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簡介

鉆井機是用于鉆井的成套地面設備、的鉆井工具和鉆井儀表。鉆井設備按功用分旋轉(zhuǎn)、提升、循環(huán)、動力與傳動、控制等系統(tǒng)。

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要設備是裝在鉆臺井口上的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)動時，通過方鉆桿帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進。當采用井下動力鉆具帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)盤用來承受反扭矩。

提升系統(tǒng)由絞車、井架、天車、游動滑車、大鉤、鋼絲繩等組成的一套起重設備。絞車主要用于起下鉆具、下套管和鉆進時控制鉆壓。井架用于安放天車和懸掛游動滑車、大鉤等提升設備與工具，以及起下、存放管柱。天車與游動滑車是一套復滑輪裝置，用以減少絞車鋼絲繩上的張力,大、中型鉆機復滑輪的鋼絲繩數(shù)一般為8～12股。

泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水、鉆柱以及泥漿固控設備等組成。功用是：維持泥漿循環(huán)，對井底進行沖洗，將注入的高壓泥漿能量傳遞給井底。

動力與傳動系統(tǒng)包括動力機及傳動機組。動力機主要用柴油機、電動機或燃氣輪機。傳動機組有鏈條、皮帶、齒輪等機械傳動、液壓傳動和電傳動幾種，把動力傳遞給絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等工作機。

控制系統(tǒng)使各機組按照鉆井工藝需要，協(xié)調(diào)地進行工作。包括對動力機、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等的啟動、停車、調(diào)速、并車、換向等進行控制，方式有機械、氣壓、液壓、電控制等，并向電子計算機控制方向發(fā)展。

井控設備是用于油氣鉆井中保證安全鉆進的重要設備,包括防噴器、阻流管匯、壓井管匯、泥漿-氣體分離器等。防噴器用以防止井內(nèi)泥漿和油、氣、水的噴出，防噴器有閘板防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴器和防噴器等類型，安裝在鉆臺下的井口處，分別用于封閉鉆柱與套管之間的環(huán)隙或全部井口。此外，還有鉆柱內(nèi)防噴器，用于封閉鉆柱內(nèi)部空間。近代鉆井設備都配備數(shù)套不同類型的防噴器，組成井口防噴器組，用以控制不同的鉆井情況。鉆井機械是工程應用中常見的能將地層鉆成具有一定深度的園柱形孔眼的一類機械設備，機械設備按照巖石破碎方式和所用工具類型不同，可以分為頓鉆和旋轉(zhuǎn)鉆。在地質(zhì)工作中，利用鉆探設備向地下鉆成的直徑較小、深度較大的柱狀圓孔。又稱鉆孔。鉆井直徑和深度大小，取決于鉆井用途及礦產(chǎn)埋藏深度等。鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。

鉆井機械主要功用為：獲取地下實物資料，即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等。作為地球物理測井通道，獲取巖礦層各種地球物理場的資料。作為人工通道觀測地下水層水文地質(zhì)動態(tài)情況。用作探、采結(jié)合，開發(fā)地下水、油氣、地熱等的鉆井。鉆井機鉆井通常用途可以分為地質(zhì)普查或勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、地熱鉆井、石油鉆井等，應用領域廣泛。首先不同地層鉆井機提高鉆進效率技巧，不同的鉆井工具的使用壽命和工作能效也是不一樣的：回轉(zhuǎn)和循環(huán)洗井部分的結(jié)構(gòu)與用壓縮空氣洗井的轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機基本相同，所用鉆頭為碳化鎢球齒鉆頭或牙輪鉆頭等。風動潛孔錘鉆機可用于硬巖層深井的鉆進，鉆進速度高，且鉆井速度不因鉆進深度的增加而降低，鉆出的井孔較直。為了適應不同地層鉆進的需要，提高鉆進效率，水井鉆機正向多用途鉆機及全液壓傳動與操縱的方向發(fā)展：即一臺鉆機備有多種設備和附件，可采用沖擊式、回轉(zhuǎn)式和潛孔錘等多種鉆井方式；還可采用泥漿洗井、壓縮空氣洗井和正、反循環(huán)洗井等方法。

