基于硬脆性岩石特征粒径的锥齿滚刀最优钻压分析

摘要：

为提高反井钻机锥齿滚刀对硬脆性岩石的破岩效率,需要得到最优钻压,分析岩碴粒径是研究反井钻机锥齿滚刀最优钻压的重要手段.采用直线破岩试验方法,使用锥齿滚刀破碎硬脆性大理岩试样,并通过Rosin-Rammler分布函数对岩碴粒径分布情况进行分析.通过对比多个钻压下岩碴粒径分布的累计概率曲线、特征粒径以及比能,得到钻压与岩碴特征粒径分布规律、特征粒径与比能的关系.当特征粒径最大和比能最小时,分别得到大理岩试样的最优钻压为34.45 kN和35.19 kN,因此最优钻压约为35 kN.据此,建议在实际应用中可将钻压设为35 kN.还分析了在相同钻压下,采用锥齿滚刀破碎硬脆性大理岩和花岗岩时的粒径分布关系,分析得到两种单轴抗压强度岩碴的特征粒径.研究结果表明特征粒径能够反映锥齿滚刀的破岩效果;硬脆性岩石的破碎过程符合黎金格的新表面说,特征粒径与比能呈近似反比关系;在一定钻压范围内,相同钻压下花岗岩特征粒径均大于大理岩,且特征粒径差距随钻压增加而增大.

关键词：锥齿滚刀、岩碴、Rosin-Rammler分布、特征粒径、比能、最优钻压

所属期刊栏目：42

分类号：TU432(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFC0600802

在线出版日期：2020-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：782-789