第六讲++钻具重量和钻压的计算.pdf

第六讲钻具 重 量和 钻压的计算 一钻具重量的计算 计算钻具重量的 目的 在于正确掌握钻 头破坏岩石的压力 从而更有 效 地 克取岩 石 一直孔 中钻具重且的计算 钻具处于垂直状态 下 作用给孔底的压力 图一 钻孔中无泥浆 或其它液体时的计算公 式 一 式 中一钻具总 重公斤 一钻具每米重量 公斤 举例某直孔 孔深米孔径毫 米 孔中所用壁厚毫米的粗径钻具长 米 壁厚毫米 直径毫米的外丝钻杆 长米 求钻具总重量 解查表 一 表 一得知 小毫米钻杆加琐接头后 每米重量为 公斤近等于 公斤 小毫米岩心管每米重 量为公斤 近等于 公斤 将数值代沐 一式得 公斤 答钻具重公斤 钻孔中有冲洗液时 钻杆受泥浆浮力 作用的计算 公式 式中 图 一 一 半 一 一冲洗液的比重通常为 丫一钢材比重 通常为 两端内加厚及外加厚的外丝钻杆尺寸和重量表表一 钻杆 外径 钻杆内径加厚外径加厚内径加厚长度 纹长 杆全长 矍瑟望些生 每 长度 一 一 母术里带钡按头四用那俘 图 钊哩 矍翌 一 卜 竺一 一哩生一 一竺二生竺 几 气 璧厚 毫米毫米毫米奄米毫米毫米 加厚方式 一 的 曰 叹勺 二一 一 乙 心 一 内加厚 淞 甘 舀心甘 名 盛亡 外加厚 注 今 的钻杆带锁接头平均每米约公斤 其俄接头为球卡式 立根长米 召 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 内丝钻杆尺寸和重量表 表一 钻杆接箍和锁接头尺寸及重量表表一 二 外径内径 毒裁翔 每副重 凳 毫米 辛 毫米 攀竺 川 吐呼 钻钻头与接接内径径壁厚厚 饭纹长度 度钻杆全长长每米重量量 头头外径径奄米毫米毫米毫米公斤 毫米 通通 普通内丝钻杆接头规格和重量表表一 陌 卜 比 目官甘 钻杆直径 奄米 外外径径 奄米 丝扣长度 接头长度 毫米毫米 每个接头 重 最 公斤 被连接接翔 犷砰隆 内 力川 厚 一 斗竺 二旦 一 兰 一 一 外 恕 土 刁 即 切 好 厂 举例某孔深米 孔径毫米 使用比重为的泥浆作冲洗液 孔中壁厚 毫米的粗径钻具长米 壁 厚毫米 小 的外丝钻杆长米 求 钻 具重 量 解查表一及表一得 知 小 的钻杆加琐接头后 每米近等于 公斤 中 的岩心竹每米近等于公斤 岩心管 套管及其接头 尺寸与重量表表一 扭 一 了一 龟 月粗 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 将数值代入式一得 一万几丁一 二 公斤 答钻具重公斤 二斜孔中钻具重盆的计算 钻具处于倾斜状态下 除了作用给孔 底 的压力外 还将一部份压力作用在下孔壁上 图一 公 式 一 一 士 一 一一 甲 一 式中一斜孔中钻具的的重 量 解根据题意已知 一 公斤 米 丫 甲 将数值代人公式一得 一 琵 破 公斤 答提升时提引钩上的负荷为公 二钻进加减压力的计算 几 一 图 一 一 今 一每米钻具重公斤 一钻具总长米 一钻孔顶 角 甲一摩擦角 甲即钻具与岩 石及套管 之摩擦系数 当钻具在岩石中可取 甲 钻具如在套管中可取 甲 一 公式中 正号用于提升钻具 负号用于 下降钻具 举例设某斜孔倾斜角度为度 下人 米今的 壁厚为毫米的外丝钻杆 每米重公斤 用比重 为 的泥浆做冲洗 液 管材的比重为 钻具与孔 壁的摩擦 系数为 求提升时提引钩上的负荷是 多少 公斤 压力是影响钻进效率的最重要的技术参 数之一 在一定范围内 如果其它 条 件不 变 随着钻头压力的增加 钻速几乎成比例 地增加 正因为这样 为取得较高的钻进效 率 就需要随时掌握孔 内钻具重量 及时加 压或减压 