頻率的快慢,鉆壓只是保證沖擊功充分發揮作用的輔助力,過大或過小都會影響鉆進正常進行。過大,則會引起鉆具的振動、鉆頭過早的磨損以及合金齒脫落,增加回轉難度;過小,則會影響沖擊功的有效傳遞。因此,只需給潛孔沖擊器提供適中的鉆壓即可一般為900——3000kg,而不必采用重型鉆桿。

          通常以石灰巖代表中硬巖層,花崗巖、玄武巖代表堅硬巖層,而以單位時間內進尺來衡量氣動水井鉆機潛孔錘的鉆進效率,則推薦選用的鉆壓范圍如下表所示。如果井內鉆柱超表中所列范圍,就應采取減壓鉆進。

          氣動潛孔錘鉆壓推薦值

          氣動水井鉆機鉆壓推薦值

          三、轉速

          氣動水井鉆機的潛孔錘鉆進屬于慢回轉的一種沖擊鉆進方法,合理的轉速選擇,對鉆頭壽命乃至鉆進成本至關重要。它主要與沖擊器所產生的沖擊功的大小、沖擊頻率的高低、鉆頭的形式以及所鉆巖石的性質有關。氣鉆在潛孔錘鉆進過程中,由于破碎下來的巖屑能夠及時被空氣清除,鉆進時無切削和剪切作用,所以無須過快的線速度。

          轉速太快,對鉆頭的壽命不利,特別對研磨性較強的巖層,將使鉆頭外圍的刃齒很快磨損和碎裂。如轉速太慢,則將使柱齒沖擊時與已有沖擊破碎點(凹坑)重復,導致鉆速下降。在常規情況下,巖石愈堅硬或鉆頭直徑愈大時,愈要求采用較低轉速。

          在某些嚴重裂隙性巖層中鉆進,有時為防止卡鉆而采用增加轉速的辦法,但應注意有時卡鉆是因為鉆頭已過度磨損,而增加轉速會使問題更加復雜化。對于潛孔錘鉆進時鉆頭合適的回轉速度,應以獲得有效的鉆速、平穩的操作和經濟的鉆頭壽命為前提。下表列出了不同地層巖性鉆進時的經驗數據,可供施工時參考。

          潛孔錘鉆進回轉速度經驗值數值

          氣動水井鉆機回轉速度經驗數值

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