常见工程钻机种类及工作原理 一、冲击式钻机 靠钻具的垂直往复运动，使钻头冲击井底以破碎岩层。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，有时可达 500～600 米。主要有 2 种： ① 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。 ② 钢丝绳冲击式钻机。由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、 钻具、电动机等组成。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。 二、 回转式钻机 依靠钻具的回转运动破碎岩层而成孔。主要有5 种： （1） 循环泥浆洗井转盘式钻机。由塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、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。 （2 ） 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 大锅锥和小锅锥，可由人力或动力驱动。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。 （3 ） 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PG电子模拟器 PG电子网站反循环方式，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。 （4 ）潜孔振动回转式钻机。以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层。钻具 由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成。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。 （5 ）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。 潜孔振动回转式钻机 是 以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层的一种 回转 式钻机。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成( 图 3) 。振动器产生的 激振力使整个钻具作锥摆运动。钻头通过摩擦圈套装在振动器外壳的外面，一 方面随振动器作频率约为 1000 转/ 分、振幅约 9 毫米的水平圆周振动；另一方 面又绕振动器轴线 转/ 分的低速旋转运动以破碎岩层，而钻杆则不转， 并借消振器避免将振动传给钻杆。采用压缩空气反循环方式洗井，使岩屑通过 位于振动器中心的导管和钻杆内腔排出井外。这种钻机结构简单，钻进效率高。 井孔直径为 600 毫米左右,钻进深度可达 150 米。 三 复合式钻机 有 2 种： 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 35～6

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