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鉆機種類及原理解析  返回

鉆機種類及原理解析

類別:鉆機知識 | 更新時間:2019-10-18 15:41:00 | 人氣值:

一、沖擊式鉆機

靠鉆具的垂直往復運動,使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結構簡單,沒有循環洗井系統,巖屑的清除與鉆機不能同時進行,因而功效較低。鉆井深度一般在250米以內,有時可達500600米。主要有2種:

① 沖抓錐

利用鉆具本身的重量沖擊地層。鉆具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣,當鉆具在自身重量作用下向下運動時,抓瓣張開,切入巖層,然后由卷揚機通過鋼絲繩提升鉆具,抓瓣在閉合過程中將巖屑抓入錐體內,提出井口卸出巖屑。鉆井深度通常為4050米,最深達100150米。

② 鋼絲繩沖擊式鉆機

由桅桿和裝在頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機構、鉆具、電動機等組成。作業時,電動機通過傳動裝置驅動沖擊機構,帶動鋼絲繩使鉆具作上下往復運動,在向下運動時靠鉆頭本身的重量切入并破碎巖層,向上運動靠鋼絲繩牽引。鉆頭沖程為0.51米,沖擊頻率3060次/分。巖屑由抽砂筒清出地面,鉆進與清除巖屑同時進行。

二、回轉式鉆機

依靠鉆具的回轉運動破碎巖層而成孔。主要有5種:

1)鍋錐

利用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。根據鉆具的大小分別稱大鍋錐和小鍋錐,可由人力或動力驅動。切下的土屑落到鍋內,提升到地面卸出。其結構簡單,功效低,適宜于一般土層或砂卵石土層。鉆井深度小鍋錐為80100米,大鍋錐為3040米。

2)循環泥漿洗井轉盤式鉆機

由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機等組成。作業時,動力機通過傳動裝置驅動轉盤,由主動鉆桿帶動鉆頭旋轉破碎巖層。有正、反兩種循環方式。正循環鉆機工作時,井底巖屑通過鉆桿外的環形通道被帶出井口,在沉淀池沉淀后,泥漿流回泥漿池供循環使用。反循環鉆機工作時,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鉆頭水口通過鉆桿內腔向上抽吸出井,回沉到沉淀池。鉆機在鉆桿內形成很高的上升流速,排出巖屑和卵石的能力較強,鉆井速度快,適用于土層、砂層和卵石直徑小于鉆桿內徑的松散地層。鉆井深度一般在150米以內。

3)壓氣洗井轉盤式鉆機

在轉盤回轉式鉆機上用空氣壓縮機代替泥漿泵,用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環方式,又稱氣舉反循環。適用于井深較大和缺水的干旱地區及寒帶凍土層。

4)液壓動力頭式鉆機

由液壓馬達通過減速器驅動,并以沿塔架上下移動的動力頭代替轉盤式鉆機上的轉盤和水龍頭,驅動鉆桿和鉆頭旋轉切削巖層。可鉆鑿大口徑水井。

5)潛孔振動回轉式鉆機

以振動和回轉運動相結合的方式鉆進巖層。鉆具由鉆頭、振動器、消振器和導向筒等組成。振動器產生的激振力使整個鉆具作錐擺運動以破碎巖層。采用壓縮空氣反循環方式洗井,使巖屑通過導管和鉆桿內腔排出井外。鉆井深度可達150米。

三、復合式鉆機有2

一種是將沖擊與回轉作用結合在一起鉆進的水井鉆機,如風動潛孔錘鉆機。潛孔錘鉆具由缸套和活塞等組成。由空氣壓縮機提供高壓空氣推動活塞上下往復運動,沖擊鉆頭以增強鉆頭鉆進巖層的能力。與此同時,鉆具以3560轉/分的較低轉速作回轉運動。由活塞上、下空腔排出的空氣進入鉆頭,并將孔底巖屑帶出井口。風動潛孔錘鉆機可用于硬巖層深井的鉆進,鉆進速度高,鉆出的井孔較直。

另一種是在轉盤回轉式鉆機的基礎上增設沖擊機構,以回轉鉆進為主,當遇到卵石層時用沖擊鉆進的兩用水井鉆機,對各種地層的適應性強。



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