Aké faktory ovplyvňujú účinnosť malých rotačných vŕtacích súprav

Účinnosť vŕtania malej rotačnej vŕtacej súpravy sa vzťahuje na pomer celkovej hĺbky vyvŕtaných pilotových otvorov na celkový čas strávený počas normálnej prevádzky. Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť vŕtania rotačných vrtných súprav, patrí hĺbka otvorov, priemer otvorov, geologické podmienky, výber vŕtacích nástrojov a typ vŕtacej tyče.

Vplyv hĺbky otvorov na účinnosť vŕtania rotačnej vrtnej súpravy

Počas konštrukcie rotačnej vrtnej súpravy, zakaždým, keď je vrták naplnený pôdou, je potrebné zdvihnúť a vyložiť pôdu a potom vŕtací nástroj spustiť na spodok otvoru. Je zrejmé, že čím menšia je hĺbka otvoru, tým vyššia je účinnosť. Účinnosť vŕtania v=h1/(t {1+ t 2+2 h/v1) (m/h), kde h je množstvo na vŕtaciu nohu, m; t1, čas potrebný na vyvŕtanie plného vedra, h; T2 je čas vykladania, h; H je hĺbka otvoru, m; V, aby sa zvýšila a znížila rýchlosť vŕtania, m/h. Z vyššie uvedenej rovnice je zrejmé, že keď ostatné parametre zostávajú konštantné, čím väčší H, menší V. Keď hĺbka otvoru presahuje 100 metrov, účinnosť vŕtania výrazne klesá. Keď hĺbka otvoru presahuje 120 m, účinnosť vŕtania bude nižšia ako v prípade iných metód výstavby a miera nehôd sa výrazne zvýši. Preto sa pri vykonávaní ultra hlbokých otvorov používajú ďalšie konštrukčné metódy, ako je napríklad vpred a spätný obeh.

2. Vplyv clony na účinnosť vŕtania rotačných rýpadiel

V súčasnosti je bežne používanou rotačnou vŕtacou súpravou rotačný vŕtací vedro, ktoré má telo dutého hlavera a dve dvere vstupných vedier v spodnej časti. Počas vŕtania sa vŕtacie zvyšky rezajú zubami vŕtania a vstupuje do hlavne cez dvere vedier. Pod záštitou dolných vŕtacích trosiek sa horné zvyšky postupne stúpa do hlavne, až kým nie sú naplnené. Existujú dva hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť vŕtania, jedna je rýchlosť, akou trosky vstupujú do dverí vedier, a druhá je rýchlosť, akou zvyšuje zvyšky vo vnútri vedra. Po prvé, rýchlosť pôdy vstupujúcej do dverí vedier súvisí s oblasťou pôdy vstupujúcej do dverí vedier. Čím väčší je priemer vŕtania, tým väčšia je plocha pôdy vstupujúca do dverí vedier a tým rýchlejšie pôda vstupuje do rýchlosti;

Po druhé, stúpajúca rýchlosť zvyškov v tele vedra súvisí s mnohými faktormi, najmä vrátane:

(1) hmotnosť pôdy;

(2) Priľnavá sila medzi stenou vedra a pôdou trosiek.

Je zrejmé, že čím väčší je priemer vrtu, tým ťažšia pôda, ale adhézna sila medzi stenou vedra a pôdou sa zníži; Keď sa priemer vŕtacieho bitu zníži, hmotnosť zvyšku klesá, ale priľnavá sila medzi stenou vedra a zvyškom zvyšuje.

Samozrejme, existujú aj ďalšie faktory, ako napríklad tvar vŕtacieho vedra, koeficient trenia povrchu vedra vŕtania a obsah vlhkosti v pôde trosky, ktoré môžu ovplyvniť stúpajúcu rýchlosť troskovej pôdy v tele vedra. Na základe vyššie uvedenej situácie vplyv vplyvu priemeru vŕtania na účinnosť vŕtania sleduje vzorec znázornený na obrázku 2. Z obrázku je zrejmé, že účinnosť vŕtania klesá, keď je priemer vŕtania menší ako 1 m a väčší ako 2 m.

Vplyv geologických útvarov na účinnosť vŕtania sa prejavuje hlavne pri ťažkostiach vŕtania (vŕtateľnosť geologických útvarov) a rýchlosť vykladania pôdy.

3.1 Vŕtanie vrstiev

The drillability of geological formations is a complex indicator. Geological drilling experts at home and abroad classify formations according to the difficulty of drilling. China follows the grading method of the former Soviet Union and divides formations into 12 levels, with higher levels indicating poorer drillability. Due to the lack of classification of drillability in the construction of large-diameter cast-in-place pile holes, there is no unified standard and specification for drilling techniques corresponding to different formations. The mechanism of rock fragmentation and powder carrying during pile hole construction with rotary drilling rig is different from geological drilling. Rotary drilling rig mainly divides the drilled layer into large rock fragments by cutting and then installs them into the drill bit body, while geological drilling mainly grinds the formation into small particles by flushing and carries them to the ground through flushing fluid. So the drillability index of the construction stratum by rotary drilling rig is mainly the compressive strength of the stratum. As long as the drilling pressure applied by the drilling rig is greater than the compressive strength of the stratum, the drill teeth can press the stratum and cut it into blocks. The pressure acting on the drill teeth must be greater than the compressive strength of the stratum, that is, F/S>G, kde f - tlak; S - plocha spodnej časti otvoru vŕtačky vŕtania; G - pevnosť v tlaku formácie.

