钻探机械设备及安装

1、钻探机械设备及安装2011-06-15 06:12:52| 分类： 钻探工（初级）|标签：|字号大中小 订阅（一）钻机（1）钻探机械主要包括哪些？如何选用？钻探机械主要包括钻机、泥浆泵、动力机（柴油机或电动机）和钻塔等。选择钻探机械，应根据钻探目的、孔深、钻孔结构以及地形运输等条件。首先确定钻机类型，其它设备随钻机类型配备。（2）国产钻机产品型号如何表示？国产钻机产品型号由类别标志、结构特点及主要参数或系列序号构成。类别标志、结构特点以汉语拼音字母表示。主要参数或系列序号以数字表示，其间以上”相连。产品改型后，其原型后加短横并分别注1、2、3表示。型号汉语拼音字母不超过三个字母，排列第一位是类

2、别标志，第二位是第一特征代号，第三位是第二特征代号，后面的数字表示定型产品的序号，例如岩心钻机：100米标1, 300米标2、600米标3, 1000米标4, 1500米标5, 2500米标6,未形成系列的以主参数表示。常用国产钻机的类别标志和特征代号如下：X代表岩心钻机（岩心）Sz代表砂矿钻机（砂钻）S代表水文钻机（水文）G代表工程钻机（工程）K代表坑道钻机（坑道）Q代表浅孔钻机（浅钻）R代表地热钻机（地热）第一特征代号表示传动机构：B表示手把手轮操纵、机械传动Y表示液压操纵、机械传动JD表小机械动力头D表示全液压动力头P表示转盘第二特征代号表示装载及其它C表示车装例如： S P C - 3

3、00主参数（300M）I I I -第二特征代号（车装）I 第一特征代号（转盘） 类别标志（水文）（3）岩心钻探用钻机有哪些要求？a、要满足各种钻进工艺要求，转速级档要多，能适应最优钻进规程；b、尽可能轻便化，要求结构紧凑，体积小，重量轻，可拆性好，特别是可拆部件重量要轻，便于安装、拆卸和运输。c、配套仪表齐全：各种仪表灵敏、耐用，指不准确；d、结构要简单、布局合理，操作方便、安全可靠；便于维修和保养。(4)钻机的基本组成部分有哪些？起什么作用？a、回转机构：回转钻具带动钻头在孔底工作；b、给进机构：调整钻头在孔底工作所需要的钻压和控制给进速度；c、升降机构：用以完成钻具、套管和附属工作的升降

4、。有的钻机还利用升降机构控制给进速度和给进压力。d、机架：根据钻机整体布局的特点，将上述各部件组装成一至两个整体，达到结构紧凑、便于安装、拆卸的要求。(5)、钻机按给进机构不同，可分哪几类？a、油压给进钻机b、钢绳给进钻机c、手把式给进钻机d、螺旋差动给进钻机e、全液压动力头钻机目前钻探生产中油压给进钻机应用最为广泛，全液压动力头钻机是发展方向。(6) XY 4型钻机有什么特点？a、钻机具有较高的转速和较合理的转速范围，转速级数较多(正转八级)，除适应金刚石钻进外，还能满足硬质合金、钢粒钻进和各种工程钻孔的要求；b、钻机重量较轻，可拆性较好，钻机可分解成九个整体部件，最大部件重量为218 kg

5、,便于搬迁，适于山区工作；c、钻机具有两级反转速度，便于处理孔内事故，可以减轻劳动强度，而且比较安全；d、钻机结构简单、布局紧凑、便于维修、保养和修理；e钻机操作灵活可靠，并配有各种仪表利于掌握孔内情况；f、钻机重心低，稳定性好，移车平稳，牢固可靠。(7) XY 4型钻机主要技术性能有哪些？a、钻进深度：用 42钻杆，可钻进孔深1000米，用 50钻杆，可钻进孔深700米。b、立轴转速：当输入轴转速 1500转/分时，正转低速有四级：101、187、267、388转/分；反转低速83转/分；反转高速 251转/分。c、立轴最大上顶能力 8000公斤；最大下压能力 6000公斤；d、提升能力及速

