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水井钻机、工程钻机的几种类型
【更新日期 2010-4-22】   【字号   】   【双击滚动】

 

水井工程钻机--钻凿水井并完成下井管、洗井等作业的机械设备。包括钻头、钻杆、岩心管、钻架和动力设备等。一般分为冲击式转机、回转式工程钻机和复合式转机三种类型。

回转式水井工程钻机--依靠钻头的回转运动破碎岩层打井孔。回转式水井工程钻机主要有5种。①锅锥。利用锅锥形钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称大锅锥和小锅锥,可由人力或动力驱动。切下的土屑落到锅内,提升到地面卸出。其结构简单,功效低,适宜于一般土层或砂卵石土层。钻井深度小锅锥为80~100米,大锅锥为30~40米。②循环泥浆洗井转盘式工程钻机。由塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、水龙头和电动机等组成。作业时,动力机通过传动装置驱动转盘,由主动钻杆带动钻头旋转破碎岩层。有正、反两种循环方式。正循环工程钻机工作时,井底岩屑通过钻杆外的环形通道被带出井口,在沉淀池沉淀后,泥浆流回泥浆池供循环使用。反循环工程钻机工作时,泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底,携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井,回沉到沉淀池。工程钻机在钻杆内形成很高的上升流速,排出岩屑和卵石的能力较强,钻井速度快,适用于土层、砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层。钻井深度一般在150米以内。③压气洗井转盘式工程钻机。在转盘回转式工程钻机上用空气压缩机代替泥浆泵,用压缩空气代替泥浆洗井。通常采用反循环方式,又称气举反循环。适用于井深较大和缺水的干旱地区及寒带冻土层。④液压动力头式工程钻机。由液压马达通过减速器驱动,并以沿塔架上下移动的动力头代替转盘式工程钻机上的转盘和水龙头,驱动钻杆和钻头旋转切削岩层。可钻凿大口径水井。⑤潜孔振动回转式工程钻机。以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成。振动器产生的激振力使整个钻具作锥摆运动以破碎岩层。采用压缩空气反循环方式洗井,使岩屑通过导管和钻杆内腔排出井外。钻井深度可达150米。

冲击式工程钻机 靠钻具的垂直往复运动,使钻头冲击井底以破碎岩层。其结构简单,没有循环洗井系统,岩屑的清除与工程钻机不能同时进行,因而功效较低。 钻井深度一般在250米以内,有时可达500~600米。主要有2种。①冲抓锥。利用钻具本身的重量冲击地层。钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣,当钻具在自身重量作用下向下运动时,抓瓣张开,切入岩层,然后由卷扬机通过钢丝绳提升钻具,抓瓣在闭合过程中将岩屑抓入锥体内,提出井口卸出岩屑。钻井深度通常为40~50米,最深达100~150米。②钢丝绳冲击式工程钻机。由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具、电动机等组成。作业时,电动机通过传动装置驱动冲击机构,带动钢丝绳使钻具作上下往复运动,在向下运动时靠钻头本身的重量切入并破碎岩层,向上运动靠钢丝绳牵引。钻头冲程为0.5~1米,冲击频率30~60次/分。岩屑由抽砂筒清出地面,钻进与清除岩屑同时进行。

复合式工程钻机 有2种:一种是在转盘回转式工程钻机的基础上增设冲击机构,以回转钻进为主,当遇到卵石层时用冲击钻进的两用水井工程钻机,对各种地层的适应性强。另一种是将冲击与回转作用结合在一起钻进的水井工程钻机,如风动潜孔锤工程钻机。潜孔锤钻具由缸套和活塞等组成。由空气压缩机提供高压空气推动活塞上下往复运动,冲击钻头以增强钻头钻进岩层的能力。与此同时,钻具以35~60转/分的较低转速作回转运动。由活塞上、下空腔排出的空气进入钻头,并将孔底岩屑带出井口。风动潜孔锤工程钻机可用于硬岩层深井的钻进,钻进速度高,钻出的井孔较直。

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