正循環鉆進與反循環鉆進有什么區別

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鉆孔灌注樁成孔作業根據出渣方式的不同,可分為正循環鉆進成孔和反循環鉆進成孔。

正循環鉆進即在鉆機驅動鉆具回轉鉆進的同時,利用泥漿泵通過鉆桿內腔向孔底注入一定壓力的泥漿水(孔壁穩定液),泥漿水沖洗孔底并與鉆孔產生的泥渣混合后,攜帶泥渣沿鉆桿與孔壁之間的外環空腔上升,從孔口流向泥漿池,形成正循環排渣系統(圖75)。

正循環鉆進與反循環鉆進有什么區別

正循環鉆進具有以下特點∶

(1)多采用泥漿循環,孔壁比較穩定。

(2)循環系統有少量泄漏,循環也不會中斷。

(3)當孔深不太深、孔徑小于800mm時鉆進效果較好;當孔徑較大時,泥漿循環上返流速低,排渣能力弱。

(4)操作簡單,工藝成熟,技術易掌握。

反循環鉆進即將鉆孔時孔底混有大量泥渣的泥漿通過鉆桿的內腔抽吸到地面排入泥漿沉淀池,新鮮泥漿則由地面直接注入樁孔。按鉆桿內泥漿上升流動的動力來源、工作方式和工作原理的不同,分為泵吸反循環鉆進、氣舉反循環鉆進和射流反循環鉆進三種。

泵吸反循環是直接利用砂石泵的抽吸作用使鉆桿內泥漿上升而形成反循環,如圖 76所示。泵的吸水口通過吸水軟管與水龍頭、鉆桿相連接,當泵工作時,泵在其進水口處形成負壓,井口的液體在大氣壓的作用下,經鉆頭處吸口攜帶鉆削下來的泥渣由中空的鉆桿內腔而上升,通過水龍頭、膠管從泵中排至沉淀池中,經沉淀處理后的流體,以自流的方式。

正循環鉆進與反循環鉆進有什么區別

自井口流至井底,形成泥漿循環。

泵吸反循環具有以下特點;

(1)反循環的泥漿循環上升速度快<2~4m/s),排渣能力強,鉆進速度快、效率高。

(2)由于排渣能力強,當鉆頭切入地層在回轉扭矩作用下一經松動,就很快被泥漿攜帶出來,不必重復破碎,所以鉆頭壽命明顯延長。

(3)由于泥漿下流速度低(一般小于0.3m/s),對孔壁的沖刷作用小3同時也由于有新泥漿不斷地向孔內補充,使孔內水頭與孔外地下水始終保持差2m 以上的壓差,所以孔壁

—般不易坍塌。對多數地層,只要能保持2m以上的水壓力,可用清水鉆進,而清水鉆進時,不用專門制備泥漿,孔壁泥皮薄,孔底沉渣少,成孔質量好。

氣舉反循環又稱壓氣反循環,其基本原理是將壓縮空氣通過供氣管路送至井內的氣水混合室,使壓縮空氣與鉆桿內腔的泥漿混合,形成重度小于工的三相混合液,在鉆桿外環空間水柱壓力作用下,使鉆桿內三相混合液上開涌出地面,將鉆渣排出孔外,形成反循環。圖77所示為氣舉反循

環鉆進示意圖。

氣舉反循環具有以下特點;

<1)在保證供氣量和供氣壓力的條件下,尤其適應于鉆深孔。氣舉反循環鉆桿內三相混合液的上升流速與鉆桿內外液柱的重度差有關,因此孔淺時壓力不足,三相混合液上升速度低,排渣能力弱;當孔深增大時,只要有高壓空壓機不斷增加供氣量和供氣壓力,鉆桿內的三相混合液就能獲得理想的上升速度。由于液流上返速度快,能排出大粒徑巖屑,重復破碎少,其鉆進效率也較高。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設計網www.45te.com設計學徒自學網www.sx1c.com

正循環鉆進與反循環鉆進有什么區別

(2)氣舉反循環的管路平直,加上有較大的驅動壓力,故管路不易堵塞,即使堵塞了,也易于排除。

(3)帶有鉆渣的三相混合液不流經任何工作機械,設備磨損小,壽命長。

(4)在氣舉反循環的管路中,特別是地面上的管路,各處的壓力都大于一個大氣壓,故不會因管路局部密封不嚴、漏氣而使泥漿循環中斷或不正常,因此工作可靠。

(5)氣舉反循環的主要缺陷就是鉆淺孔段時鉆進效率低。孔深在10m以內時鉆進效率很低,孔深超過50m后,即能保證較高的鉆進效率。

射流反循環又稱噴射反循環,它是利用射流泵射出的高速液流產生負壓,使鉆桿內的泥漿上升而形成反循環。射流泵的工作流體可以是泥漿,也可以是水,由高揚程的離心泵或往復泵向射流泵內輸入,從射流泵噴嘴噴出形成負壓,將井底的流體(帶有鉆渣的泥水混合物) 自鉆桿中空引出地面流入沉淀池,經處理后再以自流的方式由井口經鉆桿與孔壁間環狀空間流入井底。射流反循環鉆進工作示意圖如圖78所示,圖79所示是 B3A型鉆機所配用的射流泵結構圖,該射流泵內有四個直徑15mm 的圓柱形噴嘴,射流泵由鉆機上帶的離心泵驅動工作,工作泵量為 144~150m3/h,泵壓在0.6MPa 左右。

正循環鉆進與反循環鉆進有什么區別

射流反循環鉆進與泵吸反循環鉆進相比,泵工作條件較好,但增加了一個射流泵。射流泵較砂石泵優點較多,它磨損小、無運動件,能自吸,但它受效率的影響,其驅動力仍然不大,適用于鉆淺孔。

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