.地层对钻进效率的影响
地层对钻进效率的影响主要表现在地层钻进的难易程度(地层的可钻性)和卸土的快慢。
3.1地层的可钻性
地层的可钻性是一个复杂的指标,国内外地质钻探专家把地层按钻进的难易程度进行分级,我国是参照前苏联的分级法,把地层分为12个级别,级别越大可钻性越差。由于在大口径灌注桩孔的施工中对地层的可钻性还没有分级,所以对应不同的地层的钻进工艺就没有统一标准和规范。旋挖钻机桩孔施工的碎岩和携粉的机理与地质钻探还是有区别的,旋挖钻机主要是通过切挖把所钻层分割成大块岩碴,然后装进钻头体内,而地质钻探主要以冲磨把地层磨成细小颗粒,通过冲洗液携带到地面。所以旋挖钻机施工地层的可钻性指标,最主要的是地层的杭压强度,只要钻机所施加的钻压大于地层的抗压强度,钻齿就能压人地层,从而切割成块,作用在钻齿的压强一定要大于地层的抗压强度,即F/S>G式中 F——压力;S——钻齿接触孔底的面积;G——地层的抗压强度。
如果满足以上条件,再优化其他因素,钻进效率就会大大提高,如调整回转速度及钻齿角度等。由上可知,地层越硬,钻进效率越低,因为所需钻压变大,在压力一定时使地层破碎的时间加大。
3.2卸土因素对钻进效率的影响
由于所钻地层的成份、结构、含水量等不同,造成钻碴的粘性不同,当钻碴装满斗体提出地面卸土时,其粘性越大,卸土所需时间就越长。
4.钻具选配对钻进效率的影响
小型旋挖机所用钻头种类很多,结构千变万化,对于不同设备机型、不同施工方法和不同地层,要选用不同的钻头。目前旋挖钻机常用的钻头有以下6大类:螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头和冲抓锥钻头,每一大类中又有很多品种。钻具的选配对旋挖钻机钻进效率影响很大,应根据所钻地层选取最适合的钻头获得钻进效率最大化。旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头,在粘性土层可使用长钻筒,加快钻进速度;对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒,配臵泥浆护壁,控制钻速;对于含孤石、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理,松动后再换上钻筒继续钻进。与常规钻机相比,旋挖钻机回转扭矩大,并可根据地层情况自动调整。
5.钻杆的选择对钻进效率的影响
旋挖钻机常用钻杆分为两大类一摩阻式和机锁式,摩阴式钻杆主要是靠钻杆键条的之间的摩擦力产生钻压,此种钊井干的特点是:随钻随加压,无需找加压点,提钻杆时无需解锁,操作方便,提、下钻具速度高,但加压力小,在较软地层钻进中使用该类钻杆效率高;机锁式钻杆是通过钻杆每层之间的加压点,对接后把动力头的加压力传到孔底钻具上形成钻压,此类钻杆的特点是:钻进时只有在各层之间的加压点对接后才能产生最大钻压,提升钻杆时需先解锁,且提、下钻速度慢,适合于较硬地层。