水井钻机种类及原理_钻井机种类及原理 - 嘉匠机械

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水井钻机种类及原理您知道吗?

目前,我国各类钻机生产厂家达一千家,水井钻机生产厂家有四百多家,钻机类型有一百多个品种,施工领域涉及民用饮水井、工业用水井、农用灌溉井、地热井、集水井、降水井、地源热泵井等国民经济的各个领域;水井钻机应用广泛,但朋友们对水井钻机的相关知识了解甚少,本文重点为大家讲解一下“水井钻机种类及原理”,希望能对朋友们有所帮助;水井钻机按钻进方式可分为以下几类:

一、回转式水井钻机

回转式水井钻机是通过回转机构(动力头)带动钻具旋转。钻具端部安装的钻头切削土壤钻进,使用湿式排渣,采用高压水泵将冲洗介质(水、钻井冲洗液)以一定的流量和压力注力钻机,以正循环的工艺将孔内渣土排出,进而成孔。目前在水井施工中,硬质合金钻头钻进、钢粒钻头钻进和牙轮钻头钻进技术是最常用的三种施工方法。

回转式水井钻机图片

回转式钻机主要有5种:

(1)潜孔振动回转式钻机

以回转运动和振动相结合的方式钻进岩层。钻具由振动器、消振器、钻头和导向筒等组成。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。

(2)循环泥浆洗井转盘式钻机

泥浆泵、塔架、卷扬机、钻具、转盘、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。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)液压动力头式钻机

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。

(4)锅锥

利用其锅锥形钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称小锅锥和大锅锥,可由动力或人力驱动。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。

(5)压气洗井转盘式钻机

在转盘回转式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。

二、冲击式水井钻机

冲击钻又称为顿钻,是靠钻具的垂直往复运动,使钻头冲击井底以破碎岩层。冲击钻进是凿井发展历程中最古老的一种钻井方法,其结构简单,没有循环洗井系统,岩屑的清除与钻机不能同时进行,因而功效较低。钻井深度一般在250米以内,多适于在卵砾石层或风化岩层中施工。

冲击式水井钻机图片

冲击式水井钻机主要有2种:

①钢丝绳冲击式钻机

由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钻具、冲击机构、电动机、钢丝绳等组成。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,岩屑由抽砂筒的活门提升闭合带出井外。

② 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。

三、复合式水井钻机

风动潜孔锤钻井机

复合式水井钻机有2种:

一种是在转盘回转式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钻机,如风动潜孔锤钻机。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。风动潜孔锤水井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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