Učinkovitost vrtanja majhne vrtljive vrtalne ploščadi se nanaša na razmerje celotne globine izvrtane luknje na kupu do skupnega časa, porabljenega med normalnim delovanjem. Dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost vrtanja vrtljivih vrtalnih ploščadi, vključujejo globino luknje, premer luknje, geološke razmere, izbiro vrtalnih orodij in vrsto vrtalne palice.
Vpliv globine luknje na učinkovitost vrtanja vrtljive vrtalne ploščice
Med konstrukcijo vrtljive vrtalne ploščadi je vsakič, ko je vrtalni bit napolnjen z zemljo, treba dvigniti in raztovoriti tla, nato pa spustite orodje za vrtanje na dno luknje. Očitno je, da je manjša globina luknje, večja je učinkovitost. Učinkovitost vrtanja v=h1/(t 1+ t 2+2 h/v1) (m/h), kjer je H količina na vrtalno stopalo, m; t1, potreben za vrtanje celotnega vedra, h; T2 je čas raztovarjanja, h; H je globina luknje, m; v, povečati in zmanjšati hitrost vrtanja, m/h. Iz zgornje enačbe je razvidno, da ko drugi parametri ostanejo konstantni, večji H, manjši V. Ko globina luknje presega 100m, se učinkovitost vrtanja močno zmanjša. Ko globina luknje presega 120 milijonov, bo učinkovitost vrtanja nižja kot pri drugih gradbenih metodah, stopnja nesreč pa se bo znatno povečala. Zato je priporočljivo uporabljati druge gradbene metode, kot sta naprej in povratno obtok, kolikor je mogoče, pri izvajanju ultra globoke konstrukcije lukenj.
2. Vpliv zaslonke na učinkovitost vrtanja vrtljivih bagljev
Trenutno je najpogosteje uporabljena rotacijska vrtalna ploščad vrtljivo vrtalno vedro, ki ima na dnu votlo telo in dve vhodni vrati. Med vrtanjem se vrtalni odpadki razrežejo z vrtalnimi zobmi in vstopijo v sod skozi vrata vedra. Pod potiskom spodnjih vrtalnih naplavin se zgornji odpadki postopoma dvigajo v sod, dokler se ne napolni. Obstajata dva glavna dejavnika, ki vplivata na učinkovitost vrtanja, eden je hitrost, s katero naplavine vstopijo v vrata vedra, drugi pa hitrost, s katero se naplavine dvigajo v vedro. Prvič, hitrost tal, ki vstopajo v vrata vedra, je povezana s površino tal, ki vstopajo v vrata vedra. Večji kot je premer vrtanja, večja je območje tal, ki vstopajo v vrata vedra, in hitrejša hitrost, ki vstopa v hitrost;
Drugič, naraščajoča hitrost naplavin v telesu vedra je povezana s številnimi dejavniki, od katerih so najpomembnejši:
(1) teža tal naplavin;
(2) Adhezijska sila med steno vedra in zemljo naplavin.
Očitno je, da večji premer vrtine, težja je tla, vendar se bo adhezijska sila med steno vedra in tlem zmanjšala; Ko se premer vrtalnega bita zmanjša, se teža naplavin zmanjša, vendar se adhezijska sila med steno vedra in naplavinami poveča.
Seveda obstajajo tudi drugi dejavniki, kot so oblika vrtalnega vedra, koeficient trenja površine vrtalnega vedra in vsebnost vlage v žlindrih, ki lahko vplivajo na naraščajočo hitrost žlindre v telesu vedra. Na podlagi zgornje situacije vpliv premera vrtanja na učinkovitost vrtanja sledi vzorcu, prikazanem na sliki 2. Iz slike je razvidno, da se učinkovitost vrtanja zmanjšuje, ko je premer vrtanja manjši od 1M in večji od 2 m.
Vpliv geoloških slojev na učinkovitost vrtanja
Vpliv geoloških formacij na učinkovitost vrtanja se kaže predvsem v težavi z vrtanjem (vrtalnost geoloških formacij) in hitrost raztovarjanja tal.
