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长螺旋钻机的排渣原理和应用分析及影响因素(一)、长螺旋钻机的排渣原理和应用分析
长螺旋钻机中钻杆是用来支撑和连接钻头、向钻头传递破碎岩石所需的运动、动力和排渣压气的杆件。这种钻杆是用厚壁无缝钢管制作。当用旋转钻机在煤和软岩中钻孔时，也常使用长螺旋钻机。
长螺旋钻机的排渣原理：在进行钻孔时，长螺旋钻机在炮孔中转动，长螺旋钻机和孔壁构成了一个螺旋输送器，孔底岩渣就被钻杆上的螺旋叶片逐步向后输送，直至排出孔外。钻头不断破岩，钻杆就连续排渣。因此，利用长螺旋钻机排渣能够获得较高的钻进效率。这种方法仅适用于岩石比较松软的钻进中，对于粘性较大或者含有卵石的岩层中不能使用。
长螺旋钻机排渣的优点是设备的结构紧凑，工作可靠，维修简便，成本低廉。不用压气排渣显然粉尘少，对环境的污染小。缺点是钻杆旋转阻力大，耗费的功率多，螺旋叶片磨损厉害。特别是钻垂直孔时，这两个问题就显得突出。
由于长螺旋钻机承受着较大的轴压力、回转扭矩和其他方面的动载荷，而且是在岩渣甚至泥水中转动，工作天剑不好。因此，对长螺旋钻机的设计要求是：结构合理重量轻、接头处对中性好、接卸方便。要有足够的轻度、刚度和抗磨性。
(二)、影响钻进效率的因素
钻进效率在物理上指的是输出功与总功之间的比值。钻进效率的比较可以通过在钻进相同的土质、相同的钻孔直径、相同的输入总功下比较钻出土体的总量或者钻头、钻杆的钻进。影响钻进效率的因素特别多。
在这四个因素中，一个因素，动力头上的输出扭矩小则会使长螺旋桩机钻进速度慢或者是转不动，输出扭矩过大容易使钻杆变形断裂且过大的功率影响立柱和整机的稳定性能。在一章节中知道研究人员采用大扭矩减速机和采用大功率液压马达驱动虽会提高钻进效率但都产生了加难以解决的技术问题；二个因素，叶片螺旋角度与输送的钻出土体有直接联系，角度设计合理与否直接决定土体导出钻头的快慢。螺旋角度的设计在研究人员较开始做效率优化时就已经研究过，目前长螺旋钻头钻进所使用的钻杆螺旋角度已经过优化设计，这里将不再做过多的讨论；第三个因素，钻进和旋转转速的合理匹配能使钻出的土量和导出的土量成较优比例，使效率较高，但钻进和旋转转速的匹配关系也已经过优化。
切削性能主要是长螺旋钻头在单位时间内切削土体的量。传统的长螺旋钻尖对土体只有挤压定心作用，不对土体产生切削作用，而钻头上又只有两刀齿切削土体，切削的量比较少。另外被刀齿打散后的土体不能及时排入叶片上，在叶片下部产生堆积，形成较大的阻力阻止向下钻进。这两方面的原因直接影响了定心型长螺旋桩机的钻进效率，导致钻进效率不高。
因此，要提高长螺旋钻头的钻进效率，在钻头结构设计上，主要从两个方面进行考虑：一是在单位时间内有多的刀齿切削土体；二是及时将钻散后的土体排出，从而使单位时间内输入相同功下排出的土体多，或钻进深，这样才能提高钻头的钻进效率。
由分析可知要设计出效率较高的长螺旋钻头要具备的条件为：一，在相同时间内有多的刀齿切削土体，且能及时将钻散后的土体排入叶片上带出孔外，就能提高钻孔的效率；二，土体与钻尖处有足够大的面积S发生挤压接触力才能克服或较大程度减弱长螺旋钻头受力不均匀，产生轴线倾斜的偏斜力。
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