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气动反循环理论
本文基于气动反循环理论,借助ANSYS和FLUENT软件,针对路基注浆加固问题,分析并设计了一套新型气动反循环跟管钻具,主要研究成果如下: (1)通过国内外现有跟管钻具调研,基于高速铁路路基加固对钻孔要求,提出了气动反循环潜孔锤跟管钻具设计方案,创新设计了一种新型跟管钻头,采用中心钻头与扩孔钻头分置方式,中心钻头在底,扩孔钻头呈三瓣均布于中心钻头上部,正转扩孔,反转收拢,并完成了气路设计、柱齿拓扑设计、各部件接口设计和动力参数匹配等。 (2)基于有限元分析理论,应用ANSYS软件,对关键零部件如套管靴、钻头体、钻头体与中心钻头间连接销进行静力分析,完成了强度、刚度和可靠性校核。
新型潜孔锤取心跟管钻具的结构特点、设计参数、材料的选择及使用原理和要求。新型潜孔锤取心跟管钻具为同心扩孔跟管钻具形式,设计中创新地把单动减振机构、内管调节机构、卡心装置、压力传递和传扭机构、间隙配合悬挂式卡环连接跟管钻具等结合为一体,取心钻头设计超前套管钻头,此外在取心钻头上设计超前侧喷高压出气口,尽量减少和减轻冲洗介质对岩心的破坏,改善孔底破岩条件。应用试验表明,钻具各零部件连接牢固,转动灵活,压力传递和扭矩传递效果好。
本实用新型公开了一种新型同心跟管钻具,包括与冲击器连接的导正器,在导正器上开有轴销孔,轴销孔与导正器轴向平行设置,至少两个同心扩孔器经轴销一端配入所述导正器上的轴销孔中,轴销的另一端与所述同心扩孔器固定连接,在导正器的径向方向开有 穿销孔,每个轴销上位于 穿销孔所对应的位置处开有第二穿销孔或穿销槽,穿销穿入所述导正器的 穿销孔中并伸入至所述第二穿销孔或穿销槽使所述轴销将导正器和同心扩孔器连成一体。本实用新型传动能力更好,破碎效果得到进一步提高,且具有较好的排渣效果,并结构简单,成本低廉.
跟管钻具的描述
1.通过中心钻头及套在中心钻头外的同心套共同冲击破碎岩石钻孔,同时利用同心套的扩孔作用将套管顺利地带入孔内,到基岩后,中心
钻头从同心套中退出,同心套弃于孔内。同心跟管钻具进由于是同心
全断面钻进,卡钻事故发生的可能性远小于偏心跟管钻进,同时冲击
器的有效冲击频率大大提高,保证了钻孔孔径,跟管钻具阻力也相应
减小。
2.偏心跟管钻具利用潜孔冲击器破碎岩石依靠随行的套管护壁,以实现钻进成孔,用于破碎及复杂硬地层钻进能有效防止塌孔,钻进效率
高,成孔质量好,操作简单,设备配套要求低,是复杂地层钻孔施工
的理想工具。
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