正反循環(huán)鉆機(jī)屬于回旋鉆機(jī)的一種,但兩者在工藝原理和應(yīng)用場(chǎng)景上存在區(qū)別。以下是詳細(xì)分析:
1. 分類關(guān)系
正反循環(huán)鉆機(jī)是回旋鉆機(jī)的子類型?;匦@機(jī)泛指通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉆桿帶動(dòng)鉆頭切削地層的設(shè)備,而正反循環(huán)鉆機(jī)特指采用循環(huán)泥漿(正循環(huán)或反循環(huán))排渣的鉆機(jī),屬于回旋鉆機(jī)中的特殊工藝分支。
2. 工作原理差異
- 回旋鉆機(jī):通過(guò)鉆桿旋轉(zhuǎn)切削地層,排渣方式多樣(螺旋葉片、干式抓取等),典型代表為旋挖鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)。
- 正反循環(huán)鉆機(jī):依賴泥漿泵建立循環(huán)系統(tǒng)。正循環(huán)時(shí)泥漿沿鉆桿內(nèi)注入孔底,攜帶巖屑從孔壁環(huán)隙上返;反循環(huán)則泥漿從環(huán)隙注入,通過(guò)鉆桿內(nèi)腔高速抽吸排渣,效率更高且適合深孔。
3. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
正反循環(huán)鉆機(jī)需配置泥漿泵、沉淀池、泥漿分離器等循環(huán)系統(tǒng)組件,而普通回旋鉆機(jī)可能僅依賴機(jī)械排渣。反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通常為中空雙壁結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)高速氣流或液流排渣。
4. 適用地層
- 正循環(huán)適用于黏土、砂層等穩(wěn)定地層,泥漿護(hù)壁效果好;
- 反循環(huán)因排渣能力強(qiáng),更適合卵石層、基巖破碎帶等復(fù)雜地層,但需控制泥漿比重防止塌孔。
5. 工程應(yīng)用
回旋鉆機(jī)廣泛應(yīng)用于樁基施工,正反循環(huán)工藝的選擇取決于孔徑、深度及地層條件。反循環(huán)在超大口徑(>2m)鉆孔中優(yōu)勢(shì)明顯,如橋梁墩柱基礎(chǔ)施工。
補(bǔ)充知識(shí):早期回轉(zhuǎn)鉆機(jī)由蒸汽驅(qū)動(dòng),現(xiàn)代液壓系統(tǒng)大幅提升扭矩控制精度;而正反循環(huán)技術(shù)源自石油鉆井,后引入土木工程領(lǐng)域解決大直徑鉆孔排渣難題。兩者在成孔質(zhì)量、環(huán)保性(泥漿處理成本)等方面需綜合權(quán)衡。
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