鑽井動力學

當涉及生產鑽孔和立杆時，電力公司和公用事業承包商通常必須在現場決定最適合該工作的設備和工具。無聊的報告提供了對地面地質構成的一些見解，但現實情況是，相距幾英尺的地點之間的情況可能會有很大差異。

因此，公用事業人員經常依賴兩種重要的設備：挖掘機井架和螺旋鑽機，也稱為壓力挖掘機。雖然這些設備執行類似的任務，但由於用途不同，最好將它們組合使用。

螺旋鑽機提供的扭矩是挖掘機井架的兩倍以上，使其能夠在螺旋工具上獲得更大的下壓力。一般來說，螺旋鑽機的扭矩為 30,000 至 80,000 英尺磅，歐洲鑽機的扭矩為 200,000 英尺磅，而挖掘機井架的扭矩為 12,000 至 14,000 英尺磅。這使得螺旋鑽機更適合鑽穿較硬的材料以及鑽出更大更深的孔，直徑可達 6 英尺，深 95 英尺。雖然挖掘機井架用於鑽孔，但它們可能僅限於較軟的地麵條件以及較小直徑和較小深度的孔。通常，挖掘機井架可鑽探 10 英尺深，直徑可達 42 英寸。挖掘機井架具有桿處理功能，非常適合跟隨螺旋鑽機，將桿設置在螺旋鑽機準備的孔中。

例如，由於所需的深度，需要 20 英尺深、直徑 36 英寸的孔的作業更適合使用螺旋鑽進行。如果相同尺寸的孔只需 10 英尺深，那麼挖掘機井架可能適合執行這項工作。

選擇正確的工具

與為作業選擇合適的機器同樣重要的是選擇合適的螺旋鑽工具。帶有六角耦合器附件的工具用於挖掘機井架，而帶有方盒耦合器的工具用於螺旋鑽機。工具並非特定於 OEM，但這並不意味著所有工具都是平等的。特雷克斯是唯一一家生產挖掘機井架和螺旋鑽機同時還生產工具的製造商，提供專為實現最大生產率和效率而設計的螺旋工具。在為作業選擇合適的工具時，選擇因素包括螺旋鑽式工具或筒式工具、各種類型的齒、導向鑽頭和多種工具尺寸。

您可以使用岩石螺旋鑽或桶式工具鑽取泥土，但無法使用泥土螺旋鑽有效地切割岩石。雖然這條格言過於簡化了選擇過程，但它是一個很好的經驗法則。螺旋鑽具有用於提升因牙齒而鬆動的廢料的螺旋鑽頭，以及用於穩定直孔鑽孔過程的導向鑽頭。取芯筒切割單個軌道，對每個齒施加更大的壓力，通過將岩石材料作為單獨的塞子提起來去除岩石材料。在大多數地麵條件下，最好首先使用螺旋鑽工具，直到達到效率低下或由於地層太硬而無法前進的程度。到那時，可能有必要改用取芯筒工具以實現更好的生產。如果您必須在挖掘機井架上使用取芯筒工具，則在開始鑽孔時可能需要使用導向鑽頭將工具保持筆直。

確保工具與地麵條件相匹配。最多工具規格將包括螺旋鑽工具或筒設計的應用類型的描述。例如，特雷克斯 TXD 系列挖掘機井架螺旋鑽專為壓實土壤、堅硬粘土和軟頁岩條件而設計，而特雷克斯 TXCS 系列挖掘機井架硬質合金岩石螺旋鑽可處理中等石灰石、砂岩和冷凍材料。對於較硬的材料，請選擇子彈齒螺旋鑽 (BTA) 系列工具。當使用傳統的螺旋鑽工具無法有效地鑽探材料時，包括碎裂和非碎裂岩石以及非鋼筋和鋼筋混凝土等情況，則使用取芯筒。

工具定心鑽頭上的齒類型與其設計用途直接相關。定心鑽頭和螺紋齒應兼容，具有相同的強度和切削特性。選擇工具時重要的其他規格包​​括螺旋鑽長度、螺紋長度、螺紋厚度和螺紋螺距。有多種螺旋鑽長度可供選擇，操作員可以將工具安裝到特定螺旋鑽設備或挖掘機井架配置上的可用工具間隙。

螺紋長度是螺旋鑽的總螺旋長度。飛行長度越長，您可以從地面提起的材料就越多。較長的飛行長度適合鬆散或沙質土壤。螺紋厚度影響工具的強度。工具刮板越厚，就越重，因此最好只選擇您需要的工具，以最大限度地提高卡車的有效負載和動臂的物料提升能力。特雷克斯建議在重型應用中螺旋鑽底部採用較厚的螺紋。

螺距是螺線每個螺旋之間的距離。螺距太陡且土壤鬆散，會使材料滑回孔中。在這種情況下，更平坦的音調會更有效。但當材料密度更大時，更陡的螺距可以更快地完成工作。特雷克斯建議在潮濕、泥濘或粘性粘土條件下使用大螺距螺旋鑽工具，因為一旦從孔中取出，就更容易從螺旋鑽中取出材料。

