Boringseffektiviteten af en lille roterende boreriggen henviser til forholdet mellem den samlede dybde af det borede bunkehul og den samlede tid, der blev brugt under normal drift. De faktorer, der påvirker boreeffektiviteten af roterende borerigge, inkluderer huldybde, huldiameter, geologiske forhold, udvælgelse af boreværktøjer og borestangtype.
Indflydelsen af huldybde på boringseffektiviteten af roterende borerigg
Under konstruktionen af roterende borerigg, hver gang borebiten er fyldt med jord, er det nødvendigt at løfte og losse jorden og derefter sænke boreværktøjet til bunden af hullet. Det er klart, jo mindre er huldybden, jo højere er effektiviteten. Boringseffektivitet v=H1/(t 1+ t 2+2 h/v1) (m/h), hvor h er mængden pr. Boringsfod, m; t1, den tid, der kræves til at bore en fuld spand, h; T2 er losningstiden, H; H er dybden af hullet, M; V, for at øge og reducere borebaren, m/h. Fra ovenstående ligning kan det ses, at når andre parametre forbliver konstante, jo større H, jo mindre V. Når huledybden overstiger 100 m, falder boreeffektiviteten kraftigt. Når huldybden overstiger 120 m, vil boremonentiet være lavere end for andre konstruktionsmetoder, og ulykkesfrekvensen vil stige markant. Derfor anbefales det at bruge andre konstruktionsmetoder, såsom fremad og omvendt cirkulation så meget som muligt, når man udfører ultra dybhulskonstruktion.
2. Indflydelse af åbning på boreffektiviteten af roterende gravemaskiner
På nuværende tidspunkt er den mest almindeligt anvendte roterende borerigg den roterende borespand, der har en hul tønde og to indgangsspanddøre i bunden. Under boringen skæres borestrættet af boretænderne og kommer ind i tønden gennem spanddøren. Under drivkraften af det nedre bore -affald stiger det øverste affald gradvist ind i tønden, indtil det er fyldt. Der er to hovedfaktorer, der påvirker boreeffektiviteten, den ene er den hastighed, hvormed affaldet kommer ind i spanddøren, og den anden er den hastighed, hvormed affaldet stiger inde i spanden. For det første er hastigheden af jord, der kommer ind i spanddøren, relateret til jordområdet, der kommer ind i spanddøren. Jo større borediameteren er, jo større er jordområdet, der kommer ind i spanddøren, og jo hurtigere jorden går ind i hastigheden;
For det andet er den stigende hastighed af affald i spandlegemet relateret til mange faktorer, hvoraf den vigtigste er: hvis:
(1) vægten af jordens affald;
(2) Adhæsionskraften mellem spandvæggen og affaldsjord.
Det er klart, jo større er diameteren af borehullet, jo tungere jorden, men vedhæftningskraften mellem spandvæggen og jorden falder; Når diameteren af borebiten falder, falder vægten af affaldet, men vedhæftningskraften mellem spandvæggen og affaldet øges.
Der er selvfølgelig også andre faktorer, såsom formen på borespanden, friktionskoefficienten for borespandoverfladen og fugtighedsindholdet i slaggjord, hvilket kan påvirke den stigende hastighed på slaggjord i spandlegemet. Baseret på ovennævnte situation følger påvirkningen af borediameter på boreeffektiviteten det mønster, der er vist i figur 2. Det kan ses fra figuren, at boringseffektiviteten falder, når borediameteren er mindre end 1 m og større end 2 m.
Indflydelsen af geologiske lag på boreffektivitet
Virkningen af geologiske formationer på boreffektiviteten manifesteres hovedsageligt i vanskeligheden ved at bore (borbarhed af geologiske formationer) og hastigheden for jordaflastning.
