钻探设备概论讲义ppt课件.ppt

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1、钻探设备概论地勘钻探设备7/28/20211中国地质大学工程学院张晓西钻探技术方法分类1按钻进方式分冲击钻进回转钻进古时：竹篾、绳索现代：钢绳、气动液动冲击器钢粒钻进合金钻进牙轮钻进金刚石钻进7/28/20212中国地质大学工程学院张晓西钻探技术方法分类2按循环介质分空气钻进泡沫钻进充气泥浆钻进泥浆钻进无固相泥浆低固相泥浆油基泥浆水基泥浆加重泥浆淡水泥浆盐水泥浆7/28/20213中国地质大学工程学院张晓西钻探技术方法分类3按循环方式分正循环反循环泵吸反循环射流反循环气举反循环CSR反循环设备：专业化？多样性

2、？多功能？7/28/20214中国地质大学工程学院张晓西一.钻机的分类1、按用途分类（1）岩心钻机（2）工程钻机（4）水文水井钻机（3）石油钻机（5）特种钻机7/28/20215中国地质大学工程学院张晓西（1）冲击式钻机（4）复合式钻机（2）回转式钻机（3）振动式钻机一.钻机的分类2、按钻进方法分类7/28/20216中国地质大学工程学院张晓西3、按结构特征分类回转式钻机按照回转器的类型划分为：（1）立轴式钻机（2）转盘式钻机（3）移动回转式钻机（动力头式）7/28/20217中国地质大学工程学院张晓西设备如

3、何满足工艺要求？钻探设备必须满足不同钻进工艺方法，但随着工艺方法的变化，钻探设备通常只是就设备的某一部分进行改造即可满足新工法的要求，而考虑到工艺方法的多样性，钻探设备的多功能/多用途已经越来越成为新型钻机设计时所重点考虑的技术关键。例如在地勘岩心钻机设计中，由于考虑到探矿工作的不景气，工作量严重不足，如岩心钻机只能用于取心钻进，则设备利用率低将是不可避免的。为此，最近推出的新型岩心钻机如XY-4-2、XY-4-3、GSC-08等均考虑了将其用于水文水井施工及基桩施工，采用了大通孔设计。7/28/20218中

4、国地质大学工程学院张晓西第一个发展阶段--手把给进式钻机1862年，瑞士首先发明了手镶金刚石钻头，并设计制造了世界上最早的手动操作立轴式岩心钻机；1899年，出现了廉价的钢粒钻进，代替了昂贵的金刚石钻进；1916年硬质合金应用于钻探，产生了合金钻探技术。随着这两种钻进方法的采用，相应地出现了萌芽状态的立轴式回转钻进钻机，并由这种钻机逐步发展成性能比较完善的手把给进式钻机。钻机的发展概况7/28/20219中国地质大学工程学院张晓西早期钻探设备集锦7/28/202110中国地质大学工程学院张晓西我国早期岩心钻机

5、状况我国解放初期，为解决地勘工作急需，曾经引进一批这类钻机，随后又大量仿制，其代表型号XB-300、XB-500及XB-1000A等。这类钻机的主要特点是：结构简单，制造容易，成本低；坚固耐用，易于掌握，解体性好，拆装、搬运方便；机构笨重，机械化程度低，劳动强度大，操作分散，安全性、可靠性差；特性参数落后，且难以准确控制，钻进效率低。7/28/202111中国地质大学工程学院张晓西第二个发展阶段油压给进式钻机随着合金钻进技术进一步成熟和发展，钻头类型增多，规程强化，手把给进式钻机已经明显地不能适应钻进工艺发展

6、要求。与此同时，由于粉末冶金技术的发展，导致铸镶金刚石钻头新工艺的出现，而金刚石钻进工艺对钻机提出了新的要求，如精确控制钻压、高的回转速度及良好的调速特性等，加之当时的液压技术也有了长足的发展与应用，在这种条件下，油压给进式钻机应运而生。7/28/202112中国地质大学工程学院张晓西XU-1000立轴钻机7/28/202113中国地质大学工程学院张晓西油压给进立轴式钻机的特点给进工序与部分辅助工序(松紧卡盘、移动钻机、拧卸钻具等)实现了液压控制；性能较为先进，并且易于控制，因此钻进效率高；工作平稳，操作集中

7、、灵便、安全，劳动强度有所降低；机械传动，纵向布局，结构紧凑，但解体性能较手把钻机差。7/28/202114中国地质大学工程学院张晓西第三个发展阶段--全液压动力头钻机随着工业技术主要是液压技术的逐步发展与完善，同时，也由于在西方工业发达国家的劳动成本构成中工资成本所占比重越来越大，国外开始在岩心钻机的高度机械化上投入力量进行研究，其结果，全液压动力头钻机应运而生。7/28/202115中国地质大学工程学院张晓西全液压钻机的特点所谓全液压钻机是指钻机的回转、给进和升降钻具等机构均用液压驱动，与常规机械岩心钻机

8、相比，全液压动力头钻机具有以下特点：钻机工作过程中的所有动作均由液压系统中的液压元件完成，大大减轻了操作者的劳动强度，操作人员数量大幅度减少；实现了无级调速及钻压的精确控制，可根据地层条件、机具情况优选钻进参数，更适合金刚石钻进；回转器可沿桅杆移动(故称动力头)，实现了长行程给进，不仅大幅度增加了纯钻进时间，还由于钻进过程连续，可大幅度减少孔内事故发生的几率并提高岩心采取率。7/28/202116中