水平定向钻穿越中风化砂砾岩地质扩孔切削力研究

Research on cutting force of horizontal directional drilling through geological borehole reaming in weathered sand conglomerate strata

在水平定向钻穿越工程中,由于地质条件的不同,钻头所施加的切削力不同。当选取钻机提供的切削力不足时,不仅会导致钻头磨损严重,甚至可能会出现卡钻、断管等现象,影响工期进度。目前常用的切削力确定方法为理论计算和数值模拟,但上述两者结果的现场适用性有待验证。为此,本文采用理论计算和数值模拟方法对中风化砂砾岩地质不同孔径扩孔施工的切削力进行了计算和对比,并利用现场实测的切削力数值对其进行了验证。结果显示,切削力理论计算值、模拟结果和实测数据均与扩孔孔径为正相关关系,且实测数据大于理论计算值,而理论计算值大于模拟。扩孔孔径在0.25m,模拟结果和实测数据的吻合度较好;扩孔孔径为0.35~0.55m时,理论计算值与实测数据吻合度较高;而当扩孔孔径大于0.55m时,无论是理论计算值还是模拟结果与实测数据均存在较大误差,此时两者的计算结果均无法用于指导实际工程。