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如何选择旋挖钻机钻杆类型?

文章出处:南京无限达工程设备有限公司人气:-发表时间:2018-11-07 00:00:00【
摘要 : 钻杆是旋挖钻机关键的“硬件”,承受钻进扭矩负载、轴压、震动、冲击、挤压、偏孔别钻杆的各种应力,工况非常恶劣,因此旋挖钻杆的故障率是旋挖钻机中较高的。下面南京无限达小编与您分享旋挖钻机钻杆的类型:

钻杆是旋挖钻机关键的“硬件”,承受钻进扭矩负载、轴压、震动、冲击、挤压、偏孔别钻杆的各种应力,工况非常恶劣,因此旋挖钻杆的故障率是旋挖钻机中较高的。下面南京无限达小编与您分享旋挖钻机钻杆的类型:

一、摩阻杆

旋挖钻头底端的钻齿剪切破碎岩土产生扭矩负载→钻杆键条产生摩擦阻力→传递动力头输出的加压力。

由于摩阻钻杆是靠摩擦来传递加压力,即使在扭矩较大负载工况下,最大扭矩除以钻杆半径,再乘以钢的摩擦系数,例如220主机,使用440mm外径摩阻杆,其扭矩最大负载时可传递的最大加压力也不到120kN。

因其摩阻杆轴压小,相比于机锁杆其壁厚及管径尺寸降低,因此,摩阻杆比机锁杆可多出一节至两节,增了钻深能力。

1、摩阻杆构造:摩阻杆与机锁杆较大的区别在于键条结构,摩阻杆的键条通直到底。

由于摩阻杆输出的轴压相对低,因此芯节直径及其他节壁厚尺寸降低,因此在相同直径下,摩阻杆比机锁杆多出一节钻杆。其他部位如扁头、法兰、上部挡套、转环、下管、流水盘、弹簧、弹簧托盘、方头基本一致。

旋挖钻机摩阻杆构造.jpg

2、摩阻杆传递轴压原理:钻斗底部的钻齿切削岩土,形成扭矩负载,即反作用力,输出扭矩的钻杆遇到反作用力后,便形成了正压力,即摩擦力,通过摩擦阻力传递加压力。因此,摩阻钻杆须依靠钻斗负载才能传递轴压,同时,钻斗负载的大小决定着加压力大小,例如打滑时便无法传递加压力。

3、摩阻杆选配:第四系松散/塑性地质,例如:流塑淤泥、软塑/可塑的黏士、粉质黏土、松散/稍密/中密的粉土、亚砂土、细砂、粗砂、砾石、卵石、漂石等,全风化岩层,个别强风化岩层,地质强度(极限承载力)低于500kPa可选配摩阻钻杆;此外深桩,机锁钻杆不够钻深时,可以选配摩阻杆,但前提是满足岩土强度钻进,或改为研磨式钻进。

4、摩阻钻杆优缺点:

优点:摩阻钻杆提钻/下钻速度快,钻深能力强,无需寻找锁点及解锁,带杆几率低,可提升施工效率及满足钻深等;

缺点:打滑、输出轴压低,钻齿接地比压低,不易剪切破碎较硬地质。

二、机锁杆

通过钻杆上的凹形键条互扣,形成硬性连接,传递加压力,不再依靠钻斗负载影响。

与摩阻钻杆相比,可传递更大的轴压,只要整机质量及焦点合理,理论上可以输出合理设定的最大加压力。

1、机锁杆构造:机锁杆的关键在于键条结构,驱动键与机锁台互扣机锁,形成刚性连接,将油缸或卷扬输出的轴向加压力全部传递到钻斗。此外,由于机锁杆输出及承受轴压大,因此其管径及壁厚尺寸增加,这也是机锁杆标配为四节的原因。

旋挖钻机机锁杆构造.jpg

其他部位如扁头、法兰、挡套、转环、下管、流水盘、弹簧、弹簧托盘、方头部位基本一致。

2、机锁杆加压原理:动力头驱动键或钻杆下管驱动键正转向下,在钻斗负载作用下,驱动键与机锁点互扣机锁,形成刚性连接传递轴压。

旋挖钻机机锁杆加压原理.jpg

3、快速寻找锁点:

①钻机具备动力头高低速功能,倒渣、寻找锁点时可使用高速升/降,实现快速寻找锁点。

②在反转解锁时,参照桅杆标记当前动力头位置,二次下钻时,将动力头提前提升至标记位置,实现快速机锁。

③动力头机锁到达桅杆底端时,需重新提升动力头与下一道机锁点机锁,由于管体隐蔽在内部(除初节) ,动力头提升高度可参照初节1号至2号加压台间距。

4、机锁杆解锁:机锁台行程大于驱动键长度,因此钻杆转环为悬空状态,解锁前上提动力头消掉悬空行程,同时也降低驱动键与锁点的摩擦力;解锁前应在钻斗有钻进负载时反转,通过钻头阻力固定芯节,其他节钻杆及动力头反转,各驱动键与锁点分离,回位到键槽位置中。

旋挖钻机机锁杆解锁.jpg

5、解锁顺序:当机锁杆全部伸出后,解锁时理论上芯节是被固定的。因此,除了芯节杆外,其余三节杆中初节杆质量较大,其摩擦阻力也较大。因此,解锁顺序由内而外:钻斗提供阻力(旋转底关闭与岩土、钻头直径及单斗钻深有关)→固定芯节→第3节与芯节解锁→第2节与第3节解锁→初节与第2节解锁→动力头与初节解锁。机锁与解锁顺序一样,都是由内而外:第3节→第2节→初节→动力头。

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