液壓式鑽機

　　液壓式鑽機

　　液壓式鑽機又稱油壓式鑽機，油壓式鑽機是我國（guó）普遍生產（chǎn）的一種回轉式鑽機。主要類型有回轉式鑽機、衝擊式鑽機和複合式鑽機。該式鑽機使用金剛石、硬質合金、鑽粒鑽（zuàn）頭及魚尾鑽頭等，可進行取心鑽進和不取心的全孔鑽進，並用卷揚（yáng）機亦能配合進行衝擊鑽（zuàn）進。

　　優點

　　液壓式鑽機比手把（bǎ）式鑽機有以下優（yōu）點：

　　①能夠根據壓力指示（shì）器的度（dù）數精確地保持孔底壓力;

　　②操作時大大減輕了工人的勞動強度;

　　③可以預防因鑽具（jù）突然下落（luò），給進把翻（fān）轉造成傷人事件;

　　④卡鑽或處理（lǐ）故障時，可以作（zuò）為油壓千斤頂使用;

　　⑤有的機架安有（yǒu）移動（dòng）油缸，可自動將回轉器（qì）移離空口;

　　⑥有的配（pèi）備擰管機，可（kě）自動擰卸鑽杆 。

　　回轉式鑽機

　　依（yī）靠鑽具的（de）回轉運動破碎岩層而（ér）成孔。主要有大、小鍋錐鑽機，正、反循環轉盤式（shì）鑽機，液壓動力頭式鑽機，潛孔振動回轉式鑽機等。簡單的回轉式鑽機隻（zhī）有鑽進裝置，結構完善的回轉式鑽機則有鑽進裝置和循環洗井裝置兩部分組成。轉盤式水井鑽機的鑽具包括鑽（zuàn）杆（gǎn）和鑽頭。常（cháng）用（yòng）鑽杆的名義直徑有60、73、89和114毫（háo）米4種。鑽頭分全麵鑽（zuàn）進用鑽（zuàn）頭（tóu）和環狀鑽進用鑽頭兩大類。

　　大、小鍋錐 利用其（qí）鍋錐形鑽具（jù）旋（xuán）轉切削土層。根據鑽（zuàn）具的大小分別稱為大鍋（guō）錐（zhuī）和小鍋錐，可由人力或動（dòng）力驅動。切下的土屑落到鍋內，提升到地麵卸出，其結構簡單,工效低,隻能用於一般土層或砂卵石直徑不大於10厘米（mǐ）、含量不超過50%的地層（céng）。小鍋錐開孔直（zhí）徑0.55米，鑽井深度80～100米;大鍋錐開孔直徑1.1米，鑽井深（shēn）度30～40米。

　　正、反循環泥（ní）漿洗井轉盤式鑽機 常（cháng）用（yòng）的回轉式鑽機,即正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（hé）電動機等組成。作業時，動（dòng）力機通過傳動裝置驅動轉盤，由主（zhǔ）動鑽杆帶動鑽頭以（yǐ）30～90轉/分（fèn）的轉速旋轉破碎岩（yán）層。泥漿由泥漿泵抽吸加壓後通過（guò）鑽杆上方的水龍頭（tóu）壓入（rù）空心（xīn）鑽杆，向下流入鑽頭，由水口射出，以冷卻、潤滑鑽頭（tóu）;井底岩屑通過鑽杆外（wài）的環形通道被帶出（chū）井口，在沉澱（diàn）池沉（chén）澱後，泥漿流回泥漿池供循環使用。反循環泥漿洗井轉（zhuǎn）盤式鑽機的鑽（zuàn）進方式（shì）和結構（gòu）與上述基本相（xiàng）同，但泥漿的循環方式相反（fǎn）：泥漿在沉澱池沉澱後從井口（kǒu）自行流（liú）入（rù）井（jǐng）底，攜帶岩（yán）屑的（de）泥漿則由砂石泵經鑽頭水口通過鑽杆內腔向上抽吸出井，回到沉澱池。這（zhè）種方式稱（chēng）泵吸反循環。也（yě）可用水（shuǐ）泵（bèng）將加壓水流從井底通過噴嘴射入鑽（zuàn）杆內腔，形成攜帶岩屑的上升水流，稱射流反循環。鑽機在鑽（zuàn）杆內可形成很高（gāo）的上升流速，排出岩屑和卵石的（de）能力較強，因而鑽進速（sù）度較（jiào）快。適用（yòng）於土層、一般砂（shā）層和卵石直徑小於鑽杆內徑的鬆散地層，所用鑽杆的內徑（jìng）較大,一般（bān）為150～200毫米，最大可達300毫米。但因受泵的抽吸或壓送能力的限製,鑽井深度一般在（zài）150米以內，井深（shēn）在50米以內時排屑效率較高。

