水井鉆機(jī)專(zhuān)業(yè)設(shè)備、專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)
履帶式水井鉆機(jī)、鉆井機(jī)型號(hào)大全
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簡(jiǎn)介
200型水井鉆機(jī)多錢(qián)一臺(tái)，常用的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),即正循環(huán)泥漿洗井轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)由塔架、卷?yè)P(yáng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤(pán)、鉆具、泥漿泵、水和電動(dòng)機(jī)等組成。作業(yè)時(shí)，動(dòng)力機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，由主動(dòng)鉆桿帶動(dòng)鉆頭以30～90轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)破碎巖層。泥漿由泥漿泵抽吸加壓后通過(guò)鉆桿上方的水壓入空心鉆桿，向下流入鉆頭，由水口射出，以冷卻、潤(rùn)滑鉆頭；井底巖屑通過(guò)鉆桿外的環(huán)形通道被帶出井口，在沉淀池沉淀后，泥漿流回泥漿池供循環(huán)使用。反循環(huán)泥漿洗井轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)的鉆進(jìn)方式和結(jié)構(gòu)與上述基本相同，但泥漿的循環(huán)方式相反：泥漿在沉淀池沉淀后從井口自行流入井底，攜帶巖屑的泥漿則由砂石泵經(jīng)鉆頭水口通過(guò)鉆桿內(nèi)腔向上抽吸出井，回到沉淀池。這種方式稱(chēng)泵吸反循環(huán)。也可用水泵將加壓水流從井底通過(guò)噴嘴射入鉆桿內(nèi)腔，形成攜帶巖屑的上升水流，稱(chēng)射流反循環(huán)。鉆機(jī)在鉆桿內(nèi)可形成很高的上升流速，排出巖屑和卵石的能力較強(qiáng)，因而鉆進(jìn)速度較快。
適用于土層、一般砂層和卵石直徑小于鉆桿內(nèi)徑的松散地層，所用鉆桿的內(nèi)徑較大,一般為150～200毫米，zui大可達(dá)300毫米。但因受泵的抽吸或壓送能力的限制,鉆井深度一般在150米以?xún)?nèi)，井深在50米以?xún)?nèi)時(shí)排屑效率較高。壓氣洗井轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī) 是在轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)上用空氣壓縮機(jī)代替泥漿泵，用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環(huán)方式,又稱(chēng)氣舉反循環(huán)（圖2）。即將壓縮空氣通過(guò)供氣管路送至井內(nèi)氣水混合室，使其與鉆桿內(nèi)的水流摻混，形成比重小于 1的摻氣水流。在鉆桿外圍環(huán)形水柱的重力作用下，鉆桿內(nèi)的摻氣水流挾帶巖屑不斷上升并排出井外，流入沉淀池，沉淀后的水流以自流方式流回井內(nèi)。采用這種鉆機(jī)在井深較大時(shí)(50米以上)，排屑能力大于采用泵吸或射流反循環(huán)的鉆機(jī)，因而適用于井深較大的情況和缺水的干旱地區(qū)，以及寒帶凍土地層。
有的轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)同時(shí)備有泥漿泵和空氣壓縮機(jī)，可根據(jù)情況選用不同的洗井方式。
液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)
200型水井鉆機(jī)多錢(qián)一臺(tái)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)的一種。由液壓馬達(dá)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)，并以沿塔架上下移動(dòng)的動(dòng)力頭代替轉(zhuǎn)盤(pán)式鉆機(jī)上的轉(zhuǎn)盤(pán)和水，驅(qū)動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削巖層?？捎弥睆竭_(dá)1米的大型鉆頭鉆鑿大口徑水井,其特點(diǎn)是鉆進(jìn)速度快，鉆具的裝卸和下井管較簡(jiǎn)便，接長(zhǎng)鉆桿時(shí)無(wú)需提升鉆具，簡(jiǎn)免了卷?yè)P(yáng)機(jī)、提升滑車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、水、方鉆桿等一系列部件。
潛孔振動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)