6、度：单绳提升能力：3493、1900、1326、912公斤；提升速度：(第三层)为 0.82、1.51、2.16、3.14 米/秒。(8) XY 4型钻机机械传动系统结构特点有哪些？a、该钻机由离合器、变速箱、分动箱、回转器、升降机、机架及液压系统等主要部件组成，各部件之间采用花链、方向轴和止口压板连接，便于拆卸和安装；b、动力机通过弹性联轴节和离合器将动力传递至变速箱，经齿轮变速和传递，变速箱输出轴可获得四个正转速度和一个反转速度；c、变速箱和分动箱之间用两个万向轴相连，回转器可获得高速档和低速档正转八级和两个反转速度。d、具有自动定心式油压卡盘、较强起拔能力的行星式卷扬机和操作方便、使用可

7、靠的离合器。e、钻机工艺适应性较强，使用范围较广。(9) SPJ -300钻机由哪几部分组成？主要技术规格有哪些？SPJ - 300钻机由动力机、泥浆泵、绞车、转盘和钻塔所组成。该钻机主要技术规格如下：钻进深度 300米开孔直径 500毫米转盘转速 正、反各40、70、128转/分主卷扬提升能力(单绳)3吨副卷扬提升能力(单绳)2吨钻塔高度 13米动力机65马力柴油机或40千瓦电动机泥浆泵 BW250 型2台或BW600 /30型1台(10) SPJ300钻机动力如何传递？该钻机动力经动力机输出经传动轴分成两路，一路由两组5根B型三角带传至二台沉浆泵,另一路由5根C型三角带传至变速箱离合器。经

8、变速后再由两路传出；一路经万向轴传给转盘， 一路由齿轮传给主卷扬和副卷扬。(11) SJP- 300钻机有哪些特点?SJP - 300钻机是我国水文水井钻机中钻进效率较高的一种，应用较广。可拆性强；适于交通 不便地区；钻塔可整体竖起，有较牢固的台板。但整个设备笨重，实现的钻进方法单一。(12) 钻机在使用前应检查哪些部位？a、检查横、立轴齿轮、齿筒、卡盘、顶丝、卡瓦、滑轨、导向杆是否清洁良好；b、检查变速箱、回转器、油路系统连接处是否漏油及油箱的油量是否合适；c、检查制动装置、摩擦离合器、锁紧机构及分动机构是否可靠，必要时进行调整；d、用人力转动机器，检查各机件的作用是否灵活可靠，如阻力过大或

9、有杂音等异常现象时，必须予以消除。(13) 钻机在运转中应注意哪些事项？a、接合离合器或使工作轮转动时，必须轻、匀、平稳；b、变换转速、接合横、立轴箱和变换各分动手柄时，必须将离合器置于分离位置或使工作 轮停止转动后进行；c、使用升降机时，禁止左、右手把同时下压；d、齿轮油泵开动后，应注意油压表和孔底压力指示器的反应。钻进过程中，孔底需要增、减压力时，应逐步调节，不得突然增降；利用油压系统快速提动立轴(快速倒杆)时，只准在原 负荷的情况下进行，以防机件损坏；e、XY型钻机移动前，应先松开锁紧机构，并将导轨擦净，涂上润滑油；移动后必须锁紧； f、随时注意机器各部有无冲击声；变速箱、轴承、轴套和横

10、、立轴齿轮箱等，有无超过烫 手温度(60 C),如超过应予以排除；g、各油压操纵手柄不得同时使用；XY-4钻机转速表不能反转，如回转器反转应将其软轴卸下，以防损坏转速表；h、钻机维护保养应严格按要求进行，确保钻机运转正常。(二)泥浆泵(1)简述泥浆泵的功用a、在钻进过程中，将冲洗液送入孔内，冲洗并带走孔内岩粉，冷却润滑钻头和钻具、保护孔壁等，以保 证正常钻进。同时通过泵的排出压力指示器，了解孔内变化情况。b、在使用孔内发动机钻进时，则用水泵将液体输入孔内井底液动机，以液力驱动机械带动钻具钻进，经 液动后的液体，兼作冲洗介质。(2)钻探对泥浆泵的基本要求有哪些？a、根据孔深和孔径等条件的变化，要

