تشير كفاءة الحفر في منصة الحفر الدوارة الصغيرة إلى نسبة العمق الكلي لثقب الكومة المحفور إلى إجمالي الوقت الذي يقضيه أثناء التشغيل العادي. تشمل العوامل التي تؤثر على كفاءة الحفر في منصات الحفر الدوارة عمق الثقب ، وقطر الفتحة ، والظروف الجيولوجية ، واختيار أدوات الحفر ، ونوع قضيب الحفر.
تأثير عمق الثقب على كفاءة الحفر من منصة الحفر الدوارة
أثناء بناء منصة الحفر الدوارة ، في كل مرة يتم فيها ملء بتات الحفر بالتربة ، من الضروري رفع وتفريغ التربة ، ثم خفض أداة الحفر إلى أسفل الفتحة. من الواضح ، كلما كان عمق الثقب أصغر ، زاد الكفاءة. كفاءة الحفر V=h1/(t1+ t 2+2 h/v1) (m/h) ، حيث h هو المبلغ لكل قدم حفر ، m ؛ t1 ، الوقت اللازم لحفر دلو كامل ، h ؛ T2 هو وقت التفريغ ، ح. H هو عمق الثقب ، M ؛ V ، لزيادة وتقليل سرعة الحفر ، م/ساعة. من المعادلة المذكورة أعلاه ، يمكن ملاحظة أنه عندما تظل المعلمات الأخرى ثابتة ، فإن H أكبر ، وأصغر V. عندما يتجاوز عمق الثقب 100 متر ، تنخفض كفاءة الحفر بشكل حاد. عندما يتجاوز عمق الثقب 120 مترًا ، ستكون كفاءة الحفر أقل من أساليب البناء الأخرى ، وسيزيد معدل الحادث بشكل كبير. لذلك ، يوصى باستخدام طرق البناء الأخرى مثل الدورة الدموية إلى الأمام والعكس قدر الإمكان عند تنفيذ بناء ثقب عميق للغاية.
2. تأثير الفتحة على كفاءة الحفر للحفارات الدوارة
في الوقت الحاضر ، فإن منصة الحفر الدوارة الأكثر استخدامًا هي دلو الحفر الدوار ، الذي يحتوي على جسم برميل مجوف وبواب دلو دخول في الأسفل. أثناء الحفر ، يتم قطع حطام الحفر بواسطة أسنان الحفر ويدخل البرميل عبر باب الجرافة. تحت دفع حطام الحفر السفلي ، يرتفع الحطام العلوي تدريجياً إلى البرميل حتى يتم ملؤه. هناك عاملان رئيسيان يؤثران على كفاءة الحفر ، أحدهما هو السرعة التي يدخل بها الحطام إلى باب الجرافة ، والآخر هو السرعة التي يرتفع بها الحطام داخل الدلو. أولاً ، ترتبط سرعة التربة التي تدخل باب الجرافة بمساحة التربة التي تدخل باب الجرافة. كلما زاد قطر الحفر ، زادت مساحة التربة التي تدخل باب الجرافة ، وكلما دخول التربة بشكل أسرع ؛
ثانياً ، ترتبط سرعة ارتفاع الحطام في جسم الجرافة بالعديد من العوامل ، وأهمها:
(1) وزن حطام التربة ؛
(2) قوة الالتصاق بين جدار الجرافة وتربة الحطام.
من الواضح أن قطر البئر الأكبر ، وأثقل التربة ، ولكن قوة الالتصاق بين جدار الجرافة والتربة ستنخفض ؛ عندما يتناقص قطر بتات الحفر ، يتناقص وزن الحطام ، لكن قوة الالتصاق بين جدار الجرافة والحطام يزيد.
بالطبع ، هناك أيضًا عوامل أخرى مثل شكل دلو الحفر ، ومعامل الاحتكاك لسطح دلو الحفر ، ومحتوى الرطوبة في تربة الخبث ، والتي يمكن أن تؤثر على سرعة ارتفاع تربة الخبث في جسم الجرافة. استنادًا إلى الموقف أعلاه ، يتبع تأثير قطر الحفر على كفاءة الحفر النمط الموضح في الشكل 2. يمكن ملاحظة من الشكل أن كفاءة الحفر تتناقص عندما يكون قطر الحفر أقل من 1 متر وأكبر من 2 متر.
تأثير الطبقات الجيولوجية على كفاءة الحفر
يتجلى تأثير التكوينات الجيولوجية على كفاءة الحفر بشكل أساسي في صعوبة الحفر (قابلية الحفر للتكوينات الجيولوجية) وسرعة تفريغ التربة.