是以振動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的方式鉆進(jìn)巖層的一種回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。鉆具由鉆頭、振動(dòng)器、消振器和導(dǎo)向筒等組成。振動(dòng)器產(chǎn)生的激振力使整個(gè)鉆具作錐擺運(yùn)動(dòng)。鉆頭通過(guò)摩擦圈套裝在振動(dòng)器外殼的外面，一方面隨振動(dòng)器作頻率約為1000轉(zhuǎn)/分、振幅約9毫米的水平圓周振動(dòng)；另一方面又繞振動(dòng)器軸線(xiàn)作3～12轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以破碎巖層，而鉆桿則不轉(zhuǎn)，并借消振器避免將振動(dòng)傳給鉆桿。采用壓縮空氣反循環(huán)方式洗井，使巖屑通過(guò)位于振動(dòng)器中心的導(dǎo)管和鉆桿內(nèi)腔排出井外。這種鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鉆進(jìn)效率高。井孔直徑為600毫米左右,鉆進(jìn)深度可達(dá)150米。
靠鉆具的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但沒(méi)有循環(huán)洗井系統(tǒng),巖屑的清除與鉆機(jī)不能同時(shí)進(jìn)行，因而工效較低。鉆井深度一般在250米以?xún)?nèi),有的可達(dá)500～600米。主要類(lèi)型如下述。
沖抓錐
一種簡(jiǎn)單的沖擊式鉆機(jī)，利用鉆具本身的重量沖擊地層。鉆具的下端是幾個(gè)可以張合的尖角形抓瓣，當(dāng)鉆具在自身重量作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí),抓瓣張開(kāi),各抓瓣*在直徑約1米的圓周上切入巖層,然后由卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩提升鉆具，抓瓣在閉合過(guò)程中將巖屑抓入尖錐體內(nèi)，提出井口后再?gòu)堥_(kāi)抓瓣卸出巖屑。沖抓錐的鉆井深度通常為40～50米，zui深可達(dá)100～150米。鋼絲繩沖擊式鉆機(jī) 由桅桿和其頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機(jī)構(gòu)、鉆具（包括鉆桿和鉆頭）、電動(dòng)機(jī)等組成。作業(yè)時(shí),電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)鋼絲繩使鉆具作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。向下運(yùn)動(dòng)時(shí)靠鉆具本身重量使鉆頭切入并破碎巖層，向上運(yùn)動(dòng)則靠鋼絲繩的牽引。鉆具下落的高度即沖程大小，根據(jù)巖層情況確定，一般為0.5～1米，硬巖層用大值；沖擊頻率常用為30～60次/分。切下的巖屑用抽砂筒清出地面，也可用將鉆頭與抽砂筒合成一體的抽筒鉆具，鉆進(jìn)與清除巖屑同時(shí)進(jìn)行，使切下的巖屑直接進(jìn)入抽筒，積滿(mǎn)后提升鉆具，將巖屑倒出。為提高鉆頭的耐磨性和鉆進(jìn)速度，常在鉆頭端部堆焊鎢鋼粉，成為合金補(bǔ)焊鉆頭。復(fù)合式鉆機(jī)
全液壓鉆機(jī)的工作原理
全液壓鉆機(jī)是以鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)的機(jī)械，各部分的運(yùn)動(dòng)通過(guò)液壓缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。變幅裝置由大臂油缸、大臂調(diào)整油缸、桅桿伸縮油缸、托架擺動(dòng)油缸、大臂、調(diào)角連接板等組成。大臂鉸點(diǎn)鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，通過(guò)大臂油缸的伸縮調(diào)整大臂與水平面的夾角。機(jī)身與水平面的位置通過(guò)大臂調(diào)整油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)機(jī)身固定在水平某一位置后，可以通過(guò)托架擺動(dòng)油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)身在水平面的轉(zhuǎn)動(dòng)。
鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，先加載鉆桿，然后調(diào)整大臂油缸、大臂調(diào)整油缸、托架擺動(dòng)油缸，使機(jī)身變幅到鉆進(jìn)位置。操縱桅桿伸縮油缸，讓鉆頭接近地面。啟動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)，，同時(shí)緩慢移動(dòng)給進(jìn)油缸，鉆頭開(kāi)始切削土壤。給進(jìn)油缸達(dá)到zui大行程后，回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，用夾桿裝置加載上另外一根鉆桿，繼續(xù)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，中間不斷加載鉆桿，直至鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度。 在鉆機(jī)的實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中，由于地層的情況，鉆進(jìn)面的情況和鉆機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異，變幅裝置和給進(jìn)機(jī)身在實(shí)際鉆進(jìn)循環(huán)中動(dòng)作配合是多種多樣的，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)定，上述情況只是理想的鉆進(jìn)過(guò)程。