以保持钻头克取岩石所需的最优 压力 一手轮给进器平衡孔底压力的仔算 手轮给进器是用于一和一 型钻机 代替给进把使用 这里 将辽 宁式和行星轮系手轮 给进器平衡孔底压力的 计算分别介绍于后 泊泊泊 入入入入 乙乙乙 护 式 手轮给进品的令递 示意 一一 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 辽宁 式手轮结 进器计算 这种给进器除用手轮增加 传动力臂之 外 还利用由两对齿轮组成的减速箱来增加 输出扭矩图一 因此 它的作用力 传递的理论计算 可以分成两个部分进行 减速齿轮箱部分轮系比计算 减速箱内主动齿轮和副轴上小主 动齿轮之齿数均为齿 而副轴上被 动大齿轮和 空心套上的被动 大齿轮 均为齿 因此 由于手轮通过主轴 施加的扭矩 经两对齿轮传动后 扭矩的增 大系数 为 石兀二而下几 入 任 手轮传动部分计算 该给进器手轮半径为 毫米 给进齿 轮半径为毫米 当手轮施加作用力时 传 递力的增加系数为 通过以上两部分的作用后 整个机构传 递力的增加系数 为 即在手轮边缘上的公斤的作用力 对 钻机主轴可以增大到公斤的作用力 这是 理论数字 而在实际工作 中由于摩擦阻力影 响 轮系的传动效率只能有左右 因而此作用力实际约为公斤左右 行星轮系手轮给进器的计算图一 一中心齿轮 二 及益一行星齿轮 一街轮圈 一活动 内齿 圈 一给进齿轮 二 一手轮 毫米 一手轮轴 平衡压力的计算 一 式 中一行星轮系传动扭矩增大系数 等于 一在手轮上施加作用力时 传 递力的增加系数 等于 刀一行星机构的啮合效率 等于 一摩擦损失系数 等于 二 公斤 即在手轮边缘上加公斤压力 对钻机 主轴将有公斤的作用力 二北京一型钻机加减压的计算 加减压 的钻进原理 加压钻进原理 采用加压器进行加压图一 加 压器是一种减速比很高的双联行星齿轮传动 机构 它将输人的高转速转 分变换 成适应加压的低转速转分 由于双 联齿轮同时与制圈及绳轮内齿圈啮合 所以 控制制圈转速 可调节绳轮转速 日日日 上 加 百 必滑伦 八厂少人各姗架 的净向滑车 图 一丢 行星轮系 轮如 一 器 力的递示念 图一加压装里示意 一一 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 加压器最大给进压力公斤 最大给 进速度米时 加压钢绳长米钢绳中 毫米 减压钻进原理 减压钻进时 摘掉加压梁 加压钢绳和 压力表 也可摘下加压器 这时孔底压力通 过升降机制动装置控制钻具重量来调节 侧 压力计移到钢绳死端连接好 以便观察孔底 压力见图一 加减压的计算 加压计算公式 十 一 减压计算公 式 一 一 式中一钻进压力 一钻具重量 一压力计指示压力 一钢绳数 图一减压钻进装置示意 举例压力计刻度盘上的虚针往往为 红色指示为吨 实针往往为黑色指 示为 吨 有效钢绳数为 此时孔底钻进 压力是多少 解将数值代入公式一得 一一 吨 第七讲 制作轻便三 四脚木塔的有关计算 一塔木规格及塔腿长度 一选料 应选强度较高的木料 以保证钻探施 工的安全 梢径 不小于毫米 穿钉直径为 毫米 塔腿 木料长 度 应满足钻塔设计的有 效高度而有余 有效高度的确定 是以孔深 为依据的表一 钻塔有效高度与孔深关 系表一 孔深米一一 有 效高度米 立根长米 一 钻塔有效高度指从孔口到大穿钉的距离 直孔系塔 的垂直高度 包括扭管机 立 根 提引器 提引钩 钢丝 绳卡 安全距离和挂式滑车长度之 总和 二求定塔腿长度 求定三脚木塔塔腿长度 根据钻塔有效高度 钻孔设计倾角 两 前腿间距一般为米 两前腿所夹中 线之斜度通常小于钻孔倾角 以及 后腿斜度一般为 以求得前后塔 脚的