11、求单独改变泵量或泵压，因此泥浆泵的性能必须在泵压改变的情况 下而泵量不变。b、根据钻进方法，规程不同，要求在较大范围内调整泵量。c、能适应清水、泥浆及其它特殊冲洗液的性能。而且结构简单、坚固耐用，轻便和维修方便；d、要有耐用的、抗震性能良好的压力表、流量计及安全装置。(3)国产泥浆泵型号标志中，字母 B、W、L、M都表示什么意义？B 一表示泥浆泵的泵W表示往复泵的往复L-表示螺杆泵的螺杆M表示隔膜泵的隔膜(4)什么是单作用泥浆泵？工作原理是什么？活塞往复一次，完成一次吸、排水动作的往复泵称单作用往复泵。当曲柄、连杆带动活塞向连接连杆一端移动时，钢套前端的容积增大、压力降低，小于外部大气压，此时

12、 水在大气压作用下顶开吸水活阀进入钢套内，称为吸水过程；当活塞向另一端移动时，钢套前端的容积减 小，压力增大水便顶开排水活阀从缸内排出，称排水过程。(5)什么是双作用泥浆泵？工作原理是什么？活塞往复一次，完成两次吸、排水动作的泵，称为双作用泥浆泵。双作用的泥浆泵的工作原理：当活塞向左边移动时，钢套内右边容积增大，压力降低，小于外界大气压力, 水就顶开右边吸水活阀，进入钢套右部，与此同时，钢套内左部容积减小，压力增大，钢套内的水顶开左 部排水活阀，水从钢套左部排出；反之，当活塞向右边运动，钢套内左部容积增大，向内吸水，钢套内的 右部容积减小，向外排水。(6)什么是泥浆泵的吸水高度？影响吸水高度的

13、因素有哪些？正常情况下吸水高度为多少？泥浆泵的吸水 高度是指钢套中心到水源水面的垂直高度。影响吸水高度的主要因素是：a、海拔高度；b、冲洗液比重；c、冲洗液温度；d、活塞每分钟的冲程次数；e、吸水管路阻力。上述几项因素的数值越大，吸水高度越小。正常情况下，泥浆泵的吸水高度不应超过3米。(7)什么叫泥浆泵的流量？影响流量降低的主要因素有哪些？如何调节流量？泥浆泵的流量又称泵量、排量。是指在单位时间内通过排出口输送液体的数量。影响泥浆泵流量降低的主要因素有：a、钢套及工作腔室的漏失和各结合面密封不严。如活塞杆、缸头盖的密封，活塞与钢套、阀与阀座等结 合面的密封不严等；另外，材料的选用、加工精度、装

14、配质量及表面磨损等原因造成。b、活阀的启、关漏失，由于活塞往复运动，惯性的影响，使活阀启开及关闭动作滞后于活塞运动，引起 液体倒流造成；c、液体中含有气体，如吸入的液体中含有大量的气泡、乳化状的微小气泡，以及溶解气体的逸出等； d、泵的往复次数和活阀的尺寸、吸水高度不协调，液体来不及随活塞的运动而被吸入应有的泵量； e、由于少量空气从吸入管道和压盖等处进入。调节泥浆泵流量的方法有：a、调节往复次数：采用变速箱、中间轴等机构来实现；b、调节活塞行程：借助各种机构来调节曲柄的长度来实现。由于结构复杂，多用于小型泵及对流量调节 精度较高的计量泵；c、调节活塞的面积：采用不同的缸径及活塞来实现；d、调

