偏心跟管鉆具的配套及其在使用中的改進
近年來,隨著鐵路、公路、水電項目的紛紛上馬,邊坡、圍堰等易坍塌地層的施工量也**增加。有的地層由于過于松散或礫石、漂石多非常難成孔,因此套管跟進工藝就成了**的成孔方案,但許多工程部門或施工人員由于初次使用,對該產(chǎn)品的技術、性能不熟悉而不能根據(jù)施工的實際情況而選擇正確的偏心跟管,我們多年來從事偏心跟管的生產(chǎn)和售后服務,積累了一定的經(jīng)驗?,F(xiàn)就如何根據(jù)不同的地層、不同的成孔尺寸如何正確地選擇偏心跟管鉆具,做好不同規(guī)格的偏心跟管、套管、鉆桿、沖擊器等系列的配套工作,談談自己的粗淺看法。?
一、 偏心跟管鉆具的優(yōu)點及配套技術?
1、偏心跟管與同心跟管的比較?
目前市場上使用的跟管鉆進主要有兩種:偏心跟管和同心跟管(見示意圖)?
相對來說偏心跟管使用的比例較大,約占市場使用的95%,這都是由它的優(yōu)點所決定的。偏心跟管較之于同心跟管的優(yōu)點主要有兩點:?
a、 需要相同通徑的孔,同心跟管往往比偏心跟管的需要大一個等級的套管,這無疑增加了材料成本,同時由于同心套管的等級較大,這既導致進尺慢又造成空壓機耗油量增大。?
b、 偏心跟管和同心跟管相比,由于同心跟管的鉆進是同口徑進入,尤其是遇到巖石或漂石時,鉆進將非常困難,即使鉆孔成功,由于鉆孔縮徑,起拔套管也非常麻煩,甚至經(jīng)常造成套管斷裂等孔內(nèi)事故。
newmaker.com
2、偏心跟管的選擇?
選擇偏心跟管的規(guī)格是根據(jù)所須通孔直徑所決定的,因為在施工中不需要跟管鉆進到基巖,穿過破碎層后,可換沖擊器帶鉆頭直接鉆進(即全面鉆進),換沖擊器及鉆頭時,主要考慮到套管靴的內(nèi)徑能否通過,以下是偏心跟管的一些具體尺寸:?
規(guī) 格 φ108 φ127 φ146 φ168 φ178?
能通過鉆頭的**尺寸 φ85 φ102 φ120 φ138 φ147?
3、套管的選擇?
套管的選擇非常重要,一般我們遵循耐沖擊和輕便兩大特點,當然價格因素也不容忽視?,F(xiàn)在許多單位在使用套管時往往愿選擇厚壁管,其實這是一個誤區(qū)?,F(xiàn)在普通地質(zhì)套管(如:D40)的屈服強度≥390Mpa,抗拉強度≥680Mpa;在一般六米左右孔深的情況下基本可用,但一旦深孔該套管就容易斷裂產(chǎn)生事故。?
為了達到更深孔的跟管要求,套管經(jīng)過特殊處理后將大大地增加耐用度,其參數(shù)可達:屈服強度≥515Mpa,抗拉強度≥810Mpa;再還加上套管接頭,有利于套管的剛性,尤其注意的是在套管接頭和套管銜接的地方要倒角,以致使套管內(nèi)表面光滑從而便與偏心頭能順利通過,以下是套管的規(guī)格以及**的實際入孔深度:?
4、鉆桿的選擇?
鉆桿的選擇相對簡單,一是考慮其強度,二是考慮其結(jié)構(gòu),一般**使用外平鉆桿目的是便于返渣。目前市場主要有兩種φ73和φ89,若該桿體材料選擇為R780(屈服≥520Mpa、抗拉≥780Mpa),再加上接頭材料好、焊接工藝得當就基本能滿足使用需要。一般配套為:?
5、沖擊器的選擇?
沖擊器是整個偏心跟管的關鍵,沖擊器的選擇一般有以下原則:?
a、 能夠產(chǎn)生足夠的沖擊功使套管能順利跟進。?
b、 沖擊功不宜過大,過大的沖擊功會使套管易斷裂。?
為此,配套如下:?
附?jīng)_擊器的參數(shù)表:?
6、特殊工藝的選擇?
在實際鉆進過程中,由于常常鉆進要求孔深較深,用一種孔徑跟管到底,一是鉆機和沖擊器的動力不夠;二是即使套管能承受,起拔時由于摩擦力太大也易導致套管斷裂。為了便于鉆進和拔管,我們可以用“大管套小管的工藝”。大管套小管可用如下配套:φ146配套φ108、φ168配φ127、φ178配φ146。?
二、 偏心跟管在使用中的改進?
在施工中,為適應不同的地層往往要求鉆具不斷的改進,根據(jù)地層要對偏心跟管鉆具不斷完善,以下是在原有的結(jié)構(gòu)中改進的幾種方案:?
1、 正器的改進?
導正器在偏心跟管中起著傳遞扭矩和沖擊力的作用,目前導正器主要存在的問題有:(如圖)?
A、花鍵易斷 B、大臺階不耐磨 C、R槽易磨損?
具體解決方案:?
a、 目前市場有不少與偏心跟管配套的沖擊器,由于這些沖擊器常用于礦山,只帶普通鉆頭,花鍵承受的扭矩不夠大,但對于偏心跟管來說,就很難滿足要求,所以應增大花鍵的截面積,從而能以承受達2000牛米。?
b、 大臺階不耐磨既造成材料的浪費,又常常因此而提鉆影響效率?,F(xiàn)在經(jīng)過實驗在大臺階上嵌入合金可使其耐磨性增大二倍。?
c、 R槽不耐磨會使偏心頭與導正器卡死,以致不能回收而導致孔內(nèi)事故。針對此情況可在導正器上嵌入銷子以承受偏心頭的扭矩,使R槽只受拉力。?
2、 偏心鉆頭的改進?
偏心鉆頭作為整個偏心跟管的最前沿,它的質(zhì)量好壞將對整個系統(tǒng)起著更為直接的影響?,F(xiàn)在的偏心頭總的來說沒有大問題,只要合金耐磨、胎體硬度過關即可,問題是經(jīng)常掉鉆頭,解決辦法為:?
a、 在偏心頭的端面上銑一條弧形槽,用以配合導正器上的銷子來承受扭矩。?
b、 心頭的豎銷不再用螺紋結(jié)構(gòu),而是用卡圈結(jié)構(gòu),因為螺紋結(jié)構(gòu)在振動中易自行脫扣,造成偏心頭脫落。(end)
