近年來(lái),隨著鐵路、公路、水電項(xiàng)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(guò)于松散或礫石、漂石多非常難成孔,因此套管跟進(jìn)工藝就成了的成孔方案,但許多工程部門(mén)或施工人員由于初次使用,對(duì)該產(chǎn)品的技術(shù)、性能不熟悉而不能根據(jù)施工的實(shí)際情況而選擇正確的偏心跟管,我們多年來(lái)從事偏心跟管的生產(chǎn)和售后服務(wù),積累了一定的經(jīng)驗(yàn)?,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?wù)勛约旱拇譁\看法。
一、
偏心跟管鉆具的優(yōu)點(diǎn)及配套技術(shù)
1、偏心跟管與同心跟管的比較
目前市場(chǎng)上使用的跟管鉆進(jìn)主要有兩種:偏心跟管和同心跟管(見(jiàn)示意圖)
相對(duì)來(lái)說(shuō)偏心跟管使用的比例較大,約占市場(chǎng)使用的95%,這都是由它的優(yōu)點(diǎn)所決定的。偏心跟管較之于同心跟管的優(yōu)點(diǎn)主要有兩點(diǎn):
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(gè)等級(jí)的套管,這無(wú)疑增加了材料成本,同時(shí)由于同心套管的等級(jí)較大,這既導(dǎo)致進(jìn)尺慢又造成空壓機(jī)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(jìn)是同口徑進(jìn)入,尤其是遇到巖石或漂石時(shí),鉆進(jìn)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。
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?yàn)樵谑┕ぶ胁恍枰茔@進(jìn)到基巖,穿過(guò)破碎層后,可換沖擊器帶鉆頭直接鉆進(jìn)(即全面鉆進(jìn)),換沖擊器及鉆頭時(shí),主要考慮到套管靴的內(nèi)徑能否通過(guò),以下是偏心跟管的一些具體尺寸:
規(guī)格φ108φ127φ146φ168φ178
能通過(guò)鉆頭的zui大尺寸φ85φ102φ120φ138φ147
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(diǎn),當(dāng)然價(jià)格因素也不容忽視。現(xiàn)在許多單位在使用套管時(shí)往往愿選擇厚壁管,其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)。現(xiàn)在普通地質(zhì)套管(如:D40)的屈服強(qiáng)度≥390Mpa,抗拉強(qiáng)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(dá)到更深孔的跟管要求,套管經(jīng)過(guò)特殊處理后將大大地增加耐用度,其參數(shù)可達(dá):屈服強(qiáng)度≥515Mpa,抗拉強(qiáng)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(guò),以下是套管的規(guī)格以及zui大的實(shí)際入孔深度:
4、鉆桿的選擇
鉆桿的選擇相對(duì)簡(jiǎn)單,一是考慮其強(qiáng)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(chǎng)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(dāng)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(gè)偏心跟管的關(guān)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(jìn)。
b、沖擊功不宜過(guò)大,過(guò)大的沖擊功會(huì)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(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中,由于常常鉆進(jìn)要求孔深較深,用一種孔徑跟管到底,一是鉆機(jī)和沖擊器的動(dòng)力不夠;二是即使套管能承受,起拔時(shí)由于摩擦力太大也易導(dǎo)致套管斷裂。為了便于鉆進(jìn)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(jìn)
在施工中,為適應(yīng)不同的地層往往要求鉆具不斷的改進(jìn),根據(jù)地層要對(duì)偏心跟管鉆具不斷*,以下是在原有的結(jié)構(gòu)中改進(jìn)的幾種方案:
1、正器的改進(jìn)
導(dǎo)正器在偏心跟管中起著傳遞扭矩和沖擊力的作用,目前導(dǎo)正器主要存在的問(wèn)題有:(如圖)
A、花鍵易斷B、大臺(tái)階不耐磨C、R槽易磨損
具體解決方案:
a、目前市場(chǎng)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(duì)于偏心跟管來(lái)說(shuō),就很難滿足要求,所以應(yīng)增大花鍵的截面積,從而能以承受達(dá)2000牛米。
b、大臺(tái)階不耐磨既造成材料的浪費(fèi),又常常因此而提鉆影響效率。現(xiàn)在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)在大臺(tái)階上嵌入合金可使其耐磨性增大二倍。
c、R槽不耐磨會(huì)使偏心頭與導(dǎo)正器卡死,以致不能回收而導(dǎo)致孔內(nèi)事故。針對(duì)此情況可在導(dǎo)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(jìn)
偏心鉆頭作為整個(gè)偏心跟管的zui前沿,它的質(zhì)量好壞將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著更為直接的影響?,F(xiàn)在的偏心頭總的來(lái)說(shuō)沒(méi)有大問(wèn)題,只要合金耐磨、胎體硬度過(guò)關(guān)即可,問(wèn)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(dǎo)正器上的銷子來(lái)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?yàn)槁菁y結(jié)構(gòu)在振動(dòng)中易自行脫扣,造成偏心頭脫落