反循環鉆進技術是一種高效的鉆井方法,其工作原理和優勢在巖土工程領域具有廣泛的應用。以下是對反循環鉆進技術的詳細解析:
工作原理
在反循環鉆進過程中,鉆機通過旋轉盤帶動鉆桿端部的鉆頭,進行切削破碎孔內的巖土。與此同時,沖洗液(清水或泥漿)從鉆桿與孔壁之間的環狀間隙流入孔底,冷卻鉆頭并攜帶被切削下來的巖土鉆渣。這些鉆渣與沖洗液混合后,通過鉆桿內腔返回地面。由于鉆桿內腔的直徑遠小于井孔直徑,因此鉆桿內泥水的上升速度較正循環快得多,能夠更有效地將鉆渣帶至地面。
在反循環鉆進中,沖洗液不僅起到了冷卻鉆頭和攜帶鉆渣的作用,還通過循環使用實現了資源的節約。經過泥漿沉淀池處理后,凈化的沖洗液可以再次被注入孔內,形成循環。
優勢特點
鉆進速度快:由于鉆桿內腔的狹小空間加速了沖洗液的上升速度,從而提高了鉆進的效率。
泥漿用量少:反循環鉆進過程中,沖洗液主要在鉆桿內腔循環,減少了泥漿的消耗量。
轉盤功率消耗少:由于鉆進速度快,轉盤所需的動力相對較小。
清孔時間短:鉆渣能夠迅速被攜帶至地面,減少了清孔所需的時間。
適用性強:采用特殊鉆頭可以鉆挖巖石等堅硬地層。
分類與工作原理
反循環鉆成孔施工根據沖洗液循環輸送方式、動力來源和工作原理的不同,可以分為多種類型:
氣舉反循環:又稱壓氣反循環鉆進。其工作原理是通過鉆桿下端噴射嘴噴出壓縮空氣,與被切削下來的土、砂等在鉆桿內形成比水還輕的泥砂水氣混合物。由于鉆桿內外壓力差和壓氣動量的聯合作用,這些混合物與沖洗液一起上升,通過壓送軟管排出至地面泥漿池或儲水槽中。
泵吸反循環:通過泵吸作用將鉆桿內的混合物吸出地面。
噴、射反循環:利用噴射和抽吸的聯合作用實現沖洗液的循環。
應用前景
反循環鉆進技術以其高效、節能、環保的特點,在巖土工程領域具有廣闊的應用前景。隨著技術的不斷進步和設備的不斷完善,反循環鉆進技術將在更多領域得到推廣和應用。
綜上所述,反循環鉆進技術是一種高效、節能、環保的鉆井方法,具有廣泛的應用前景和巨大的發展潛力。