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          牙輪鉆頭鉆進技術的應用 - 嘉匠機械

          山東嘉匠機械水井鉆機銷售熱線

          牙輪鉆頭鉆進技術的應用

          在鉆井機的鉆桿和鉆鋌軸心壓力的驅動下,牙輪鉆頭在井底以鉆頭公轉及牙輪本身的自轉而產生的上下往復運動(縱向振動)、靜壓和剪切作用,來破碎井底巖石。縱向振動是牙輪在滾動過程中,雙齒、單齒交替著巖,從而形成整個鉆頭的縱向振動,構成了輪齒對巖的動壓入作用。

          牙輪鉆頭采用牙輪超頂、復錐和移軸的結構,使得在井底滾動的同時產生輪齒對巖石的滑動來實現剪切作用,以提高破碎效果。破碎的坑穴擴大,加上水力作用,沖蝕并擴大了破碎體積,這就形成牙輪鉆頭對巖石的壓入、沖擊和剪切的綜合破碎機制。

          水井鉆機常用的牙輪鉆頭圖片

          牙輪鉆頭鉆進技術參數

          1.鉆壓

          鉆壓的大小應根據地層的軟硬程度確定,而且應考慮到鉆頭質量、鉆具質量、洗井液排量、井身質量要求,以及設備狀況、動力情況諸因素。鉆井機械在施工中,對于中硬至堅地層巖石,鉆壓范圍一般在每時徑1.0一1.5t之間選取。

          2.鉆頭轉速

          一般而言,鉆井機的鉆進效率隨鉆頭鉆速的增大而提高,但受洗井條件、設備和鉆柱強度、巖石性質等因素的制約而不能任意增大轉速。在良好的洗井條件下,井底巖屑能及時排除,則鉆進效率提升;如洗井條件不好,井底巖屑不能及時排除,勢必造成重復破碎,鉆進效率低,甚至存在鉆頭泥包的危害。在研磨性大的地層,如果轉速過快,將顯著降低鉆頭的工作壽命,因而不宜采用過快的鉆速鉆進。常用國產牙輪鉆頭的鉆速推薦位見下表。

          三牙輪鉆頭鉆速推薦圖表

          3.沖洗液量

          鉆井機在鉆進過程中,隨著沖洗液量的加大,鉆進效率亦相應加大。當排量加大到一定程度時,鉆進效率的變化就不大了。一般要求沖洗液的上返速度在1m/s以上,最小則不能小于0.5m/s,否則巖屑不能及時帶離井底,易于產生井下復雜狀況。在水井施工中,沖洗液排量一般在20-50L/s選取。

          4.技術參數的綜合確定與掌握

          水井鉆機在施工中,只有鉆壓、轉速、排量三個參數達到合理配合。才能獲得較高的鉆進效率。如果鉆壓、轉速增大,排量就需相應增大;又如鉆壓增大,鉆頭轉速就要相應減小。在硬地層中采用牙輪鉆頭鉆進,一般要求高鉆壓、大排最、適當的轉速。

          鉆井機常用的三牙輪鉆頭圖片

          牙輪鉆頭鉆進的優點及適應性

          目前,不論在國內施工還是去國外承包水井工程,一般均采用牙輪鉆頭鉆進工藝,尤其是深水井、地熱井施工更是如此。從近年來牙輪鉆頭使用的領域來看,已擴展到樁基施工、非開挖工程施工、煤礦瓦斯排放井施工,應用范圍在不斷擴大,產生的社會效益和經濟效益非常顯著。工程實踐證明,采用牙輪鉆頭鉆進工藝對地層及地下水情況無特殊要求,具有適應性好、適用范圍廣的特點,應大力推廣應用。

          牙輪鉆頭鉆進工藝同一般筒鉆取芯鉆進效率相比,要高出1倍到數倍以上,鉆頭壽命也高,一只三牙輪鉆頭在5-6級中硬巖石中鉆進數十米至百米一般不成問題,成本較低,且一次性投資也不大。鉆進過程中增加了純鉆時間、縮短了輔助時間(有時幾個班才提一次鉆)。所鉆井壁圓滑、完整、垂直度高,這也是正循環鉆進工藝所特別具有的長處。



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