　　壓氣洗井轉盤式鑽機 是在轉盤回轉式鑽機上用空氣壓縮機代（dài）替泥漿泵，用壓縮空氣代替泥漿洗井。通（tōng）常（cháng）采用反循環方式（shì）,又稱（chēng）氣舉反循（xún）環。即將壓縮空氣通過（guò）供氣管路送至（zhì）井內氣水（shuǐ）混合（hé）室，使其（qí）與鑽杆內的水流摻混，形成比重小於1的摻氣（qì）水流（liú）。在鑽杆外圍環形水柱（zhù）的重力作用下（xià），鑽杆內的摻氣水流挾帶岩屑不斷上升並排出井外，流入沉澱池，沉澱後的水流以自流方式流回井內。采用（yòng）這（zhè）種（zhǒng）鑽機在井深較大（dà）時(50米（mǐ）以上)，排屑能力大於采用泵吸或射流反循環的鑽機，因而適用於井深較大的（de）情（qíng）況和缺水的幹旱地區，以及寒帶凍土地層。

　　有的（de）轉（zhuǎn）盤式鑽機同時備有泥漿泵和空氣壓縮機，可根據情況選用不同的（de）洗井方式（shì）。

　　液壓動力頭式鑽機 回轉式鑽機的（de）一種。由液壓馬達通過（guò）減（jiǎn）速器驅動，並（bìng）以沿塔（tǎ）架上下移動的動力頭代替轉盤式鑽（zuàn）機上的轉盤和水龍頭，驅動鑽杆和鑽頭旋轉切削岩層。可用直徑達1米的大型鑽頭鑽鑿大（dà）口徑水（shuǐ）井,其特點是鑽進速度快，鑽具的裝卸（xiè）和下井管較簡便，接長鑽杆（gǎn）時無需提（tí）升鑽具，簡免了卷（juàn）揚（yáng）機、提（tí）升滑車、轉盤（pán）、水龍頭（tóu）、方（fāng）鑽杆（gǎn）等一係列部件。

　　潛孔振動回轉式鑽機 是以振動和回轉運動（dòng）相結（jié）合的（de）方式鑽進岩層的一種（zhǒng）回轉式鑽機。鑽具（jù）由鑽頭、振動（dòng）器、消振器（qì）和導（dǎo）向筒等組成。振動器產生的激振力使整個鑽具作錐擺運動（dòng）。鑽（zuàn）頭通過摩擦圈套（tào）裝在振動器（qì）外殼的外麵（miàn），一方麵隨振動器作頻率約為1000轉/分、振幅約9毫米的水平圓周振（zhèn）動;另一方麵又繞振動器軸線作3～12轉/分的低速旋轉運動（dòng）以（yǐ）破碎岩層，而鑽杆則不轉，並借消振器避免將振動傳給鑽杆。采用（yòng）壓縮空（kōng）氣反循環方式洗井，使岩屑通過位於振（zhèn）動器中（zhōng）心的導管（guǎn）和鑽杆內腔排出井外。這種鑽機結構簡單，鑽進效（xiào）率高。井孔直徑為600毫米左右,鑽進深度可達150米  。

　　液壓式鑽機衝擊式鑽機

　　靠（kào）鑽（zuàn）具的垂直往複運動（dòng），使鑽頭（tóu）衝擊井底以破碎岩層。其結構簡單,但沒有循環洗井係統,岩屑的清除與鑽機不能同時進行，因而工效較低。鑽井深（shēn）度一般在250米以內,有的（de）可達500～600米。主要類型如下述。