總之，全液壓鉆機(jī)采用大臂油缸、大臂調(diào)整油缸、桅桿伸縮油缸機(jī)身具有三個(gè)自由度，機(jī)身可以實(shí)現(xiàn)在有限的平面空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，加上托架擺動(dòng)油缸的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)身的運(yùn)動(dòng)擴(kuò)大到有限的空間，再通過(guò)履帶馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，使全液壓鉆機(jī)的鉆進(jìn)空間可以沿水平方向得到擴(kuò)大，從而滿(mǎn)足多變幅，多角度的鉆進(jìn)要求選擇液壓基本回路
有兩種類(lèi)型：
一類(lèi)是在轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)的基礎(chǔ)上增設(shè)沖擊機(jī)構(gòu),以回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)為主,當(dāng)遇到卵石層時(shí)用沖擊鉆進(jìn)的兩用水井鉆機(jī)，對(duì)各種地層的適應(yīng)性較強(qiáng)；另一類(lèi)是將沖擊與回轉(zhuǎn)作用結(jié)合在一起鉆進(jìn)的水井鉆機(jī),如風(fēng)動(dòng)潛孔錘鉆機(jī)。它所使用的潛孔錘鉆具(圖5)由缸套和在缸套中上下運(yùn)動(dòng)的活塞等組成。缸套下端與鉆頭連接，上端通過(guò)螺紋接頭與鉆桿相連，由空氣壓縮機(jī)提供的0.7～1.4兆帕的高壓空氣通過(guò)活塞上方的逆止閥、空氣分配器和活塞下方的進(jìn)氣口，推動(dòng)活塞沖擊頻率作為 700～1200次/分的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使活塞頻繁地沖擊鉆頭，以增強(qiáng)鉆頭鉆進(jìn)巖層的能力。與此同時(shí)，鉆具以35～60轉(zhuǎn)/分的較低轉(zhuǎn)速作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由活塞上、下空腔排出的空氣，向下進(jìn)入鉆頭，起冷卻鉆頭的作用，并將孔底巖屑帶出井口。其回轉(zhuǎn)和循環(huán)洗井部分的結(jié)構(gòu)與用壓縮空氣洗井的轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)基本相同，所用鉆頭為碳化鎢球齒鉆頭或牙輪鉆頭等。風(fēng)動(dòng)潛孔錘鉆機(jī)可用于硬巖層深井的鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度高，且鉆井速度不因鉆進(jìn)深度的增加而降低，鉆出的井孔較直。
為了適應(yīng)不同地層鉆進(jìn)的需要，提高鉆進(jìn)效率，水井鉆機(jī)正向多用途鉆機(jī)及全液壓傳動(dòng)與操縱的方向發(fā)展：即一臺(tái)鉆機(jī)備有多種設(shè)備和附件，可采用沖擊式、回轉(zhuǎn)式和潛孔錘等多種鉆井方式；還可采用泥漿洗井、壓縮空氣洗井和正、反循環(huán)洗井等方法。
下面就由水井鉆機(jī)廠(chǎng)家為大家簡(jiǎn)單介紹一下水井鉆機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成
1.動(dòng)力系統(tǒng)，為整套鉆機(jī)提供能量的設(shè)備；
2.工作系統(tǒng)，按工藝的要求進(jìn)行工作的設(shè)備；
3.傳動(dòng)系統(tǒng)，為工作機(jī)組傳遞、輸送、分配能量的設(shè)備；
4.控制系統(tǒng)，控制各系統(tǒng)、設(shè)備，按工藝的要求進(jìn)行協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確工作；
5.輔助系統(tǒng)，協(xié)助主系統(tǒng)工作的設(shè)備。以及鉆井工具類(lèi)型，又可分為頓鉆技術(shù)和旋轉(zhuǎn)鉆技術(shù)。
在地質(zhì)勘探和地質(zhì)工程中，利于鉆探設(shè)備向地下鉆孔，對(duì)于直徑較小、深度較大的柱狀圓孔，稱(chēng)為鉆孔。根據(jù)鉆井用途，設(shè)計(jì)不同的鉆孔直和鉆孔深度。譬如鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。用于地球物理測(cè)井取巖芯等一般鉆孔偏小。
鉆井的主要功用為：
1、獲取地下實(shí)物資料，從井底獲取巖芯、巖屑、石油、水、天然氣等。
2、作為地球物理測(cè)井通道，獲取巖層各種地球物理場(chǎng)的資料，譬如用于地下軍火試驗(yàn)等。
3、作為人工通道，觀測(cè)地層中礦產(chǎn)、水文及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等用途。
4、綜合應(yīng)用，勘探采集相結(jié)全，開(kāi)發(fā)地下資源的用途。
