旋挖钻机带杆现象解析_化学泥浆
旋挖钻机成孔灌注桩工法近几年在我国取得了广泛的应用。旋挖钻机作为钻进成孔设备,其施工作业共有定位、下钻、钻进、提钻、回转、抖土和回位等7个基本动作。在提钻作业中,钻杆将按照从内到外的顺序逐节提升。但是由于各种原因,可能会出现非正常顺序提升收缩的现象。只要任意外节杆先于其内节杆收缩,就证明其与内节杆之间发生了卡滞或接合,这就是所谓的“带杆”。如图1.1所示意。从外部看,就是提升过一节钻杆的长度后,钻机没有出现“点头”现象,就可以判断为发生了“带杆”。这时,提引器还没有露出钻杆,钻杆最外一节即被提起,离开动力头缓冲装置开始上升,是“带杆”最直接的表现,可作为“带杆”发生的判断标准
“带杆”虽然发生在钻杆上,但其改善改进却不止于钻杆本身,其对钻机各个系统部件的破坏作用十分广泛而突出。研究“带杆”产生机理,针对性地进行改进和优化,减少其破坏作用,并努力寻求彻底避免其发生的技术方案,十分必要而紧迫。本文对“带杆”的内部发生机理、破坏力和改善等方面进行探讨,分析,找到并提出改进方案,以期减少和杜绝“带杆”及其破坏作用。
一、“带杆”产生机理
机锁式钻杆和摩阻式钻杆都可能产生“带杆”,前者概率更高。两者产生机理并不相同。
机锁式钻杆 可实现较大的加压力,故通常用于钻进比较坚硬的地层。由于工作原理不同,相对摩阻式钻杆在提升操作时必须注意解锁,就是提升钻杆前反转钻斗,使加压台接合副脱开。机锁杆解锁可分为完全解锁、部分解锁和未解锁三种状态,见图1.2所示。正常操作提升时加压台接合副完全脱开,钻杆由内到外逐节收缩并伴随逐节“点头感”,称为完全解锁(图1.2 A),这种状态不会产生“带杆”。如果根本没有脱开就提升,钻杆并不收缩而是逐节带动直接升起,没有任何“点头感”,则称为未解锁。未解锁状态(图1.2 C)作用位置与钻进加压完全相同,唯一区别在于,前者由内杆驱动外杆提升,属于非正常状态;后者则是外杆向下加压驱动内杆,属于正常工作需要。最外节钻杆直接被提升,这个现象很容易被发现,只要停止提升,缓慢下放后再来完成解锁操作即可。除非意外,未解锁产生的“带杆”通常并不造成损坏。而部分解锁状态(图1.2 B)危害性最大。由于加压台没有完全脱开而部分接合,并且可能出现在第一、二、三、四、五节的任意两节之间,也可能多节之间都出现部分解锁,造成“点头感”或有或无,这样的“带杆”不容易察觉,随着提升过程中各种干扰因素的不断作用,加压台部分接合面极有可能松脱,外节杆突然自由下落,砸向动力头,造成不同程度的破坏,严重时可发生重大施工事故。
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