Explication des connaissances sur les carottiers de forage rotatif

Le foret à tarière de la foreuse rotative a une structure simple, composée uniquement d'un cylindre et de dents. Il s'agit d'un type de foret dont les coûts de fabrication sont relativement faibles parmi les forets des appareils de forage rotatifs. Généralement, les dents utilisées dans la tarière sont des dents coupantes, et lors du broyage de roches d'une dureté extrême, des dents coniques ou d'autres dents en alliage de très haute dureté peuvent être installées sur la tarière. Bien que la structure de la tarière soit simple, son rôle dans le concassage des roches est sans précédent par rapport aux autres forets. Le principe du forage à la tarière et du concassage des roches est le broyage et le concassage annulaires, qui consiste à découper une surface libre en forme d'anneau autour du trou du pieu en soudant les dents sur la section inférieure en forme d'anneau du fond pendant le forage dans les roches. Étant donné que la zone de contact entre le trépan et le substrat rocheux est petite (seulement une zone étroite en forme d'anneau), la force et le travail exercés en continu par une seule dent sur les roches sont relativement importants, ce qui permet d'obtenir une efficacité élevée dans le concassage des roches. La tarière est actuellement le trépan le plus couramment utilisé pour broyer des strates de roche dure et des strates de gravier dans l'appareil de forage rotatif.

L'appareil de forage simulé présente un facteur de sécurité élevé de 3,13 dans les conditions de fonctionnement consistant à appliquer une pression et un couple maximum pendant le forage rotatif. Le déplacement maximum n'est que de 0,207 mm, ce qui indique que la rigidité et la résistance globales du foret sont relativement importantes, répondant aux exigences de conception structurelle.

Disposition des dents sur le foret à tarière de la plate-forme de forage rotative

Le principe de disposition des dents sur la tarière est similaire à celui des autres forets encastrés dans la roche, qui est disposé de la manière la plus favorable pour le concassage des roches. Généralement, le principe de disposition des dents en trois groupes, à savoir les groupes interne, intermédiaire et externe, est suivi. Les dents de la tarière sont divisées en dents de coupe internes, dents de coupe en anneau (partie médiane) et dents de coupe externes en fonction de la taille du diamètre de rotation de la pointe de la dent de l'intérieur vers l'extérieur, et disposées de manière alternée. Il existe également une certaine différence de hauteur entre elles, les dents coupantes annulaires dépassant le plus longtemps, suivies des dents coupantes externes, et les plus courtes étant les dents coupantes internes.

Cet arrangement est conçu pour créer les conditions nécessaires au concassage des roches à la manière d’un saute-mouton. Le principe est le suivant : d'abord, les dents coupantes annulaires creusent dans les roches pour créer une surface libre en forme de coin, puis les dents coupantes externes et internes suivent. Les fissures de surface libre coupées par les trois groupes de dents s'interconnectent (l'espacement de rotation et la différence de hauteur entre les pointes des dents internes, médianes et externes sont conçues sur la base des lois d'interconnexion des fissures dans différentes roches), créant un espace libre en forme de rainure profonde. surface autour du fond du trou, séparant complètement le noyau rocheux au centre de la masse rocheuse environnante.

Positionnement et guidage du foret à tarière de la foreuse rotative

Le cylindre de la tarière est entièrement droit et des bandes de guidage sont disposées sur le côté extérieur de la paroi du cylindre, qui sont opposées au sens de rotation et inclinées vers le haut. La tarière est généralement utilisée pour forer dans des strates de substrat rocheux dur ou de gravier, qui sont généralement fragiles et ont un métrage lent. La mèche droite en forme de cylindre possède d'excellentes fonctions de guidage et de positionnement. Le rôle principal des bandes de guidage autour de la paroi du cylindre est de guider les débris de roche au bas du trépan vers le haut, en évitant l'accumulation de débris dans les rainures qui gênent la coupe des roches fraîches par les dents. Un autre rôle des bandes de guidage est de protéger la paroi du cylindre et d'améliorer la résistance à l'usure.

Conception d'autres paramètres importants pour le foret à tarière de l'appareil de forage rotatif

Le paramètre principal de la tarière est son diamètre, qui est le diamètre du trou de pieu qui peut être foré. Le deuxième paramètre est la hauteur du cylindre, qui est généralement supérieure au diamètre de la tarière. Cette relation structurelle entre taille et hauteur est nécessaire pour répondre au besoin de torsion et de rupture du noyau rocheux. Une fois que la carotte de roche est coupée en anneau par la tarière, à mesure que la profondeur de coupe continue d'augmenter, la carotte de roche sera tordue et brisée le long d'un angle de 45 degrés avec la direction axiale. Par conséquent, la hauteur du cylindre doit être supérieure au diamètre du noyau de roche, de sorte que le noyau de roche puisse être tordu et brisé, puis sorti du trou du pieu.

Réglage et calcul de l'angle des dents sur le foret à tarière de la foreuse rotative

Pendant le processus de forage dans la strate par la plate-forme de forage rotative, les dents sont les éléments clés qui entrent directement en contact avec la strate. L'angle et l'espacement des dents déterminent directement l'efficacité de travail de l'appareil de forage rotatif. Par conséquent, lors de la conception du foret, des recherches doivent être menées sur le modèle mécanique des dents coupant le sol et les roches afin de trouver les angles et les distances d'espacement idéaux pour les dents.