振动钻机
2010-03-13 16:31:19 阅读5 评论0 字号：大中小
| 振动钻进适用于砂、亚粘土、亚砂土、粘土等地层钻进，在这些软岩层和松散岩层中具有很高的钻进效率。因此广泛用于工程地质勘查。
1. 振动钻进原理 振动钻进方法如图3-20所示。振动器的振动频率很高，这种振动力传到钻头周围的岩土中，使岩土的抗剪强度下降，在钻具和振动器的自重及振动力的作用下，钻头很容易切入岩土中。振动钻进可以有两种方式：振动器在孔上的上位冲锤［图3-20(a)］和振动器在孔下的下位冲锤［图320(b)］。两者比较，后者可提高机械钻速，扩大振动钻的应用范围，使振动钻进的孔深可达25～30m，钻进4～5级岩石。钻进过程中还可以利用振动器来下、拔套管，处理孔内事故等。 |
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| 图3-20 振动钻进示意图
1-振动器; 2-地表冲击筒; 3-钻杆; 4-振动钻头; 5-接头; 6-潜孔冲击筒 |
| 振动钻进常采用机械式双轮双轴振动器（图3-21）。两轮用齿轮传动，使两个偏心轮的旋转方向相反，而相位角和角速度都相等。不论两偏心轮处于什么位置，两个偏心轮的离心力之水平分力S1和S2都大小相等方向相反，因而相互抵消。而垂直分力P1和P2大小相等方向相同，故有垂直方向上的合力Q1、Q2。合力的方向随偏心轮的转动而改变，并有{zd0}值。在垂直力的作用下，使钻具产生垂直方向上的振动，从而实现振动钻进。
双轴双轮振动器除采用双轴水平布置外，还可以上下平行布置。这样既可产生垂直振动，又可产生横向振动。此外，还有单轴单轮振动器和单轴双轮振动器等布置方式。 2. 振动器 振动钻进常用的振动器有无簧式和有簧式两类。图3-22所示为有簧式振动锤，它由电动机、振动器、弹簧、冲头、砧子和接头组成。其特点是振动器与钻具分开，冲头与砧子可以接触，也可不接触，这样既可振动钻进，又可进行冲击振动钻进。冲击振动钻进的效率高，适用于在致密土壤中钻进。通过改变偏心轮静力矩和偏心轮转速可调整振动力的大小。如在偏心轮上钻一些孔，在孔中增减质量可改变偏心轮的静力矩；用直流电机或采用液压马达无级变速来改变偏心轮的转速。 在工程钻探中，除单纯采用振动钻进方法外，还发展了振动与回转、振动与冲击相结合的多功能钻机，在此不再赘述。 |
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| 图3-21 双轴双轮振动器示意图 |
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| 图3-22 振动锤示意图
1-电机(或液压马达); 2-弹簧; 3-冲头; 4-砧子;5-接头; 6-振动器 |
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