15、节缸数：采用双缸、三缸或多缸来实现。(8)泥浆泵中空气室或稳压罐的工作原理是什么？所谓空气室，就是一个盛有空气的容器。往复泵排出的液体进入一确定的管道中，管道对液流流动的阻力，将随液流流量的变化而变化。即当泵排 出的流量变化时，泵的排出压力将按排出量变化率的平方变化。即排出压力的变化量比排出流量的变化量 大得多。当往复泵的流量由小到达增加到大于平均流量时，排出管道中的压力升高，空气室内的液体压力 也随之升高，从而压缩空气室内的空气，使空气所占的容积减小，一部分液体进入空气室而不进入管道。 即空气室内贮存了一部分液体。当泵的排量小于其平均流量时，排出管道中压力降低，空气室空气体积膨 胀，排出空气

16、室内贮存的一部分液体，以补偿此时泵排量的不足部分，使流量变的比较均匀。(9)泥浆泵安全阀有什么作用？泵在工作时，孔内发生坍塌或卡钻事故时，排水突然堵塞或开动泥浆泵时没有开阀门等情况下，安全阀可 以自动启开溢流孔，进行泄流降压，保护泵体不至损坏。(10)泥浆泵安装时需要注意些什么？a、泥浆泵必须用地脚螺丝牢固地安装在稳固的基础上。b、动力机与泵的皮带必须在同一平面内。c、安装时应尽可能使泥浆泵吸水管路长度及吸入高度最小。吸水管长度以不超过6米，吸水高度不大于3米为宜。(11)泥浆泵在开动前应检查哪些部位？a、检查莲蓬头活阀是否灵活好使，是否清洁。莲蓬头距水源箱底应不少于0.30.5米，吸水高度一

17、般不得超过3米。b、检查吸水管路连接及各部衬垫、活阀和活阀座等是否严密；c、检查拉杆、防泥浆挡圈和塞线压盖等是否严密；d、检查离合器状况是否良好；e、检查轴承内及曲轴箱内是否加够润滑油；f、检查安全阀、三通水门及压力表是否好用；g、用手转动泵的皮带轮，观察装配是否正确，各部件的作用是否灵活可靠；h、在开泵前，应从泵头任一水阀向向吸入管和吸水室灌满引水，并将离合器手把放在皮带轮空转位置；1、在开动动力机时，要注意皮带轮的旋转方向，使其与皮带轮指示牌箭头所指方向相等；j、把三通水门扭到回水位置，再使离合器结合，等泥浆泵回水液流正常后，再向孔内送冲洗液。(12)泥浆泵运转时有哪些注意事项？a、注意各

18、部有无异声，排水量是否均匀，有无漏气，漏水、漏油现象；注意压力表的工作情况。发现问 题及时查明原因，迅速排除；b、泥浆泵的工作压力不能超过它的额定压力，要经常检查安全阀的工作可靠性；c、泥浆泵变速前必须使皮带轮处于空转位置，不得在运转中变速；d、调节泵量时，要注意返回冲洗液的数量，防止由于管路堵塞，压力突然增高而造成冲孔假象；e、用泵输送水泥浆液后，必须立即用清水将泵体内外、管路等冲洗干净；f、泥浆泵运转中不得有撞击声；g、要保持泵的清洁，防止冲洗液进入曲轴箱内及运动的零件上；h、在严寒结冰地区较长时间停泵时，必须放尽泵体内、管路中和莲蓬头里的冲洗液，以防冻裂机器。(13)泥浆泵停泵时有哪些注

19、意事项？a、先将三通阀转到回水位置，使泵卸荷后再停泵。b、在冬季和寒冷地区，停泵超过一小时以上时，必须将泵内冲洗液放尽。c、长期停泵，须将泵内油、水放出，并把泵各部件擦干净、加油。(三)、钻塔、管材及安装(1 )钻塔有何功用？钻塔是钻塔机械的重要组成之一，它是钻探生产过程中用于安放天车，悬挂滑车系统，进行起、下钻具和套管。钻塔下边的场地，用于布置与安装钻探机械，此外钻塔还是升降工序的工作台和立根的靠架。(2)岩心钻探对使用的钻塔有哪些要求？a、应有足够的稳定性和强度，以保证升降机升降钻具和处理孔内事故时，能安全进行升降工作。b、应有足够的空间和高度安装钻探机械、附属工具、滑车系统，并要装置塔布

