国外水文水井钻机概况 - 嘉匠机械

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国外水文水井钻机概况

农田水利的发展,城市供水和工矿用水量的日益增大,要求探明并开发更多的地下水源。今天,在全世界淡水的总量中,地下水占95%以上,与许多地表水正被污染的情况相比,地下水污染较少或基本上未被污染。七十年代以来,由于对地下水的进一步需求,水井的深度和数量自然也随之增长。300-500米深的水井,日益增多。

水文水井钻进工艺根据自己的需要,大量引用石油工业和采矿工业的若干技术。据74年1月统计,美国制造水文水井钻机的企业有31家(不包括制造钻具、井竹、动力机及配套的企业)。据1968年2月统计,全美共有水井1500万口。每年供水系统安装设备不断增加。1966和1967年两年,平均安装875,000套供水设备;从1963年至1967年,平均每年增长供水设备5%。

水文水井钻机从过去单一方式的钢绳冲击钻机和立轴、转盘回转钻机、向一机多用方向发展。

各种款式的水井钻机图片

近十年来,国外水文水井钻机的改进较多,_就其变化内容来看;除原有的冲击和回转钻进方法之外,较多采用潜孔冲击钻具以冲击——回转方式钻进,在钻进砾石或卵石层时效率较高。

国外各种水文水井钻机中,立轴式回转钻机使用日渐减少,多数为转盘式回转钻机。国外的转盘式回转钻机多用液压马达驱动转盘,再带动钻杆旋转。小通孔转盘可液压回退,以便下大直径管套便于加压和水龙头导正,所以钻进效率较高。转盘扭矩大,可拧卸钻杆。大通孔转盘下大钻具方便,但制造困难,加压方便却过于笨重。

液压技术在水文水井钻机上的应用日益提高。动力水龙头驱动式钻机直接用液压马达(或低转速大扭矩液压马达或高转速马达加上减速装置)装在主动钻杆顶部驱动主动钻杆,形成顶部驱动。液压技术用在钻塔上,主要是用于钻塔的伸缩和起落。卷筒的回转和控制以及水泵的起动,水平千斤顶的操作,也都实现了液压化。新型钻机装有油压驱动的摆移管装置,使钻杆自动对准井口或离开井口,只用一个人操作钻机。

由于动力水龙头能沿钻塔导轨上下移动,这就使钻机具有更大程度的机械化。它与转盘式钻机相比,具有如下几个优点:

(1)不需专用的主动钻杆,加接钻杆时可不必把钻具提离井底或少提离井底(转盘钻机需提一根主动钻杆长度);

(2)可回转起下钻具,

以上两点可减少井内事故

(3)便于实现升降工序机械化和塔上无人操作;

(4)加减压机构和钻进绞车可以合为一体;

(5)可使用多种钻进工艺,如可用螺旋钻头,合金钻头,甚至还可用金刚石钻头或牙轮钻头

因此,动力水龙头式水文水井钻机已成为今后水文水井钻机发展的主要趋势。

一种气动潜孔冲击钻进的最新发展是具有可更换的碳化钨圆头柱的镶嵌钻头,即球齿钻头。这种钻头在钻头面一侧至钻头面的预定高度上镶嵌圆头柱,更换时用一种特制的冲头通过钻头背面的小孔打出圆头柱。1971-1973年间,这种钻头有了新的改进,可在几秒钟内从钻头取出或完成圆头柱镶嵌。潜孔锤钻进时可加入泡沫以克服过多的水流入。在晶质岩、变质岩或其它岩石中用空气钻进地下水,已引人注意。无疑,潜孔锤钻进技术还将进一步改进。

主要钻进工艺参数(转数,井底压力,泵压和泵量,潜孔锤冲击速度、温度和扭矩)的仪表和远距离指示卡车发动机的转速、油压、水温的仪表控制和操纵手把,以及起动开关,在国外水文水井钻机上都集装在司钻位置上,因而提高了机械化程度,减少了操作人员的数量,一台钻机一般只需两个人操作。

现代水文水井钻机的一个特点是一机多用,根据所钻地层的变化而改变钻进方法。将冲击和回转两种钻进法或泥浆/空气回转和潜孔锤三种钻进法结合在一台钻机上已较普遍,使钻进效率显著提高。


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