破解旋挖钻机泥岩钻进打滑难题

2012-07-12 11:25:00 作者：购看网 来源：工程机械知识 网友评论 0 条

在实际施工过程中，施工人员会碰到各种各样的实践问题，例如，在旋挖钻机在钻进泥岩或砂岩时，经常会出现钻进打滑的现象，即无阻力也加不压，无法钻进或钻进困难，从而影响施工进度及生产效率。笔者经过长时间和众多泥岩地质基础施工的施工及经验积累，如：湖北天兴州，嘉陵江，汨罗等工程，对钻进泥岩有一定认识及见解，通过对地质.钻具及操作的整合，最终破解泥岩钻进难题。

一、泥岩概述

泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩及页岩等沉积岩类的岩石，因含有丰富的氧化物呈红色、深红色或褐色，这类岩石统称为红砂岩。红砂岩主要呈粒状碎屑结构和泥状胶结结构两种典型结构形式。多数红砂岩受大气环境的作用可崩解破碎，甚至泥化，故其岩块的大小及颗粒级配将随干湿循环的时间过程而变化。泥岩是一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎。一种层理或页理不明显的粘土岩。泥岩具有吸水、粘结特性。

二、钻进打滑原因

施工过程中，如果干孔钻进泥岩，选用螺旋钻斗钻进效率较高，如果选用双底捞砂斗也可钻进，但负载较大；孔内一旦遇水马上出现钻进打滑现象，因此钻进打滑与水或泥浆有直接关系，所以泥岩钻进打滑主要原因由以下几点组成1泥岩的硬度，2水或泥浆润滑作用，3泥岩吸水软化等。

三、不同钻具钻进分析

1螺旋钻斗钻进水孔泥岩时，由于泥岩遇水软化，会把螺旋钻斗前端的锥头挤满泥岩渣土，形成一个整体，钻具便失去钻进作用，不能持续钻进后,水或泥浆便进入钻斗与泥岩之间而润滑，便形成钻进打滑。

2用双底截齿钻斗钻进泥岩水孔时，由于截齿钻进方式是利用前端的合金头钻入，合金头很容易破入泥岩，但由于前端的合金头很短，固定合金头的截齿体必须跟进切入，但截齿体太钝，便形成阻力，由于截齿破入泥岩太浅，泥岩具有胶结性，从而达不到破碎效果，因此不能持续钻进，水或泥浆进入截齿与泥岩之间而润滑，便形成打滑。

3通过上述分析，泥岩胶结性好不易破碎，需较锋利的刀具，钻进切入较深，切入阻力小才能达到切削破碎的效果。

四、破解泥岩钻进

因此选用双底捞砂斗，切削式钻进符合上述分析。但实际捞砂斗也会出现钻进打滑现象，不过其中包含众多因素

1.钻斗上的缺陷，比如中心定位尖不易过长过宽过钝，齿尖的角度及齿座之间的间隙，边齿的直径，斗齿的型号或齿尖磨损，最好通过改进，让齿尖长度高低落差，减少接触面积。

2.捞砂斗的直径，直径越大的钻斗，接触面积越大，越难以克服钻进打滑，所以桩径较大可先选用较小直径的钻斗钻进。

3.克服钻进打滑分析前面已讲到主要原因是由水或泥浆润滑引起的打滑，所以只要克服被软化的泥岩及表面的水或泥浆，就可克服泥岩打滑！克服后要持续钻进，水或泥浆便无法进入切削面，这样齿尖一直接触干地质，便可正常钻进。

4.操作操作上的控制非常重要，由于泥岩较硬，胶结性好，在水的润滑下想切入并不容易，首先把动力头提升到最高，之后必须控制动力头慢转，加压速度慢而持续，动力头与加压的速度一定配合好，如果加压行程完毕，没有切入泥岩，重新提升动力头继续钻进，一直到切入地质负荷上升，之后要持续钻进，当负荷过重时需提升动力头减轻负载，从而保护钻机部件。

当负载减轻时需继续加压，以防水或泥浆进入被切削面而降低摩擦系数。
5.打滑分类钻进时由于泥岩被软化，会出现两种打滑现象，一种为托底打滑，也就所谓的钻进泥层掉土打滑现象；而另一种是泥岩打滑，由于泥岩较硬本身钻进切削就较困难，而在水或泥浆的润滑下便打滑，两者打滑是有区别的，因此一定分清打滑类型，才能有效地处理。

6.处理钻进打滑分清两种打滑非常关键，处理方式也不相同，如果是泥岩软化托底打滑那就反转正传加压来克服，如果是泥岩较硬因水降低摩擦系数打滑，通过上述的一系列整合办法便可克服。泥岩因胶结物质和风化程度的差异，其强度的变化大，因此并不是所有泥岩都可用切削式钻进。