A screw pile has higher end bearing capacity than any other straight pipe piles due to its larger helix with respect to central shaft. However, larger helices are not frequently used as it will bend and may reduce the actual bearing capacity of the ground. In the present study, the effect of helix bending deflection on the load settlement behaviour and ultimate bearing capacity is investigated. To achieve the objectives, model scale pile load tests were conducted. The effect of helix bending on the load settlement behaviour at higher stress level was also investigated in this research. The helices with different helix-to-shaft-diameter ratios and thicknesses were used, so that clear difference of deformed and non-deformed screw piles in the load settlement behaviour can be observed. Dry Toyoura sand in dense state was used as a model ground. It is observed from test results that the helix bending deflection starts affecting the load settlement behaviour of the ground if it is more than the critical helix bending deflection. The ratio of critical helix bending deflection to outstand length decreases with increase in helix-to-shaft-diameter ratio, and its relationship is presented in this study. It is also observed that the Roark’s formula for flat circular plate having uniform load over a very small circular area with fixed outer edges showed good agreement with the measured helix bending deflection. In order to estimate the optimum helix thickness, the well-agreed equation is also modified with respect to critical helix bending deflection.
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在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0.62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。 相似文献
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《地质与勘探》2020,(2)
在定向钻探固体矿产领域,通常在造斜段使用螺杆钻具,大部分的工作量采用取心回转钻进。造斜段使用螺杆钻具,钻杆不回转,受力较简单;如遇强造斜转换绳索取心钻具稳斜钻进,下部钻具组合容易出现回转困难、下不到底的技术难题,甚至出现丝扣折断事故。为避免强造斜对绳索取心钻具的影响,本文通过建立强造斜段对绳索取心钻具的几何约束变形模型,量化分析强造斜段岩心外管长度与造斜强度、环空间隙之间的约束关系,提供了可快速预判下部钻具参数能否满足强造斜安全钻进的方法。该方法在山东某铁矿定向孔的强造斜致下部钻具折断的事故处理中,通过对绳索取心钻具安全计算模型校核和调整钻具参数,实现了绳索取心钻具通过造斜率0. 62°/m的强造斜段安全钻进至靶点,证明对强造斜绳索取心工具安全钻进预测和事故处理计算具有指导意义。 相似文献
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双弯螺杆是指弯接头加弯壳体螺杆的钻具组合形式。采用双弯螺杆纠斜,可以获得较大的造斜率,解决在特定条件下单弯螺杆纠斜困难的问题。选择合适角度的弯接头,减少双弯螺杆造斜进尺长度,是控制井眼“狗腿”度,保证后期工作（扩孔和下套管）顺利进行的重要因素。以在大口径钻孔中纠斜为例,列举了使用单弯螺杆纠斜遇到的困难,通过双弯螺杆造斜效果的分析,提出了一套采用双弯螺杆进行纠斜的工艺,最终实现了钻孔的纠斜成功。 相似文献
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在定向孔施工中,确定造斜钻具的造斜能力i和反扭转角φn,对保证钻孔实际轨迹沿设计轨迹延伸,具有重要意义。根据经验,可用以下方法来确定: 1.使用螺杆钻具造斜Lm后,再用稳斜钻具钻进2m。2.在造斜前宣孔段和造斜后稳斜孔段内测斜,其测斜数据分别为造斜前、后的顶角和方位角。 相似文献
5.
鄂北大牛地、东胜气田施工水平井水平段长在1000~2000 m之间,以稳斜钻进为主,为保证稳斜效果,降低轨迹调整频次,减少滑动钻进进尺,主要采用双扶稳斜钻具组合,起到了较好的稳斜效果。但鄂北致密砂岩储层的非均质性强,水平段经常钻遇泥岩夹层而调整轨迹,造成双扶稳斜钻具组合在轨迹调整中存在造斜率低、无法快速调整达到地质目的的问题。通过分析不同钻具组合作用效果,配套应用变径稳定器,控制其井下工作状态,改变外径尺寸,使钻具组合、结构和作用效果发生变化,满足轨迹控制需求,实现整体水平段稳斜钻进,并兼顾轨迹调整快速灵活的目的。在鄂北大牛地和东胜气田水平井水平段应用变径稳定器10余口井,平均机械钻速10.18 m/h,水平段提速24.6%,应用效果良好,实现了提高水平段钻井施工效率的目的,为鄂尔多斯盆地长水平段提速提效提供了有利借鉴。 相似文献
6.
简述了四川省珙县筠连矿区大雪山矿段（东段）煤矿普查工程的概况、项目由来及定向孔设计。重点介绍了钻探施工定向钻进的技术路线、方案及技术要点,有线随钻定向钻进效果、经济效益、取得的成果。主要工作包括：配套XY-2000型立轴式液压钻机、BW-320/10型泥浆泵、HC绳索取心钻杆;采用ADST测斜仪,通缆水笼头有线随钻测量定向,螺杆马达孔底动力钻具造斜施工受控定向钻孔。在2个1000 m以深的钻孔中,共造斜29回次,总进尺7378 m。钻孔轨迹基本受控,达到了地质目的。施工中,探索了定向钻进螺杆钻具弯接头的角度选择、适宜绳索钻杆钻进的弯曲强度等问题。 相似文献
7.
