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怎樣選擇水井鉆機(jī)?

2019-03-18


進(jìn)行水井鉆進(jìn)工程就是要完成鉆鑿水井、下井管、洗井等作業(yè)。通過(guò)人們長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)與研究,把鉆井的方法組要?dú)w結(jié)為兩種方法,沖擊法和回轉(zhuǎn)法,再由這兩種方法演變生產(chǎn)出各種類型的鉆機(jī)。
    1、沖擊式鉆機(jī)
沖擊式鉆機(jī)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,沒有循環(huán)洗井系統(tǒng),巖屑的清除與鉆機(jī)不能同時(shí)進(jìn)行,因而功效較低。鉆井深度一般在250m以淺。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、適于在卵礫石層施工,是鉆機(jī)發(fā)展歷程中**古老的一種機(jī)型。但因鋼繩沖擊鉆進(jìn)效率低,對(duì)含水層的保護(hù)作用差,難于滿足新型鉆井工藝發(fā)展的要求,故此類鉆機(jī)的發(fā)展基本處于停止?fàn)顟B(tài),目前占有市場(chǎng)份額也很小(僅限于鄉(xiāng)鎮(zhèn)打井隊(duì)及個(gè)體打井戶使用)。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的沖擊反循環(huán)鉆機(jī),因其鉆進(jìn)卵礫石地層和堅(jiān)硬基巖地層有較高的鉆進(jìn)效率,在基樁施工中得到了較普遍的應(yīng)用。用于水井施工的沖擊鉆機(jī)主要有2種。
    (1)沖抓錐
利用鉆具本身的重力沖擊地層。鉆具的下端是幾個(gè)可以張合的尖角形抓瓣,當(dāng)鉆具在自身重力作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí),抓瓣張開,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)程中將巖屑抓入錐體內(nèi),提出井口卸出巖屑。鉆井深度通常為40~50m,**深達(dá)100~150m。(2) 鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)()
由桅桿和裝在頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機(jī)構(gòu)、鉆具、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),在向下運(yùn)動(dòng)時(shí)靠鉆頭本身的重力切入并破碎巖層,向上運(yùn)動(dòng)靠鋼絲繩牽引。鉆頭沖程為0.5~1m,沖擊頻率30~60次/min。鉆進(jìn)與清除巖屑同時(shí)進(jìn)行,巖屑由抽砂筒的活門提升閉合帶出地表。
沖擊式水井鉆機(jī)的主要機(jī)型是CZ-22型和CZ-30型2種,目前市場(chǎng)上正在使用的沖擊鉆都是經(jīng)過(guò)了多次改型和創(chuàng)新,應(yīng)該說(shuō),這些改進(jìn)是成功的、實(shí)用的。但我們也應(yīng)該看到?jīng)_擊鉆行業(yè)不太規(guī)范的現(xiàn)狀,再加上工藝落后,不能滿足新的鉆井工藝發(fā)展要求,在一定程度上沖擊鉆的推廣應(yīng)用受到了限制。
   2、 回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)
我們知道,在鉆探領(lǐng)域石油勘探開發(fā)技術(shù)是處于領(lǐng)先地位,從石油鉆機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,世界各國(guó)普遍采用的鉆進(jìn)方法多為旋轉(zhuǎn)鉆井法,也就是利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石,形成井身,利用鉆桿將鉆頭下放到井底,利用天車、滑車、卷?yè)P(yáng)機(jī)起下鉆具,利用轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動(dòng)裝置(動(dòng)力頭)帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn),利用泥漿泵輸送泥漿,攜帶出井底巖屑。近年來(lái)由于地下水的開發(fā)愈來(lái)愈深,加之水井鉆進(jìn)工藝的迅速發(fā)展,回轉(zhuǎn)式水井鉆機(jī)已成為當(dāng)代各類鉆機(jī)中發(fā)展變化較快的一類機(jī)型。從適應(yīng)水井鉆進(jìn)工藝要求角度講,在我國(guó)全液壓頂驅(qū)式水井鉆機(jī)是當(dāng)代水井鉆機(jī)的發(fā)展方向。
回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)必須具有以下3個(gè)方面的基本能力。
    (1)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的能力。鉆機(jī)要為鉆具提供一定的扭矩和轉(zhuǎn)速,并維持一定的鉆壓(鉆桿作用在鉆頭上的力)。我們把完成這一能力的系統(tǒng)叫做鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)盤和鉆具組成。另外,鉆具還起著循環(huán)高壓泥漿的作用,而且轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的核心,是鉆機(jī)3大工作機(jī)構(gòu)之一。
    (2)起下鉆具的能力。鉆進(jìn)過(guò)程中要求鉆機(jī)應(yīng)具有一定的起重能力和提升速度,能提起和下放全部鉆桿、鉆鋌和套管等。我們把完成這一能力的系統(tǒng)叫做鉆機(jī)的提升系統(tǒng),鉆機(jī)的提升系統(tǒng)主要由卷?yè)P(yáng)機(jī)、剎車系統(tǒng)、游動(dòng)系統(tǒng)(如鋼絲繩、天車、游動(dòng)滑車)、提引器和鉆塔組成,卷?yè)P(yáng)機(jī)是提升系統(tǒng)的核心,也是鉆機(jī)的3大工作機(jī)構(gòu)之一。
    (3)清洗井底的能力。鉆進(jìn)工藝要求鉆機(jī)提供的泵壓和泵量,應(yīng)具有較強(qiáng)的攜帶巖屑能力,同時(shí)對(duì)井壁起到保護(hù)作用。我們把完成這一能力的系統(tǒng)叫做鉆機(jī)的循環(huán)系統(tǒng),鉆機(jī)的循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿泵、高壓管匯、泥漿凈化裝置和泥漿調(diào)配裝置等。泥漿泵是鉆機(jī)循環(huán)系統(tǒng)的核心,同樣是鉆機(jī)3大工作機(jī)構(gòu)之一。
此外,鉆機(jī)的其他部分還有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助設(shè)置等。

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