浅谈旋挖钻机泥岩地层的钻进
泥岩是一种由泥巴和黏土固化而成的沉积岩,不显层理、呈块状,主要由细颗粒的沉积物组成,其内聚力大、抗压强度低,一般在01710Mpa之间,属于极软岩和软岩的范畴,具有很强的吸水性和胶结性(见图1、图2、图3、图4)。
图1泥岩Ⅰ
图2泥岩Ⅱ
图3清理泥岩Ⅰ
图4清理泥岩Ⅱ
f一.打滑现象分析泥岩钻进打滑有两种形式,即托底打滑和硬泥岩打滑。1.托底打滑钻进时,如果单斗进尺过深,钻斗斗底会被泥土彻底糊住,斗齿失去切削作用无法继续钻进。由于斗底已无任何阻力,提钻前反转钻斗关闭斗门时,斗底会与钻斗一起反转而无法关闭,在提钻过程中,斗内渣土会掉出。二次下钻后,齿尖直接插入渣土内,钻斗底板面直接压在渣土上,随着钻斗旋转钻进,把掉下的渣土高低不平及缝隙完全压实,当渣土不能再压缩时,底板面被渣土托住,斗齿便在之前划出的沟槽内反复地旋转,形成托底打滑现象。2.硬泥岩打滑硬度较大的泥岩在泥浆的润滑作用下,摩擦系数降低,钻杆提供的加压力不足,斗齿不能切削钻进原生岩层,在斗齿和原生岩层的接触面上形成一个光滑面,出现硬泥岩打滑现象。二.打滑的处理1.托底打滑的处理如果孔内虚土是软泥,可以快速反复操作加动力头正转加压和反转加压,瞬间对钻斗有巨大的冲击力,使斗齿和虚土之间产生摩擦力,这时加压力也在瞬间传递到虚土上,把虚土切削挤压进入钻斗。如果的孔内虚土较多,又是硬胶泥,可以换一个直径略小的短螺旋钻头解决打滑。小直径螺旋钻头与孔壁之间有一些间隙,掉下的泥土在钻杆钻头重量和加压力的作用下被挤压到旁边,钻头接触到实土便能正常钻进。提钻后,被挤压到旁边的虚土掉入小直径的孔内,没有掉入小孔内的渣土被二次下钻后的大直径钻斗挤压到小孔内,从而大直径钻斗可以正常钻进。2.硬泥岩打滑的处理硬泥岩极限承载力在500kpa以上时,需要巨大的加压力才能切削破碎,应选用机锁钻杆配短螺旋钻头和双底入岩钻斗进行钻进三.克服泥岩打滑通过了解泥岩强度、桩径和桩深等因素,来选配钻杆,一般选用机锁杆,有时
f受桩深的限制,不得不用摩擦杆,优化钻具齿具,再结合操作方式,基本可以满足多数泥岩钻进,从根本上克服泥岩打滑。1.钻具的选择泥岩地层宜采用双底捞砂斗钻进,备用短螺旋钻头进行配合,要通过以下几点优化双底捞砂斗。先导尖尽量锋利,长宽要适中,以线性和点性接触方式程度来接触岩面。通过调整齿具的数量、位置、角度、型号来减少接r