Ak sú splnené vyššie uvedené podmienky a optimalizujú sa ďalšie faktory, účinnosť vŕtania sa výrazne zlepší, ako napríklad úpravy rýchlosti rotácie a uhol vŕtania zubov. Ako je možné vidieť z vyššie uvedeného, čím ťažšie je tvorba, tým nižšia je účinnosť vŕtania, pretože sa zvyšuje požadovaný vŕtací tlak a čas na zlomenie sa zvyšuje, keď je tlak konštantný.

3.2 Vplyv faktorov vykladania pôdy na účinnosť vŕtania

Vzhľadom na rozdiely v zložení, štruktúre a obsahu vlhkosti vŕtateľných vrstiev sa viskozita vŕtacích zvyškov líši. Keď sa vŕtacie zvyšky načítajú do vedra a odstránia sa zo zeme na vykladanie, čím vyššia je jeho viskozita, tým dlhší čas potrebný na vykladanie.

4. Vplyv výberu vŕtacích nástrojov na účinnosť vŕtania

V malých rotačných rotačných rybároch s rôznymi štruktúrami sa používa veľa typov vŕtacích bitov. Mali by sa vyberať rôzne vŕtacie bity pre rôzne modely zariadení, konštrukčné metódy a geologické útvary. V súčasnosti existuje šesť bežne používaných typov vŕtacích bitov pre rotačné vŕtacie súpravy: špirálové vŕtacie kúsky, rotačné vŕtacie vedrá, valcové vŕtacie vrtáky, rozšírené vrtáky na dno, nárazové vrtáky a bity nárazových kužeľov, z ktorých každá má veľa odrôd. Výber vŕtacích nástrojov má významný vplyv na účinnosť vŕtania rotačných vrtných súprav a vhodné vrtáky by sa mali vybrať podľa vŕtania formácie, aby sa maximalizovala účinnosť vŕtania. Rotačné vŕtacie súpravy môžu byť vybavené rôznymi vŕtacími kúskami podľa geologických podmienok a dlhé vŕtacie sudy sa môžu použiť v kohéznych pôdnych vrstvách na urýchlenie rýchlosti vŕtania; Na formácie s vysokým obsahom piesku a štrku sa môžu na reguláciu rýchlosti vŕtania používať s krátkymi vŕtacími sudami s ochranou bahna; Pre formácie obsahujúce izolované horniny, balvany a tvrdšie horniny sa na ošetrenie môžu použiť dlhé a krátke špirálové vŕtacie vrtáky. Po uvoľnení je možné vŕtačku vymeniť vŕtačku, aby sa naďalej vŕtala. V porovnaní s konvenčnými vrtnými súpravami majú rotačné vrtné súpravy väčší rotačný krútiaci moment a môžu sa automaticky upravovať podľa geologických podmienok.

5. Vplyv výberu vŕtacích potrubí na účinnosť vŕtania

Bežne používané vŕtacie tyče pre rotačné vrtné súpravy sú rozdelené do dvoch kategórií: typ trenia a typ zámku stroja. Vŕtacia tyč typu trecieho typu sa spolieha hlavne na treniacu silu medzi kľúčmi vŕtacej tyče, aby sa vytvoril vŕtací tlak. Charakteristiky tohto typu vŕtacej súpravy sú: zvyšujúci sa tlak pri vŕtaní, nie je potrebné nájsť tlakový bod, nie je potrebné odomknúť pri zdvíhaní vŕtacej tyče, ľahkú prevádzku, vysokú rýchlosť zdvíhania a zníženie vŕtacieho nástroja, ale nízky tlak a vysokú účinnosť pri vŕtaní v mäkších formáciách; Vŕtané potrubie zamknuté strojom je typ vŕtacej rúrky, ktoré využíva tlakové body medzi každou vrstvou vŕtacej rúrky na pripojenie a prenos tlaku z napájacej hlavy do vŕtacieho nástroja na spodnej časti otvoru, aby sa vytvoril vŕtací tlak. Charakteristikou tohto typu vŕtacieho potrubia je, že môže generovať vysoký vŕtací tlak iba vtedy, keď sú tlakové body medzi každou vrstvou pripojené počas vŕtania. Pri zdvíhaní vŕtacej potrubia je potrebné najskôr odomknúť a rýchlosť zdvíhania a zníženia je pomalá, čo je vhodné pre tvrdšie útvary.