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鉆頭的選用與三牙輪鉆頭鉆孔加工

粘土:選用單層底的旋挖鉆斗,如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗,微風化基巖:配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。

  那么如何根據地層情況來選用鉆頭呢?下面分類介紹。
  1、粘土:選用單層底的旋挖鉆斗,如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗,微風化基巖:配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。
  2、淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層,可配用雙層底的鉆挖鉆斗。如果旋挖鉆機具有做連續的功能,可以選配液抓斗或雙輪銑進行連續施工。如果副卷揚有自動放繩功能,可選擇沖擊鉆頭和沖抓鉆頭鉆進大直徑卵石或漂石。如果配備有氣室和水可進液鉆進。如果配備有雙動力頭或搓管機的可進套管鉆進,這是解決流砂、破碎卵礫石、淤泥層的工法。
  3、硬膠泥:選用單進土口的(單雙底皆可)旋挖鉆斗,或斗齒直螺,中風基巖:配備截齒筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗,或者截齒直形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗。
  4、凍土層:含冰量少的可用斗齒直形螺鉆斗和旋挖鉆斗,含冰量大的可用錐形螺旋鉆頭,需要說明的是,螺旋鉆頭用于土層(除淤泥外)皆,但相應有在沒有地下水的情況下使用,以免產生抽吸作用造成卡死。
  5、膠結好的卵礫石和強風化巖石:需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗(粒徑較大的用單口,粒徑小的用雙口),如果沉碴厚度要求比較嚴格或在進行擴底鉆進時,需要配備專門的清碴斗。在進管套鉆進時,鉆頭與套管的間隙小,為了防止鉆頭掛碰套管和減少抽吸作用,選配鉆頭時應帶有通氣孔,鉆頭上配帶有導向裝置,開合裝置盡量靠近鉆頭中心,可以是機手一體的。還可以通過選用組合形式的鉆頭來解決這一特別問題。
  復錐引起的滑動
  復錐牙輪包括主錐和副錐如主錐頂與鉆頭中心重合,則副錐頂必是超頂的超頂引起切線方向上的滑移。
  由移軸所引起的軸向滑動可以剪切掉齒圈間的巖石,而超頂和復錐所引起的切向方向上的滑動可以剪切掉同一齒圈相鄰牙齒破碎坑之間的巖石?;瑒釉黾恿搜例X的磨損。
  對于極軟到中硬地層的鉆頭,一般兼有移軸、超頂和復錐;中硬或硬地層鉆頭有超頂和復錐。極硬地層,所選鉆頭為滾動(單錐、不超頂、不移軸)。
  牙輪鉆頭的沖擊、壓碎作用
  鉆進時,鉆頭及其牙輪繞鉆頭軸線旋轉,牙輪牙齒受地層巖石阻力作用同時繞自身軸旋轉,并且牙齒以單雙齒交替接觸井底。
  牙輪從單齒到雙齒接觸井底時,牙輪中心從位置降到位置;牙輪再次從雙齒到單齒接觸井底時,牙輪中心又從位置升到位置。如此反復運動,牙輪軸心周期性的升高、降低,使鉆頭產生縱向振動,振幅是輪心的垂直位移。每次縱振過程中,軸心上移會壓縮下部鉆柱積聚彈性能,軸心下行又使下部鉆柱彈性伸長釋放彈性能。因次,牙輪鉆頭在井底破碎巖石時,牙齒作用在巖石上的力不少有鉆壓所產生的靜載荷,還有因縱向振動而使牙齒以很高速度沖向巖石所產生的動載荷,前者使牙齒壓碎巖石,稱為壓碎作用;后者使牙齒沖擊破碎巖石,稱為沖擊作用。
  鉆頭的沖擊載荷有利于破碎巖石,但也會使鉆頭軸承過早破壞,使牙齒特別是硬質合金齒崩碎,造成鉆柱的疲勞失效。因此,在鉆井中,特別是鉆硬地層時,要使用減震器。
  三牙輪鉆頭的刀具夾持后鉆尖處徑向圓跳動應在0.02mm以內,對于工件旋轉的加工方式,工件旋轉中心與刀具中心線的偏差應在0.02mm以內。刀具夾持懸伸部分應盡可能地短,以增強其安裝剛性。要合理選用切削液,地減小鉆削中的摩擦和改進散熱條件。鉆孔一般作為粗加工,切削液的主要作用是提高鉆頭壽命,也就是冷卻性能要好,通常采用乳化油水溶液,其熱容量大,導熱系數較高,具有良好的冷卻性能。如果鉆孔粗糙度和精度有所要求,那么應采用以潤滑為主的切削油,如加工鋁合金工件時則采用機油與煤油的混合油為宜。
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