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不同鑽機的工作原理及適用範圍

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不同鑽機的工作原理及適用範圍

發布日期:2018-12-25 00:00 來源:http://www.thegadgetcode.com 點擊:

  靠鑽具的垂直往複運動,使湖南鑽機的鑽頭衝擊井底以破碎岩層。其結構簡略,沒有循環洗井係統,岩屑的清除與鑽機不能一起進行,因此成效較低。鑽井深度一般在250米以內,有時可達500~600米。主要有2種:

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  ①衝抓錐

  使用鑽具自身的分量衝擊地層。鑽具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣,當鑽具在自身分量作用下向下運動時,抓瓣打開,切入岩層,然後由卷揚機經過鋼絲繩提升鑽具,抓瓣在閉合過程中將岩屑抓入錐體內,提出井口卸出岩屑。鑽井深度一般為40~50米,最深達100~150米。

  ②鋼絲繩衝擊式鑽機

  由桅杆和裝在頂端的提升滑輪、鋼絲繩、衝擊機構、鑽具、電動機等組成。作業時,電動機經過傳動裝置驅動衝擊機構,帶動鋼絲繩使鑽具作上下往複運動,在向下運動時靠鑽頭自身的分量切入並破碎岩層,向上運動靠鋼絲繩牽引。鑽頭衝程為0.5~1米,衝擊頻率30~60次/分。岩屑由抽砂筒清出地麵,鑽進與清除岩屑一起進行。

  二、回轉式鑽機

  依靠鑽具的回轉運動破碎岩層而成孔。主要有5種:

  (1)鍋錐

  使用其鍋錐形鑽具旋轉切削土層。依據鑽具的巨細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,提升到地麵卸出。其結構簡略,成效低,適宜於一般土層或砂卵石土層。鑽井深度小鍋錐為80~100米,大鍋錐為30~40米。

  (2)循環泥漿洗井轉盤式鑽機

  由塔架、卷揚機、轉盤、鑽具、泥漿泵、水龍頭和電動機等組成。作業時,動力機經過傳動裝置驅動轉盤,由自動鑽杆帶動鑽頭旋轉破碎岩層。有正、反兩種循環方法。正循環鑽機作業時,井底岩屑經過鑽杆外的環形通道被帶出井口,在沉澱池沉澱後,泥漿流回泥漿池供循環使用。反循環鑽機作業時,泥漿在沉澱池沉澱後從井口自行流入井底,帶著岩屑的泥漿則由砂石泵經鑽頭水口經過鑽杆內腔向上抽吸出井,回沉到沉澱池。鑽機在鑽杆內構成很高的上升流速,排出岩屑和卵石的能力較強,鑽井速度快,適用於土層、砂層和卵石直徑小於鑽杆內徑的鬆散地層。鑽井深度一般在150米以內。

  (3)壓氣洗井轉盤式鑽機

  在轉盤回轉式鑽機上用空氣壓縮機替代泥漿泵,用壓縮空氣替代泥漿洗井。一般選用反循環方法,又稱氣舉反循環。適用於井深較大和缺水的幹旱地區及寒帶凍土層。

  (4)液壓動力頭式鑽機

  由液壓馬達經過減速器驅動,並以沿塔架上下移動的動力頭替代轉盤式鑽機上的轉盤和水龍頭,驅動鑽杆和鑽頭旋轉切削岩層。可鑽鑿大口徑水井。

  (5)潛孔振動回轉式鑽機

  以振動和回轉運動相結合的方法鑽進岩層。鑽具由鑽頭、振動器、消振器和導向筒等組成。振動器發生的激振力使整個鑽具作錐擺運動以破碎岩層。選用壓縮空氣反循環方法洗井,使岩屑經過導管和鑽杆內腔排出井外。鑽井深度可達150米。

  三、複合式鑽機有2種

  一種是將衝擊與回轉作用結合在一起鑽進的水井鑽機,如風動潛孔錘鑽機。潛孔錘鑽具由缸套和活塞等組成。由空氣壓縮機供給高壓空氣推動活塞上下往複運動,衝擊鑽頭以增強鑽頭鑽進岩層的能力。與此同時,鑽具以35~60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鑽頭,並將孔底岩屑帶出井口。風動潛孔錘鑽機可用於硬岩層深井的鑽進,鑽進速度高,鑽出的井孔較直。

  另一種是在轉盤回轉式鑽機的基礎上增設衝擊機構,以回轉鑽進為主,當遇到卵石層時用衝擊鑽進的兩用水井鑽機,對各種地層的適應性強。

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