沖擊式水井鉆機

沖擊式水井鉆機通過鉆具的垂直往復運動，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)，清除鉆屑和鉆機不可同時進行，工作效率低。沖擊式水井鉆機鉆孔深度一般在250米以內(nèi)，有的可達500 ~ 600米。主要類型如下。抓錐是一種簡單的沖擊式水井鉆機，利用鉆具的重量沖擊地層。鉆具下端有幾個可以開合的尖角爪。當鉆具在自重作用下向下移動時，爪張開，每個爪的尖端切入直徑約1米圓周上的巖層。然后鉆具由絞車通過鋼絲繩吊起，關(guān)閉過程當中卡爪將巖屑抓入尖錐，吊出井口后再打開卡爪排出巖屑。抓斗錐體的鉆進深度通常為40 ~ 50米，較大深度可達100 ~ 150米。沖擊式水井鉆機由井架及其頂部提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機構(gòu)、鉆具(包括鉆桿和鉆頭)、電機等組成。沖擊式水井鉆機工作時，電機通過傳動裝置帶動沖擊機構(gòu)帶動鋼絲繩使鉆具上下往復運動。向下運動時，鉆頭靠自身重量切入并破碎巖層，向上運動時，則依靠鋼絲繩的牽引。鉆具下落高度即沖程大小，視巖層情況而定，一般為0.5 ~ 1m，硬巖層用大值；沖擊頻率通常為30 ~ 60次/分鐘。用砂泵將切下的巖屑從地面清除，也可以用帶鉆頭的鉆具和砂泵同時鉆進清除巖屑，使切下的巖屑直接進入砂泵，然后上提鉆具傾倒巖屑。為了提高鉆頭的耐磨性和鉆進速度，常常在鉆頭端部沉積鎢鋼粉，成為合金補焊鉆頭。

有兩種:一種是在旋挖鉆機基礎上的沖擊式水井鉆機，主要采用旋挖鉆進，遇到卵石層時，對各種地層適應性強；另一種是結(jié)合沖擊和旋轉(zhuǎn)的水井鉆機，例如氣動DTH錘鉆。它使用的DTH錘鉆具由一個缸套和一個在缸套內(nèi)上下移動的活塞組成。缸套的下端與鉆頭連接，上端通過螺紋接頭與鉆桿連接?？諝鈮嚎s機提供的0.7 ~ 1.4 MPa的高壓空氣通過活塞上方的單向閥、空氣分配器和活塞下方的進氣口，推動活塞的沖擊頻率以700 ~ 1200次/分鐘上下往復運動，使活塞頻繁沖擊鉆頭，從而增強鉆頭鉆進巖層的能力。同時，鉆具以35 ~ 60轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)。活塞上下腔排出的空氣向下進入鉆頭，起到冷卻鉆頭的作用，并把孔底的巖屑帶出井口。旋轉(zhuǎn)循環(huán)洗井部件的結(jié)構(gòu)與使用壓縮空氣洗井的旋挖鉆機基本相同，使用的鉆頭為碳化鎢球齒鉆頭或牙輪鉆頭。氣動DTH錘鉆可以在堅硬的巖層中打深井，鉆速高，而且鉆速不會隨著鉆孔深度的增加而下降，所以鉆出的孔是直的。

為了適應不同地層的鉆井需要，提高鉆井效率，水井鉆機正在向多用途鉆機和全液壓傳動操作方向發(fā)展:即一臺鉆機配備各種設備和附件，可采用沖擊、回轉(zhuǎn)、DTH錘等多種鉆井方式；也可采用泥漿洗井、壓縮空氣洗井和正反循環(huán)洗井。