回轉(zhuǎn)式水井鉆機

回轉(zhuǎn)式水井鉆機

回轉(zhuǎn)式水井鉆機通過鉆具的旋轉(zhuǎn)運動破碎巖層，形成孔洞。主要有大小盆錐鉆、正反循環(huán)轉(zhuǎn)盤鉆和液壓動力頭鉆機器、井下振動旋挖鉆機等。簡易旋挖鉆機只有鉆井裝置，而結(jié)構(gòu)完善的回轉(zhuǎn)式水井鉆機由鉆井裝置和循環(huán)洗井裝置組成。

回轉(zhuǎn)式水井鉆機的鉆具包括鉆桿和鉆頭。常用的鉆桿公稱直徑有60 mm、73 mm、89 mm和114 mm，鉆頭分為兩類:全尺寸鉆頭和環(huán)形鉆頭。大小盆錐用它們的盆錐鉆具旋轉(zhuǎn)切割土層。根據(jù)鉆具的大小分為大盆錐和小盆錐，可以人力驅(qū)動，也可以動力驅(qū)動。切好的土屑落入鍋內(nèi)，被提升到地面進行排放。

回轉(zhuǎn)式水井鉆機結(jié)構(gòu)簡單，工作效率低，只能用于一般土層或砂卵石直徑小于10厘米、含量小于50%的地層。小盆錐孔徑0.55米，鉆孔深度80 ~ 100米；大鍋錐體的孔徑為1.1m，鉆孔深度為30-40m。

回轉(zhuǎn)式水井鉆機常用于正、反循環(huán)泥漿沖洗回轉(zhuǎn)式水井鉆機，即正循環(huán)泥漿沖洗旋挖鉆機由塔架、絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電機等組成。

工作時，動力機通過傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，驅(qū)動回轉(zhuǎn)式水井鉆機鉆桿驅(qū)動鉆頭以30-90轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)，破碎巖層。泥漿由泥漿泵泵送加壓，然后通過回轉(zhuǎn)式水井鉆機鉆桿上方的水龍頭壓入空心鉆桿，向下流入鉆頭，從噴嘴噴出，對鉆頭進行冷卻潤滑；井底的鉆屑通過鉆桿外的環(huán)形通道排出井口。在沉淀池沉淀后，泥漿流回泥漿池循環(huán)使用。

循環(huán)泥漿沖洗回轉(zhuǎn)式水井鉆機的鉆井方式和結(jié)構(gòu)與上述基本相同，但泥漿的循環(huán)方式相反:泥漿在沉淀池沉淀后從井口流入井底，攜帶鉆屑的泥漿由砂泵通過鉆頭噴嘴從鉆桿腔泵出井外，返回沉淀池。這種方式叫做泵反循環(huán)。加壓水流也可以由水泵通過噴嘴從井底注入鉆桿內(nèi)腔，形成攜帶鉆屑的上升水流，稱為射流反循環(huán)?；剞D(zhuǎn)式水井鉆機可以在鉆桿內(nèi)形成較高的向上速度，并具有較強的排出鉆屑和卵石的能力，因此鉆進速度較快。適用于土層、一般砂層和卵石直徑小于鉆桿內(nèi)徑的松散地層。

使用的鉆桿內(nèi)徑較大，一般150 ~ 200mm，最大300mm。但由于泵的抽吸或壓力輸送能力的限制，鉆井深度一般小于150米，井深小于50米時排屑效率較高。用壓縮空氣洗井的轉(zhuǎn)盤鉆機用空氣壓縮機代替泥漿泵，用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環(huán)，也稱為氣舉反循環(huán)。即壓縮空氣通過供氣管道送入井內(nèi)的氣水混合室，與鉆桿內(nèi)的水流混合，形成比重小于1的充氣水流。在鉆桿周圍環(huán)形水柱的重力作用下，鉆桿內(nèi)的充氣水流將鉆屑向上帶出井外，流入沉淀池，沉淀下來的水靠重力流回流入井內(nèi)。當井深較大(50米以上)時，該鉆機的排屑能力大于泵吸或射流反循環(huán)鉆機，適用于深井、缺水干旱地區(qū)和寒冷地區(qū)的凍土地層。

有些回轉(zhuǎn)式水井鉆機同時配備泥漿泵和空氣壓縮機，可以根據(jù)情況挑選不同的洗井方法。

液壓動力頭鉆機是回轉(zhuǎn)式水井鉆機的一種。由液壓馬達通過減速器驅(qū)動，沿塔架上下移動的動力頭代替旋轉(zhuǎn)鉆機上的轉(zhuǎn)盤和水龍頭，帶動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)切割巖層。大直徑水井可以用直徑1米的大鉆頭鉆進，特色是鉆進速度快，鉆具和井下管裝卸簡單，伸鉆桿時不用提鉆具，省去了卷揚機、提塊、轉(zhuǎn)盤、水龍頭、方鉆桿等一系列部件。潛孔振動旋挖鉆機是一種將振動和旋轉(zhuǎn)運動相結(jié)合來鉆探巖層的旋挖鉆機?；剞D(zhuǎn)式水井鉆機鉆具由鉆頭、振動器、減震器和導向筒組成。振動器產(chǎn)生的激振力使整個鉆具做圓錐擺動運動。鉆頭通過摩擦環(huán)套在振動器外殼外，一方面與振動器水平振動，頻率約1000 rpm，振幅約9mm；另一方面，它繞著振動器的軸線以3 ~ 12轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)來破碎巖層，而鉆桿不轉(zhuǎn)動，用吸振器來避免向鉆桿傳遞振動。采用壓縮空氣反循環(huán)法對井進行清洗，使鉆屑通過位于振動器中心的導管和鉆桿內(nèi)腔排出井外。該鉆機結(jié)構(gòu)簡單，鉆井效率高。鉆孔直徑約600毫米，鉆孔深度可達150米。