沉井法排水施工，所需施工機具有：卷揚機、運輸機械、排水機具、加壓防斜設備等。適宜第四系松散層，涌水量不大、流砂層較薄。鉆井機選擇位置需知：1.基槽應按穩(wěn)定邊坡開挖，易坍塌地層須挖成階梯形?；鄣讘谥恋叵滤灰陨?.5-1.om，槽壁與井筒外壁的間距，一般為0.6一 0.sm。2.澆注刃腳應選擇在堅實土層土，否則要進行夯實處理?；炷寥心_強度要達到設計強度的70%時，方可在刃腳上澆砌井筒。3.井壁厚度允許偏差：鋼筋混凝土和混凝土士巧mm，砌石士30mm。4.井筒下沉時應保持平穩(wěn)，當發(fā)現(xiàn)位移或傾斜時，必須及時糾正。5.采取排水法人工施工時，沉井內(nèi)的水位應隨井筒下沉而下降，一般控制在開挖面以下0.5一1.0m。人工挖土每次開挖深度以0.3m為宜。6.井壁進水的大口井，其井壁進水孔和反濾層，必須按設計要求布設，施工中要防止進水孔堵塞。7.井底進水的大口井，其反濾層的厚度和濾料粒徑，均應按照設計要求施工。反濾層鋪設前必須將井底泥漿及沉淀物清除。濾料應過篩除泥，量方備用。8.成井后應進行試驗抽水，一般只做一次大降深抽水，水位穩(wěn)定延續(xù)的時間不少于8小時。同時測定井的動水位和井的出流量。 鉆井機械是工程應用中常見的能將地層鉆成具有一定深度的園柱形孔眼的一類機械設備，機械設備按照巖石破碎方式和所用工具類型不同，可以分為頓鉆和旋轉(zhuǎn)鉆。在地質(zhì)工作中，利用鉆探設備向地下鉆成的直徑較小、深度較大的柱狀圓孔。又稱鉆孔。鉆井直徑和深度大小，取決于鉆井用途及礦產(chǎn)埋藏深度等。鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。

鉆井機械主要功用為：獲取地下實物資料，即從鉆井中采取巖心、礦心、巖屑、液態(tài)樣、氣態(tài)樣等。作為地球物理測井通道，獲取巖礦層各種地球物理場的資料。作為人工通道觀測地下水層水文地質(zhì)動態(tài)情況。用作探、采結(jié)合，開發(fā)地下水、油氣、地熱等的鉆井。鉆井機鉆井通常用途可以分為地質(zhì)普查或勘探鉆井、水文地質(zhì)鉆井、水井或工程地質(zhì)鉆井、地熱鉆井、石油鉆井等，應用領域廣泛。

1.適用范圍：

地質(zhì)普查勘探、地球物理勘探；道路及橋梁建筑基礎勘察；巖土工程爆破孔、灌漿孔、混泥土工程的結(jié)果質(zhì)量檢查，農(nóng)業(yè)水井等鉆進施工。

2.特點：

（1根據(jù)地質(zhì)條件不同，鉆頭可選用金剛石、硬質(zhì)合金、鋼粒鉆頭及無心鉆等多種材料。

（2）該機結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、分解性強、手柄集中操作方便，適合平原及山區(qū)施工。

鋼絲繩沖擊式鉆井機由桅桿和其頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機構(gòu)、鉆具（包括鉆桿和鉆頭）、電動機等組成作業(yè)時，電動機通過傳動裝置驅(qū)動沖擊機構(gòu)，帶動鋼絲繩使鉆具作上下往復運動。向下運動時靠鉆具本身重量使鉆頭切入并破碎巖層，向上運動則靠鋼絲繩的牽引。鉆具下落的高度即沖程大小，根據(jù)巖層情況確定，一般為0.5～1米，硬巖層用大值；沖擊頻率常用為30～60次／分。切下的巖屑用抽砂筒清出地面，也可用將鉆頭與抽砂筒合成一體的抽筒鉆具，鉆進與清除巖屑同時進行，使切下的巖屑直接進入抽筒，積滿后提升鉆具，將巖屑倒出。為提高鉆頭的耐磨性和鉆進速度，常在鉆頭端部堆焊鎢鋼粉，成為合金補焊鉆頭。

靠鉆具的垂直往復運動，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結(jié)構(gòu)簡單，但沒有循環(huán)洗井系統(tǒng)，巖屑的清除與鉆機不能同時進行，因而工效較低。鉆井深度一般在250米以內(nèi)，有的可達500～600米。主要類型如下述。

沖抓錐一種簡單的沖擊式鉆機，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，各抓瓣在直徑約1米的圓周上切入巖層，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尖錐體內(nèi)，提出井口后再張開抓瓣卸出巖屑。沖抓錐的鉆井深度通常為40～50米，zui深可達100～150米。打井機的工作方式是泵吸反循環(huán)式。其工作原理是：在大氣壓力的作用下，循環(huán)液由沉淀池經(jīng)回水溝沿著井孔的環(huán)狀間隙流到井底，此時轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鉆桿，帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)進行鉆進，由泥漿泵抽吸建立的負壓把碎屑泥漿吸入鉆桿內(nèi)腔，隨后上升至水，經(jīng) 泥漿泵 排入沉淀池，沉淀后的循環(huán)液繼續(xù)流入井孔，如此周而復始，形成了反循環(huán)的鉆進工作。