3.1 Borbarhed af strata
The drillability of geological formations is a complex indicator. Geological drilling experts at home and abroad classify formations according to the difficulty of drilling. China follows the grading method of the former Soviet Union and divides formations into 12 levels, with higher levels indicating poorer drillability. Due to the lack of classification of drillability in the construction of large-diameter cast-in-place pile holes, there is no unified standard and specification for drilling techniques corresponding to different formations. The mechanism of rock fragmentation and powder carrying during pile hole construction with rotary drilling rig is different from geological drilling. Rotary drilling rig mainly divides the drilled layer into large rock fragments by cutting and then installs them into the drill bit body, while geological drilling mainly grinds the formation into small particles by flushing and carries them to the ground through flushing fluid. Therefore, the drillability index of the formation during the construction of the rotary drilling rig is mainly the compressive strength of the formation. As long as the drilling pressure applied by the drilling rig is greater than the compressive strength of the formation, the drill teeth can press the formation and cut it into blocks. The pressure acting on the drill teeth must be greater than the compressive strength of the formation, that is, F/S>F - Tryk i formlen G; S - Området med bunden af borehandletandkontakthullet; G - Trykstyrke af dannelsen.
Hvis ovenstående betingelser er opfyldt, og andre faktorer optimeres, forbedres boringseffektiviteten meget, såsom justering af rotationshastigheden og boretandvinkelen. Som det kan ses af ovenstående, jo sværere er dannelsen, jo lavere øges boringseffektiviteten, fordi det krævede boretryk øges, og tiden for dannelsen til brud øges, når trykket er konstant.
3.2 Påvirkning af jordaflastningsfaktorer på boreffektivitet
På grund af forskelle i sammensætningen, strukturen og fugtighedsindholdet i de borede lag, varierer viskositeten af borestyret. Når boreaffaldet indlæses i spanden og fjernes fra jorden til losning, jo højere dens viskositet, jo længere tid kræves det til losning.
4. Indflydelsen af valg af boreværktøj på boreffektivitet
Der er mange typer borebits, der bruges i små roterende gravemaskiner med forskellige strukturer. Forskellige borebits skal vælges til forskellige udstyrsmodeller, konstruktionsmetoder og geologiske formationer. På nuværende tidspunkt er der seks almindeligt anvendte typer borestykker til roterende borerigge: spiralborbits, roterende borespande, cylindriske coringborbits, udvidede bundborbits, påvirkningsbor og påvirkningskeglebiter, som hver har mange sorter. Valget af boreværktøjer har en betydelig indflydelse på boringseffektiviteten af roterende borerigge, og den mest passende borebit skal vælges baseret på dannelsen, der bores for at maksimere boreeffektiviteten. Rotationsborningsrigge kan udstyres med forskellige borebits i henhold til de geologiske forhold, og lange bore tønder kan bruges i sammenhængende jordlag for at fremskynde borehastigheden; Til formationer med et højt indhold af sand og grus kan korte bore tønder bruges med mudderbeskyttelse til kontrol af boringshastigheden; Til formationer, der indeholder isolerede klipper, stenblokke og hårdere klipper, kan lange og korte spiralboring bruges til behandling. Efter løsning kan boretønden udskiftes for at fortsætte med at bore. Sammenlignet med konventionelle borerigge har roterende borerigge et større rotationsmoment og kan automatisk justere i henhold til de geologiske forhold.
5. Indflydelse af valg af borerør på boreffektivitet
De almindeligt anvendte borestænger til roterende borerigge er opdelt i to kategorier: friktionstype og maskinlåstype. Borstangen til friktionstype er hovedsageligt afhængig af friktionskraften mellem borestangtasterne for at generere boretryk. Egenskaberne ved denne type boreriggen er: stigende tryk under boring, ikke nødvendigt at finde et trykpunkt, ikke nødvendigt at låse op, når man løfter borestangen, let betjening, høj hastighed for at løfte og sænke boreværktøjet, men lavt tryk og høj effektivitet i boring i blødere formationer; Maskinlåst borerør er en type borerør, der transmitterer trykket fra effekthovedet til boreværktøjet i bunden af hullet gennem trykpunkterne mellem hvert lag af borerøret. Egenskaberne ved denne type borerør er, at det maksimale boretryk først kan genereres, efter at trykpunkterne mellem hvert lag er forankret under boringen. Når du løfter borerøret, skal låsen frigives først, og løft- og sænkningshastigheden er langsom, hvilket er velegnet til hårdere formationer.
