回转式水井钻机

回转式水井钻机

回转式水井钻机通过钻具的旋转运动破碎岩层，形成孔洞。主要有大小盆锥钻、正反循环转盘钻和液压动力头钻机器、井下振动旋挖钻机等。简易旋挖钻机只有钻井装置，而结构完善的回转式水井钻机由钻井装置和循环洗井装置组成。

回转式水井钻机的钻具包括钻杆和钻头。常用的钻杆公称直径有60 mm、73 mm、89 mm和114 mm，钻头分为两类:全尺寸钻头和环形钻头。大小盆锥用它们的盆锥钻具旋转切割土层。根据钻具的大小分为大盆锥和小盆锥，可以人力驱动，也可以动力驱动。切好的土屑落入锅内，被提升到地面进行排放。

回转式水井钻机结构简单，工作效率低，只能用于一般土层或砂卵石直径小于10厘米、含量小于50%的地层。小盆锥孔径0.55米，钻孔深度80 ~ 100米；大锅锥体的孔径为1.1m，钻孔深度为30-40m。

回转式水井钻机常用于正、反循环泥浆冲洗回转式水井钻机，即正循环泥浆冲洗旋挖钻机由塔架、绞车、转盘、钻具、泥浆泵、水龙头和电机等组成。

工作时，动力机通过传动装置驱动转盘，驱动回转式水井钻机钻杆驱动钻头以30-90转/分的速度旋转，破碎岩层。泥浆由泥浆泵泵送加压，然后通过回转式水井钻机钻杆上方的水龙头压入空心钻杆，向下流入钻头，从喷嘴喷出，对钻头进行冷却润滑；井底的钻屑通过钻杆外的环形通道排出井口。在沉淀池沉淀后，泥浆流回泥浆池循环使用。

循环泥浆冲洗回转式水井钻机的钻井方式和结构与上述基本相同，但泥浆的循环方式相反:泥浆在沉淀池沉淀后从井口流入井底，携带钻屑的泥浆由砂泵通过钻头喷嘴从钻杆腔泵出井外，返回沉淀池。这种方式叫做泵反循环。加压水流也可以由水泵通过喷嘴从井底注入钻杆内腔，形成携带钻屑的上升水流，称为射流反循环。回转式水井钻机可以在钻杆内形成较高的向上速度，并具有较强的排出钻屑和卵石的能力，因此钻进速度较快。适用于土层、一般砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层。

使用的钻杆内径较大，一般150 ~ 200mm，最大300mm。但由于泵的抽吸或压力输送能力的限制，钻井深度一般小于150米，井深小于50米时排屑效率较高。用压缩空气洗井的转盘钻机用空气压缩机代替泥浆泵，用压缩空气代替泥浆洗井。通常采用反循环，也称为气举反循环。即压缩空气通过供气管道送入井内的气水混合室，与钻杆内的水流混合，形成比重小于1的充气水流。在钻杆周围环形水柱的重力作用下，钻杆内的充气水流将钻屑向上带出井外，流入沉淀池，沉淀下来的水靠重力流回流入井内。当井深较大(50米以上)时，该钻机的排屑能力大于泵吸或射流反循环钻机，适用于深井、缺水干旱地区和寒冷地区的冻土地层。

有些回转式水井钻机同时配备泥浆泵和空气压缩机，可以根据情况挑选不同的洗井方法。

液压动力头钻机是回转式水井钻机的一种。由液压马达通过减速器驱动，沿塔架上下移动的动力头代替旋转钻机上的转盘和水龙头，带动钻杆和钻头旋转切割岩层。大直径水井可以用直径1米的大钻头钻进，特色是钻进速度快，钻具和井下管装卸简单，伸钻杆时不用提钻具，省去了卷扬机、提块、转盘、水龙头、方钻杆等一系列部件。潜孔振动旋挖钻机是一种将振动和旋转运动相结合来钻探岩层的旋挖钻机。回转式水井钻机钻具由钻头、振动器、减震器和导向筒组成。振动器产生的激振力使整个钻具做圆锥摆动运动。钻头通过摩擦环套在振动器外壳外，一方面与振动器水平振动，频率约1000 rpm，振幅约9mm；另一方面，它绕着振动器的轴线以3 ~ 12转/分的低速旋转来破碎岩层，而钻杆不转动，用吸振器来避免向钻杆传递振动。采用压缩空气反循环法对井进行清洗，使钻屑通过位于振动器中心的导管和钻杆内腔排出井外。该钻机结构简单，钻井效率高。钻孔直径约600毫米，钻孔深度可达150米。