L'efficacité de forage d'une petite plate-forme de forage rotative fait référence au rapport de la profondeur totale du trou de pile foré au temps total passé pendant le fonctionnement normal. Les facteurs qui affectent l'efficacité de forage des plates-formes de forage rotatives comprennent la profondeur des trous, le diamètre des trous, les conditions géologiques, la sélection des outils de forage et le type de tige de forage.
L'influence de la profondeur des trous sur l'efficacité de forage de la plate-forme de forage rotatif
Lors de la construction de la plate-forme de forage rotative, chaque fois que le foret est rempli de sol, il est nécessaire de soulever et de décharger le sol, puis de réduire l'outil de forage au bas du trou. De toute évidence, plus la profondeur du trou est petite, plus l'efficacité est élevée. Efficacité de forage v=H1 / (t 1+ t 2+2 h / v1) (m / h), où h est la quantité par pied de forage, m; t1, le temps nécessaire pour percer un seau complet, h; T2 est le temps de déchargement, H; H est la profondeur du trou, m; v, pour augmenter et diminuer la vitesse de forage, m / h. À partir de l'équation ci-dessus, on peut voir que lorsque d'autres paramètres restent constants, le H plus grand, le plus petit V. Lorsque la profondeur du trou dépasse 100 m, l'efficacité de forage diminue fortement. Lorsque la profondeur du trou dépasse 120 m, l'efficacité de forage sera inférieure à celle des autres méthodes de construction, et le taux d'accident augmentera considérablement. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser d'autres méthodes de construction telles que la circulation avant et inverse autant que possible lors de la réalisation d'une construction de trous ultra profonds.
2. L'influence de l'ouverture sur l'efficacité de forage des excavateurs rotatifs
À l'heure actuelle, la plate-forme de forage rotative la plus couramment utilisée est le seau de forage rotatif, qui a un corps de baril creux et deux portes de godet d'entrée en bas. Pendant le forage, les débris de forage sont coupés par les dents de forage et pénètrent dans le baril à travers la porte du seau. Sous la poussée des débris de forage inférieur, les débris supérieurs montent progressivement dans le canon jusqu'à ce qu'il soit rempli. Il y a deux principaux facteurs qui affectent l'efficacité du forage, l'une est la vitesse à laquelle les débris pénètrent dans la porte du seau, et l'autre est la vitesse à laquelle les débris montent à l'intérieur du seau. Premièrement, la vitesse du sol entrant dans la porte du seau est liée à la zone du sol entrant dans la porte du seau. Plus le diamètre de forage est grand, plus la zone du sol entrant dans la porte du seau est grande et plus le sol entrant rapidement dans la vitesse;
Deuxièmement, la vitesse croissante des débris dans le corps du seau est liée à de nombreux facteurs, dont les plus importants sont:
(1) le poids des débris du sol;
(2) La force d'adhésion entre la paroi du seau et le sol de débris.
De toute évidence, plus le diamètre du forage est grand, plus le sol est lourd, mais la force d'adhésion entre la paroi du seau et le sol diminuera; Lorsque le diamètre du bit de forage diminue, le poids des débris diminue, mais la force d'adhésion entre la paroi du seau et les débris augmente.
Bien sûr, il existe également d'autres facteurs tels que la forme du seau de forage, le coefficient de frottement de la surface du seau de forage et la teneur en humidité du sol du laitier, ce qui peut affecter la vitesse de montée du scolale dans le corps du seau. Sur la base de la situation ci-dessus, l'impact du diamètre du forage sur l'efficacité du forage suit le modèle illustré à la figure 2. On peut voir à partir de la figure que l'efficacité du forage diminue lorsque le diamètre du forage est inférieur à 1 m et supérieur à 2 m.
L'influence des couches géologiques sur l'efficacité du forage
L'impact des formations géologiques sur l'efficacité du forage se manifeste principalement dans la difficulté du forage (foretabilité des formations géologiques) et la vitesse du déchargement du sol.