切換至核心筒

任何時候，當螺旋鑽工具遇到拒絕時，都是改用岩心筒式的好時機。根據設計，取芯筒的單軌道比螺紋工具產生的多軌道更好地切割硬表面。在堅硬的岩石（例如花崗岩或玄武岩）上鑽孔時，緩慢而輕鬆的方法是最好的方法。你必須要有耐心，讓工具來完成工作。

在最極端的條件下，請在螺旋鑽機上使用岩心筒。然而，在某些堅硬的岩石條件下，如果所需的孔直徑較小，則使用合適的工具的挖掘機井架也可以完成工作。特雷克斯最近推出了用於挖掘機井架的獨立核心筒，它直接連接和存放到動臂上，並直接安裝到螺旋鑽驅動方鑽桿上，無需任何額外的附件。當螺旋鑽不再完成這項工作時，新型獨立取芯筒可以提高鑽探硬岩（例如石灰石材料）時的生產率。對於需要從地面開始鑽孔的應用，可以使用可拆卸的導向鑽頭來穩定獨立取芯筒，以便開始鑽孔。一旦實現初始穿透，就可以移除導向鑽頭。可選的導向鑽頭對於實現筆直的啟動軌道非常重要，因為它可以防止岩心筒漂移和偏離直線。

一些條件諸如地下水等，需要專門的工具，例如鑽桶，通常稱為泥漿桶。當材料不粘附在螺旋鑽螺紋上時，這些工具從鑽桿中去除流體/半流體材料。特雷克斯提供多種款式，包括旋轉底部和翻斗底部。兩者都是去除濕土的有效方法，並且選擇一種方法通常取決於用戶的偏好。另一個經常被忽視的情況是凍土和永久凍土，它們非常磨損。在這種情況下，子彈齒螺旋鑽能夠有效地工作。

安全、高效的鑽孔技巧

一旦您選擇了適合作業的機器和工具，但在開始之前，請始終了解挖掘位置下方和上方的情況。在美國，撥打 811 進行“挖掘之前先打電話”可以幫助保護您和其他人避免無意中接觸現有的地下公用設施。加拿大也有類似的概念，但電話號碼可能因省而異。另外，請經常檢查工作區域是否有架空線路，以防止接觸電線和触電。

工地檢查還應包括檢查您計劃使用的挖掘機井架、螺旋鑽機和工具。請遵循製造商說明進行日常班前設備和工具檢查。檢查牙齒以確保它們狀況良好非常重要。例如，如果岩石齒不能自由轉動，它們可能會在一側磨損，從而降低壽命和效率。還要檢查齒袋中的磨損情況。此外，如果子彈齒上的碳化物已經磨損，就該更換子彈了。不更換磨損的牙齒會嚴重損壞齒袋，修復起來成本高昂。還要檢查螺旋鑽螺紋和筒形工具的硬面邊緣是否磨損，否則孔的直徑可能會受到影響。對邊緣進行重新硬化可以防止孔徑減小，並且通常可以在現場完成。

對於任何螺旋鑽工具的維修，請務必遵循製造商的說明。使用正確的工具遵循正確的牙齒安裝和拆卸程序。許多工具的設計目的都是為了使牙齒更換變得容易，但如果操作不當，這可能是一項危險的任務。例如，切勿用錘子敲擊硬質合金表面。每當您撞擊硬化表面時，都有金屬碎裂的風險，從而導致人身傷害。最後，記得在安裝時給牙齒塗油脂。這對於在操作過程中保持自由運動非常重要，並且可以在更換牙齒時更輕鬆地移除牙齒。

挖掘機井架和螺旋鑽機使用多種類型的穩定器——A 形穩定器、外下式穩定器和直下式穩定器。無論穩定器或支腿的類型如何，請始終在穩定器基礎下方使用支腿墊。這可以防止機器的一側沉入地下。當機器不水平時，可能會導致孔不垂直。對於螺旋鑽機，依靠液位指示器來保持正確的鑽頭角度。對於挖掘機井架，操作員必須持續監控動臂位置，以確保螺旋鑽根據需要延伸或縮回和旋轉保持垂直。

最後，尾板安全會議應包括提醒人員站在距離鑽井作業至少 15 英尺的地方，注意移動部件和裸露孔，並佩戴適當的個人防護裝備，包括手套、護目鏡、安全帽、聽力保護裝置和反光服裝。如果在露天孔周圍繼續工作，請蓋住孔或佩戴防墜落裝置並綁在經批准的永久性結構上。

結束語

公用事業人員在進行鑽井作業時，必須針對地麵條件做出許多決定。了解地面狀況、設備狀況、挖掘機井架、螺旋鑽機的功能、許多可用的工具附件並遵循製造商的說明，可以使工作更加高效，並有助於防止事故發生。