根據(jù)用途劃分，一般將鉆井分為地質(zhì)普查鉆井、地質(zhì)勘探鉆井、水井、工程地質(zhì)鉆井、地?zé)徙@井、石油鉆井等。
頓鉆，又稱(chēng)沖擊鉆，一般用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu)，使游梁做上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用，從而破碎巖石。頓鉆設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，不污染油層，但它鉆速慢、效率低，鉆孔淺，不能適應(yīng)復(fù)雜地層和深井要求，逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆所代替。
旋轉(zhuǎn)鉆是利于鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石。是當(dāng)前zui通用的鉆井技術(shù)。它比頓鉆速度快，并易于處理井塌、井噴等復(fù)雜情況。
全液壓鉆機(jī)的基本組成
從系統(tǒng)仿真建模角度，多變幅工程鉆機(jī)可分為四個(gè)主要部分：動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作系統(tǒng)。工程鉆機(jī)作為一個(gè)有機(jī)的整機(jī)，其性能與各個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系密不可分。
1)動(dòng)力系統(tǒng)
由于工程鉆機(jī)的工作地點(diǎn)主要在野外，環(huán)境溫度變化大，所受負(fù)荷、沖擊也大，并且鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的灰塵，污染物較，維護(hù)不便，因此鉆機(jī)的動(dòng)力由柴油機(jī)來(lái)提供。柴油機(jī)工作性能可靠、維修方便、燃油消耗經(jīng)濟(jì)，符合工程鉆機(jī)的工作特點(diǎn)。
2)液壓系統(tǒng)
多變幅工程鉆機(jī)的主要?jiǎng)幼饔姓麢C(jī)的行走、平臺(tái)回轉(zhuǎn)、變幅油缸的變幅、鉆具的給進(jìn)、鉆具的起拔、回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)、鉆具的夾緊、鉆具的卸扣等，所有的運(yùn)動(dòng)都靠液壓傳動(dòng)來(lái)完成。根據(jù)以上工作動(dòng)作要求，把液壓元件通過(guò)油管有機(jī)的連接起來(lái)即是工程鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)。
柴油機(jī)利用泵把機(jī)械能以液壓油為介質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，傳遞給給進(jìn)油缸和馬達(dá)，再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，機(jī)械能傳給各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和工作的各個(gè)過(guò)程。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接決定鉆機(jī)的性能。同樣的液壓元件，系統(tǒng)不同對(duì)鉆機(jī)的性能影響很大。本鉆機(jī)根據(jù)鉆進(jìn)的工藝特點(diǎn)及動(dòng)作要求采用雙泵系統(tǒng)，使用一個(gè)負(fù)載敏感泵和一個(gè)恒壓變量泵。
3)機(jī)械系統(tǒng)
多變幅工程鉆機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)是完成鉆機(jī)各個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行者，基本包括： 履帶行走裝置：整個(gè)鉆機(jī)的基體和支撐部分，承受整個(gè)鉆機(jī)的質(zhì)量和鉆進(jìn)過(guò)程中外載荷的反力，并且可以做短距離的行走，搬遷方便，減少作業(yè)輔助時(shí)間。
回轉(zhuǎn)裝置：在某個(gè)工作位置，使機(jī)身圍繞*回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，這樣整機(jī)不用移動(dòng)就可以做多角度施工。
工作裝置：是鉆機(jī)完成鉆進(jìn)的主要組成部分，常用的有機(jī)身、回轉(zhuǎn)器、夾持器、卸扣器等。工作裝置是整個(gè)鉆機(jī)的核心，為鉆機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，工作裝置驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)和給進(jìn)；當(dāng)起下鉆具時(shí)，除了驅(qū)動(dòng)鉆桿前進(jìn)和后退外，還 可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械擰卸鉆桿。
4)操縱裝置
全液壓鉆機(jī)的操縱裝置作系統(tǒng)是對(duì)柴油機(jī)、液壓閥、液壓泵、換向閥和執(zhí)行元件控制的操作裝置，把所有的執(zhí)行元件通過(guò)管路連接集中在一個(gè)操作平臺(tái)上，通過(guò)操作液壓手柄可控制鉆機(jī)的各種工作過(guò)程。