3.1 Drillabilité des strates
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 - pression dans la formule G; S - la surface du bas du trou de contact de la dent dentaire; G - résistance à la compression de la formation.
Si les conditions ci-dessus sont remplies et que d'autres facteurs sont optimisés, l'efficacité de forage sera considérablement améliorée, comme l'ajustement de la vitesse de rotation et de l'angle de dent de forage. Comme on peut le voir à partir de ce qui précède, plus la formation est difficile, plus l'efficacité de forage est faible, car la pression de forage requise augmente et le temps pour la formation de fracture augmente lorsque la pression est constante.
3.2 Impact des facteurs de déchargement des sols sur l'efficacité du forage
En raison des différences dans la composition, la structure et la teneur en humidité des strates percées, la viscosité des débris de forage varie. Lorsque les débris de forage sont chargés dans le seau et retirés du sol pour le déchargement, plus sa viscosité est élevée, plus le temps nécessaire pour le déchargement est long.
4. L'influence de la sélection des outils de forage sur l'efficacité du forage
Il existe de nombreux types de bits de forage utilisés dans les petites excavateurs rotatifs, avec diverses structures. Différents bits de forage doivent être sélectionnés pour différents modèles d'équipement, méthodes de construction et formations géologiques. À l'heure actuelle, il existe six types de bits de forage couramment utilisés pour les plates-formes de forage rotatives: les bits de forage en spirale, les seaux de forage rotatif, les bits de forage à carotage cylindrique, les bits de forage inférieurs étendus, les forets d'impact et les bits de forage à cône d'impact, chacun possède de nombreuses variétés. La sélection des outils de forage a un impact significatif sur l'efficacité de forage des plates-formes de forage rotatives, et le foret le plus approprié doit être sélectionné en fonction de la formation de la formation pour maximiser l'efficacité du forage. Les plates-formes de forage rotatives peuvent être équipées de différents bits de forage en fonction des conditions géologiques, et de longs barils de forage peuvent être utilisés dans les couches de sol cohésives pour accélérer la vitesse de forage; Pour les formations à forte teneur en sable et en gravier, des barils de forage courts peuvent être utilisés avec une protection contre la boue pour contrôler la vitesse de forage; Pour les formations contenant des roches, des rochers et des roches plus durs, des bits de forage en spirale long et court peuvent être utilisés pour le traitement. Après le desserrage, le baril de forage peut être remplacé pour continuer le forage. Par rapport aux plates-formes de forage conventionnelles, les plates-formes de forage rotatives ont un couple de rotation plus grand et peuvent s'adapter automatiquement en fonction des conditions géologiques.
5. L'influence de la sélection des tuyaux de forage sur l'efficacité du forage
Les tiges de forage couramment utilisées pour les plates-formes de forage rotatives sont divisées en deux catégories: type de frottement et type de verrouillage de la machine. La tige de forage de type frottement repose principalement sur la force de friction entre les clés de tige de forage pour générer une pression de forage. Les caractéristiques de ce type de plate-forme de forage sont les suivantes: augmentation de la pression tout en perçage, pas besoin de trouver un point de pression, pas besoin de déverrouiller lors de la levée de la tige de forage, un fonctionnement facile, une vitesse à grande vitesse et une baisse de l'outil de forage, mais une basse pression et une efficacité élevée dans le forage dans des formations plus douces; Le tuyau de forage verrouillé à la machine est un type de tuyau de forage qui transmet la pression de la tête d'alimentation vers l'outil de forage au bas du trou à travers les points de pression entre chaque couche du tuyau de forage. Les caractéristiques de ce type de tuyau de forage sont que la pression de forage maximale ne peut être générée qu'après que les points de pression entre chaque couche sont amarrés pendant le forage. Lors de la levée du tuyau de forage, la serrure doit être libérée en premier et la vitesse de levage et de baisse est lente, ce qui convient aux formations plus difficiles.