3.1 Vrtalnost slojev
The drillability of geological formations is a complex indicator. Geological drilling experts at home and abroad classify formations according to the difficulty of drilling. China follows the grading method of the former Soviet Union and divides formations into 12 levels, with higher levels indicating poorer drillability. Due to the lack of classification of drillability in the construction of large-diameter cast-in-place pile holes, there is no unified standard and specification for drilling techniques corresponding to different formations. The mechanism of rock fragmentation and powder carrying during pile hole construction with rotary drilling rig is different from geological drilling. Rotary drilling rig mainly divides the drilled layer into large rock fragments by cutting and then installs them into the drill bit body, while geological drilling mainly grinds the formation into small particles by flushing and carries them to the ground through flushing fluid. Therefore, the drillability index of the formation during the construction of the rotary drilling rig is mainly the compressive strength of the formation. As long as the drilling pressure applied by the drilling rig is greater than the compressive strength of the formation, the drill teeth can press the formation and cut it into blocks. The pressure acting on the drill teeth must be greater than the compressive strength of the formation, that is, F/S>F - Pritisk v formuli G; S - območje dna luknje za vrtalni zob; G - tlačna trdnost tvorbe.
Če so zgornji pogoji izpolnjeni in so drugi dejavniki optimizirani, se bo učinkovitost vrtanja močno izboljšala, na primer nastavitev hitrosti vrtenja in vrtanja kota zob. Kot je razvidno iz zgoraj navedenega, težje je tvorba, nižja je učinkovitost vrtanja, ker se potreben tlak vrtanja poveča in čas, da se tvorba zlomi poveča, ko je tlak konstanten.
3.2 Vpliv dejavnikov raztovarjanja tal na učinkovitost vrtanja
Zaradi razlik v sestavi, strukturi in vsebnosti vlage v izvrtanih slojih se viskoznost vrtalnih naplavin razlikuje. Ko se vrtalni naplavini naložijo v vedro in odstranijo s tal za razkladanje, višja je njegova viskoznost, daljši je čas, potreben za razkladanje.
4. Vpliv izbire orodij za vrtanje na učinkovitost vrtanja
Obstaja veliko vrst vrtalnih bitov, ki se uporabljajo v majhnih vrtljivih bagerjih z raznolikimi strukturami. Za različne modele opreme, gradbene metode in geološke formacije je treba izbrati različne vrtalne koščke. Trenutno obstaja šest pogosto uporabljenih vrst vrtalnih bitov za vrtljive vrtalne ploščice: spiralni vrtalni koščki, vrtljivi vrtalni vedri, valjasti vrtalni koščki, razširjeni spodnji vrtalniki, udarne vrtalne koščke in udarne stožce, vsaka od katerih ima številne različice. Izbira orodij za vrtanje pomembno vpliva na učinkovitost vrtanja vrtljivih vrtalnih ploščadi, najprimernejši bit vrtanja pa je treba izbrati na podlagi tvorbe, ki se vrta, da se poveča učinkovitost vrtanja. Rotacijske vrtalne ploščice je mogoče opremiti z različnimi vrtalnimi koščki glede na geološke razmere, dolge vrtalne sode pa se lahko uporabljajo v kohezivnih plasteh tal za pospešitev hitrosti vrtanja; Za formacije z visoko vsebnostjo peska in gramoza se lahko z zaščito pred blatom uporabljajo kratke vrtalne sodi za nadzor hitrosti vrtanja; Za formacije, ki vsebujejo izolirane kamnine, balvane in trdnejše kamnine, lahko za zdravljenje uporabimo dolge in kratke spiralne vrtalne koščke. Po popuščanju lahko vrtalni sod zamenjate za nadaljevanje vrtanja. V primerjavi z običajnimi vrtalnimi ploščadi imajo rotacijske vrtalne ploščadi večji rotacijski navor in se lahko samodejno prilagodijo glede na geološke razmere.
5. Vpliv izbire vrtalnih cevi na učinkovitost vrtanja
Pogosto uporabljene vrtalne palice za vrtljive vrtalne ploščice so razdeljene na dve kategoriji: tip trenja in vrsta ključavnice stroja. Vrtalna palica tipa trenja se v glavnem opira na silo trenja med tipkami vrtalne palice, da ustvari vrtalni tlak. Značilnosti te vrste vrtalne ploščadi so: povečanje tlaka med vrtanjem, ni treba najti tlačne točke, pri dvigovanju vrtalne palice ni treba odkleniti, enostavno delovanje, veliko hitrost dvigovanja in znižanje vrtalnega orodja, vendar nizkega tlaka in visok izkoristek vrtanja v mehkejših formacijah; Strojna zaklenjena vrtalna cev je vrsta vrtalne cevi, ki prenaša tlak električne glave do orodja za vrtanje na dnu luknje skozi tlačne točke med vsako plastjo vrtalne cevi. Značilnosti te vrste vrtalne cevi so, da se največji vrtalni tlak lahko ustvari šele, ko se med vrtanjem priklopijo tlačne točke med vsako plastjo. Pri dvigovanju vrtalne cevi je treba ključavnico najprej sprostiti, hitrost dvigovanja in znižanja pa je počasna, kar je primerno za težje formacije.