在定向钻进中,为实现有效的轨迹控制,国内外相关科研院所开发了无磁螺杆钻具。对无磁螺杆钻具的工作原理及特点进行了简单介绍,并对国内外2种无磁螺杆钻具进行了性能测试试验,比较国内外无磁螺杆钻具的性能差异,进一步掌握无磁螺杆钻具的性能特点,为做好现场应用及选型提供依据。 相似文献
8.
定向钻进控制预测技术 总被引：9，自引：0，他引：9
定向钻井技术在矿产勘探及开发、煤层气开发中正发挥重大作用。准确预测定向钻井井底井斜和方位角,可降低定向钻井成本,减少定向钻进失误。目前使用的计算方法不利于现场快速准确预测井底轨迹。本文通过对井斜、方位与造斜工具角、造斜井长和造斜率的数据处理技术,建立了井底井斜和方位增量预测模型,与通用定向井公式比,精度高,且可在井场快速预测出定向钻井井底轨迹参数。经土耳其46对对接井实际证明,大大地提高井底预测速度和防止定向钻进失误率,对指导定向钻井现场快速预测具有指导意义。 相似文献
9.
本文就水平定向钻进中钻进轨迹控制的关键一钻具的造斜强度Ｐ和面向角Ｒ作了简单的介绍并对造斜强度的计算方法、造斜强度与最小弯曲半径的关系等进行了撰述． 相似文献
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为研究充气锚杆极限承载力计算方法,在模型试验基础上,探讨充气锚杆抗拔过程中的受力特征与破坏形式,分析锚杆荷载-位移曲线变化特征。基于圆孔扩张理论,通过简化力学模型,推导充气锚杆侧阻力与端阻力计算公式,将理论公式计算值与试验成果进行比较。研究结果表明：(1) 采用球孔扩张理论可以较好地描述膨胀体端部对土体产生的弹性、塑性变形力学机制,估算端阻力值。充气膨胀压力对土体的挤压膨胀作用大大增加了锚杆的侧阻力。(2) 极限承载力理论公式计算值与抗拔试验值基本吻合,验证了极限承载理论计算公式的正确性。(3) 通过与螺旋锚杆相比,充气锚杆的承载力约为单锚片螺旋锚杆的4.3倍,约为双锚片螺旋锚杆的1.9倍,充气锚杆的承载能力优势明显。 相似文献
14.
Malik Adnan Anwar Kuwano Jiro Tachibana Shinya Maejima Tadashi 《Acta Geotechnica》2019,14(5):1527-1543
15.
基于遗传-神经网络的单桩竖向极限承载力预测方法研究 总被引：15，自引：4，他引：11
分析了BP神经网络的缺陷和遗传算法的特点,建立了基于遗传-BP神经网络的单桩竖向极限承载力预测模型。实例研究表明,预测模型性能良好、预测精度提高、简便易行、行之有效,该方法具有广泛的应用前景。 相似文献
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锚杆极限承载力的准确预测是承载力预测中最重要的部分。传统的方法经常借助于拉拔试验中锚杆系统处于弹塑性阶段的试验数据进行预测,但实际上弹性和弹塑性阶段区分得不太明显,且实际锚杆荷载-位移（P-S）曲线形状多种多样,故使用单一预测模型不能够对锚杆极限承载力破坏值进行准确预测。针对预测锚杆极限承载力破坏值属于不确定问题,引入组合模型思想,借助被广泛使用在多传感器信息融合中的Dempster-Shafer(简称D-S)证据理论融合算法来建立组合预测模型。该方法是将互不相容的基本命题（假定）组成的完备集合表示对某一问题的所有可能答案,并为各命题分配信任程度,使用D-S合并规则计算同一命题下各个证据体共同作用产生的反映融合信息的新证据体的信任程度,分析各命题产生新证据体的信任程度来确定“不确定问题”的答案。通过减少弹性阶段数据使每个参加组合的预测模型产生多个预测值,将每个预测值都视为一个证据体,在同一鉴别框架下,把同类型、不同特征的证据体按照D-S合并规则合并成一个新的证据体,再根据决策规则得到最终的判定结果。将D-S方法与直接求取算术平均值的方法进行对比,结果表明：使用D-S方法得到的预测值较准确;由于预测值受给定初值影响较大,故对原有预测方法进行修正,修正后预测方法的预测效果更好,预测精度更高,适用范围更广。该研究成果可用于矿山、地下工程等施工过程,以及后续质量检测、稳定性评价、岩体强度预测等方面。 相似文献
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In this paper an analytical method has been proposed to predict the net ultimate uplift capacity of the single bent pile and
pile group with a bent embedded in sand considering arching effects. Arching develops due to relative compressibility of sand
relative to pile which activates the soil-pile friction. The method takes into consideration the embedded length (L), diameter of the pile (d), bent angle, surface characteristics of pile, group configuration, spacing of the pile group and the soil properties. Log
spiral failure surface with parabolic arch shape was assumed in the analysis. Theoretical investigation for uplift capacity
was been carried out for the single bent pile and group of pile (2 × 1, 2 × 2) embedded in sand. The variable used in the
analysis were embedded length to pile diameter (L/d = 15, 20 and 25), spacing in the group (3d, 4d and 6d) and angle of bent (6°, 14° and 20°). Typical charts for evaluation of net ultimate uplift capacity for pile groups are presented
through the figures. Comparison of theoretical results shows good agreement with established experimental results. 相似文献
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