　　衝抓錐（zhuī） 一種簡單的衝擊（jī）式鑽機，利用鑽具本身的重（chóng）量衝擊地層。鑽具的下端是幾個可以（yǐ）張合（hé）的尖角形抓瓣，當鑽具在自身重量作用（yòng）下（xià）向下運動時,抓瓣張開,各抓瓣尖端在直徑約（yuē）1米的圓周上切入岩層,然後由卷揚機通過鋼絲（sī）繩提升（shēng）鑽具，抓瓣在閉合過程中將岩屑抓入尖錐體內，提出井（jǐng）口後（hòu）再張開抓瓣卸（xiè）出岩屑。衝抓錐的鑽井深度通常為40～50米，最深可達100～150米。

　　鋼絲繩衝擊式鑽（zuàn）機 由（yóu）桅杆（gǎn）和（hé）其頂端的提升滑輪、鋼絲繩、衝擊（jī）機構、鑽具(包（bāo）括鑽杆和鑽頭)、電動機（jī）等組成。作（zuò）業時,電動機通過傳動裝置驅動衝擊機構，帶動鋼絲繩使鑽具（jù）作上下往（wǎng）複運動。向下運動時（shí）靠（kào）鑽具本身重量使鑽頭切入並破碎岩層，向上運動則靠鋼（gāng）絲繩的牽引。鑽具下落的高度即衝（chōng）程大小，根據岩層情況確定，一般為0.5～1米，硬岩層用大值;衝擊（jī）頻率（lǜ）常用為30～60次/分。切下的岩屑用抽砂筒清出地麵（miàn），也可用將鑽頭（tóu）與抽砂筒合成一體（tǐ）的（de）抽筒鑽具，鑽進與清除岩（yán）屑同時進行，使切下的岩屑直接進入（rù）抽筒，積滿後提升鑽具，將岩屑倒出。為提高鑽頭的耐磨性（xìng）和鑽進速度，常在鑽頭（tóu）端部堆焊鎢鋼粉，成為合金補焊鑽頭  。

　　液（yè）壓式鑽機複合式鑽機

　　有兩種（zhǒng）類型（xíng）：一類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（shuǐ）井鑽機，對各種地層的適（shì）應性較強;另一類是將衝擊與回轉作用結合在一起鑽進的水井（jǐng）鑽機（jī）,如風動潛孔錘鑽機。它所使用的潛（qián）孔（kǒng）錘鑽具由缸套和在缸套中上下（xià）運動的（de）活（huó）塞等組成。缸套下端（duān）與鑽頭連接，上端通過螺紋接頭與鑽杆相（xiàng）連（lián），由空氣壓縮機提供的0.7～1.4兆帕的高壓空氣通過活塞上方的逆止（zhǐ）閥、空（kōng）氣分配器和活塞下方的進氣口，推動活塞衝擊頻率作為 700～1200次（cì）/分的上下往複運（yùn）動，使活（huó）塞頻繁地衝擊鑽頭，以（yǐ）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（zuò）回轉運動。由活塞上（shàng）、下空腔排出（chū）的空氣，向（xiàng）下進入鑽頭，起冷卻（què）鑽頭的作用，並將孔底岩屑帶出井（jǐng）口。其回轉和循（xún）環洗井部分的結構與用壓縮空氣（qì）洗井的轉盤回轉式（shì）鑽機基本（běn）相同，所用鑽頭為碳化鎢球齒鑽頭或牙輪鑽頭等。風動潛（qián）孔錘鑽機可用於硬岩層深井的鑽進，鑽進速度高，且鑽井速度不因鑽進（jìn）深度的增加而降（jiàng）低，鑽出的井孔較直。

　　為（wéi）了（le）適應不同地層鑽進的需要（yào），提高鑽進效率，水井鑽機正向多用途鑽機（jī）及全液壓傳動與操縱的方向（xiàng）發展：即一台（tái）鑽機備有多種設備和（hé）附件，可采用衝擊式（shì）、回轉式和潛孔錘等多種鑽井（jǐng）方式;還可（kě）采用泥漿洗井、壓縮空（kōng）氣洗井和正、反循環洗井等方法 。