一种减轻糊钻现象的新型回旋钻头设计及试验研究

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中图分类号：ＴＥ９２１文献标识码：Ｂ文章编号：１００３ — ８９６５（２０１３）０４ — ００７７ — ０３

１引言
在大直径钻孔施工中，经常会遇到粘土层。在粘土
层钻进时非常容易糊钻形成泥包钻头，使得钻孔施工无法正常进行。特别是当粘土层的层厚在全孔深度中所占比例
鱼尾结构进行不同形式的改造，通过试验对比观察不同结构形式对糊钻产生的影响。鱼尾钻头通过结构形式的改变，能够更有利于排渣和钻进，从而有效地减缓糊钻现象的发生。关键词：糊钻；回旋钻头；鱼尾钻头；含水率
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｄｒｉｌｌｂｉｔｄｉｌｒｌｓｉｎｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｃｌａｙ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｅａｓｙｔＯｆｏｒｍｐａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｓｅｉｏｕｓｒｌｙａｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｄｒｉｌｌｐａｓｔｅ，ｗｅｆｏｕｎｄｏｕｔｉｔｓｃａｕｓｅｂｙｍｏｄｅｌｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｌａａｎａｌｙｓｉｓ．Ｗｅｃｈｏｓｅ
尾钻头形式，它包括１）钻杆、２）保径圈、３）刮刀片、
４）切削齿、５）仿生鱼尾装置，其特征在于：钻杆为空心
钻管用于泥浆循环，保径圈通过支杆与钻杆固定连接，刮
刀片连接在钻杆和保径圈之间，刮刀片下端与钻杆固定连
ｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｆｍｓ，ｗｉｔｈｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓｃｏｍｐａｉｎｇｒｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｉｆｅｄｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｏｍｓｒｏｎｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｄｒｉｌｌｉｎｇｐａｓｔｅ．Ｆｉｓｈｔａｉｌｄｉｌｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｃａｎｂｅｍｏｒｅｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｓｌａｇａｎｄｄｉｌｒｌｉｎｇｔｏｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｌｏｗｄｏｗｎｔｈｅｐａｓｔｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅ
堕垄ｆ
一
种减轻糊钻现象的新型回旋钻头设计及试验研究
Ａｎｅｗｄｒｉｌｌｂｉｔｄｅｓｉｇｎｔｏｒｅｌｉｅｆｐａｓｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｉｔｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ
比较大的情况下，如果不能很好的解决糊钻问题将会严重
影响到工程的质量和工期。 “ 糊钻 ” 现象在深基础成孔
中是常见故障，排除相当困难。糊钻影 Ⅱ 向钻进速度，影响
接，上端与腰带固定连接，切削齿垂直固定于刮刀片外边缘刃部，在钻杆下端设置仿生鱼尾装置。刮刀片数量为三翼。与钻杆中心轴所成角度为５５。一６５。。切削齿形状可以采用如图１的尖状锥体，也可采用端部平整的柱体形式。视工程实际情况，确定切削齿的数量。下端仿生鱼尾
ｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｂｏｒｅｄｐｉｌｅｄｒｉｌｌｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｓｕｂｊｅｃｔｔｈｒｏｕｇｈａｄｄｉｎｇｉｆｓｈｔａｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｌｓｏ￣ａｎｓｆｏｒｍｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｏｓｅｖｅｒｌａ
杨希伟李其恒徐滨赵春风（同济大学土木工程学院，上海２０００９２）
摘要：钻头在粘土层中钻进时非常容易造成粘土包裹钻头的糊钻现象，糊钻现象严重影响施工进程和质量。本文对糊钻的现象进行研究，通过模型试验，分析出产生糊钻的原因。针对工程中普通回旋钻头，对其加装优化鱼尾装置，并对
ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｓｔｅｄｉｒｌｌｉｎｇ；ｂｏｒｅｄｐｉｌｅｄｒｉｌｌ；ｆｉｓｈｔａｉｌｂｉｔ；ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