3.1 قابلية الحفر من الطبقات
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 - الضغط في الصيغة G ؛ S - مساحة أسفل فتحة التلامس أسنان الحفر ؛ G - قوة الضغط للتكوين.
إذا تم استيفاء الشروط المذكورة أعلاه وتم تحسين عوامل أخرى ، فسيتم تحسين كفاءة الحفر بشكل كبير ، مثل ضبط سرعة الدوران وزاوية الأسنان. كما يتضح من ما سبق ، كلما كان التكوين أكثر صعوبة ، كلما انخفض كفاءة الحفر ، لأن ضغط الحفر المطلوب يزداد ، ويزداد وقت التكوين للتكسير عندما يكون الضغط ثابتًا.
3.2 تأثير عوامل تفريغ التربة على كفاءة الحفر
بسبب الاختلافات في التكوين والبنية ومحتوى الرطوبة من الطبقات المحفورة ، تختلف لزوجة حطام الحفر. عندما يتم تحميل حطام الحفر في الدلو وإزالته من الأرض لتفريغه ، كلما ارتفع لزوجته ، كلما طال الوقت اللازم لتفريغه.
4. تأثير اختيار أداة الحفر على كفاءة الحفر
هناك العديد من أنواع أجزاء الحفر المستخدمة في الحفارات الدوارة الصغيرة ، مع هياكل متنوعة. يجب اختيار بتات الحفر المختلفة لنماذج المعدات المختلفة وطرق البناء والتكوينات الجيولوجية. في الوقت الحاضر ، هناك ستة أنواع شائعة الاستخدام من أجزاء الحفر لأجهزة الحفر الدوارة: قطع الحفر الحلزونية ، دلاء الحفر الدوارة ، أجزاء الحفر الأسطوانية ، قطع الحفر السفلية الموسعة ، بتات الحفر ، وتأثيرات الحفر المخروطية ، كل منها لها العديد من الأصناف. إن اختيار أدوات الحفر له تأثير كبير على كفاءة الحفر في منصات الحفر الدوارة ، ويجب اختيار بتات الحفر الأنسب بناءً على التكوين الذي يتم حفره لزيادة كفاءة الحفر. يمكن تزويد منصات الحفر الدوارة بقطع حفر مختلفة وفقًا للظروف الجيولوجية ، ويمكن استخدام براميل الحفر الطويلة في طبقات التربة المتماسكة لتسريع سرعة الحفر ؛ بالنسبة للتكوينات ذات المحتوى العالي من الرمال والحصى ، يمكن استخدام براميل الحفر القصيرة مع حماية الطين للتحكم في سرعة الحفر ؛ بالنسبة للتكوينات التي تحتوي على الصخور المعزولة والصخور والصخور الصعبة ، يمكن استخدام أجزاء الحفر الطويلة والقصيرة للعلاج. بعد التغلب ، يمكن استبدال برميل الحفر لمواصلة الحفر. بالمقارنة مع منصات الحفر التقليدية ، فإن منصات الحفر الدوارة لها عزم دوران دوران أكبر ويمكن ضبطها تلقائيًا وفقًا للظروف الجيولوجية.
5. تأثير اختيار أنبوب الحفر على كفاءة الحفر
تنقسم قضبان الحفر الشائعة الاستخدام لأفواس الحفر الدوارة إلى فئتين: نوع الاحتكاك ونوع قفل الماكينة. يعتمد قضيب الحفر على نوع الاحتكاك بشكل أساسي على القوة الاحتكاكية بين مفاتيح قضيب الحفر لتوليد ضغط الحفر. خصائص هذا النوع من ألواح الحفر هي: زيادة الضغط أثناء الحفر ، لا حاجة لإيجاد نقطة ضغط ، لا حاجة لإلغاء القفل عند رفع قضيب الحفر ، والتشغيل السهل ، وسرعة رفع وخفض أداة الحفر ، ولكن الضغط المنخفض ، والكفاءة العالية في الحفر في التكوينات الأكثر ليونة ؛ أنبوب الحفر المقفلة للآلة هو نوع من أنابيب الحفر التي تنقل ضغط رأس الطاقة إلى أداة الحفر في أسفل الفتحة من خلال نقاط الضغط بين كل طبقة من أنبوب الحفر. تتمثل خصائص هذا النوع من أنابيب الحفر في أن الحد الأقصى لضغط الحفر لا يمكن إنشاءه إلا بعد أن يتم إرساء نقاط الضغط بين كل طبقة أثناء الحفر. عند رفع أنبوب الحفر ، يجب إطلاق القفل أولاً ، وسرعة الرفع والخفض بطيئة ، وهو مناسب للتشكيلات الأكثر صعوبة.