20、、避雷针等，以便造成良好的工作条件，不断地提高生产效率。c、钻塔结构要合理，尽可能地减轻塔身重量，便于安装、拆卸和运输等。(3)钻塔分为哪几类？a、入”字形钻塔：轻便 人”字形钻塔及两腿结构的金属钻塔均属此类，人”字形两脚钻塔也可以打中深钻孔。b、三脚钻塔：包括木质三角架、钢管或铝合金管制成的轻便三角塔。适用于打直孔、斜孔、浅孔或中深孔。c、四角钻塔(四脚钻塔)：它是由角钢或管钢构成的空间桁架。钻塔稳定性好，强度高。适用于中、深孔钻进，分为直塔和斜塔两种，分别适用于直孔、斜孔钻进。(4)简述钻塔的基本技术参数有哪些？a、塔高：钻塔高度指从钻塔大梁底面到天车梁底面的垂直高度。b、天车有效负荷：钻

21、塔天车有效负荷，是指钻塔的安全承载能力。提引大钩上允许负荷决定于天车有效负荷；c、塔顶与塔底尺寸：塔顶尺寸主要决定天车外部尺寸，一般钻塔塔顶面积1.1 X1.1至1.4X1.4平方米。塔顶尺寸决定于布置在钻塔中的设备尺寸及布置情况，并要保证操作方便和符合安全操作规程。一般塔底 尺寸为4X4至5X5平方米。d、工作台高度：工作台高度是指从钻塔底平面至工作台的垂直高度。一般工作台高度要低于立根长11.25米；下层工作台要适合于钻杆处于最上位置时维护水接头等工作的需要，一般距塔底33.5米。e、钻塔自重：钻塔自重与塔的类型、结构、天车有效负荷及材质有关。在保证钻塔稳定性与强度的前提下，尽可能减轻钻塔

22、自重。(5)安装钻探设备如何选择地盘？安装钻探设备的地盘选择应根据以下原则：a、地盘的位置要由设计钻孔位置来确定；b、地盘的面积应根据不同类型钻探设备、辅助设备及循环系统来确定。c、地盘方位：垂直钻孔的地盘只考虑能够布置全套设备，及辅助设备和当地的季节风向即可。夏季应尽量使钻机前方正对主导风向，冬季则应背主导风向。对斜孔来说，是钻孔方位决定地盘的方位，应使地盘的纵长中心线与钻孔方位线相一致；d、平地盘时，应尽量减少土石方工作量，并修在稳固地带，地盘要求平坦、坚固；e、在平地修筑地盘要求修得平坦、坚固、挖好排水沟即可；在倾斜地面修筑地盘，在保证质量的前提下，采取削高填低的办法。也可采取少填方的办

23、法解决，但填方部分要夯实，以防塌陷。(6)什么叫有死绳的滑车系统和无死绳的滑车系统：这两种系统对天车的负荷有什么不同？有死绳的滑车系统是指提引钢丝绳头一端固定在地面(塔座)上的滑车系统，无死绳的滑车系统是指提引 钢丝绳头一端固定在动滑车或天车轴上的滑车系统。当提引器(钩)的负荷相同的情况下，无死绳的滑车 系统所产生的天车负荷比有死绳的滑车系统要小(少一根钢绳的拉力)。(7)钻杆的作用有哪些？钻杆的作用，主要是传送扭矩和轴心压力，输送冲洗液、化学浆液、水泥浆等。在绳索取心钻进中，钻杆 还是投送取心器的通道，在某些情况下，钻杆丝扣加工成反丝是用于处理孔内事故或反转纠斜钻进。(8)哪些管材不能下孔使

24、用？a、凡钻杆直径单边磨损 2毫米或均匀磨损达 3毫米、弯曲度超过3毫米/米的均不能下入孔内使用；b、岩心管磨损超过壁厚的 1/3、弯曲度超过2毫米/米的不能下孔使用；c、各种管材有微小裂隙、丝扣严重磨损、旷动或明显变形时，都不能下入孔内使用；d、加工质量不合乎管材质量标准要求的，不能下入孔内使用；(9)金刚石钻进用的钻杆的性能为什么要求比常规钻进用的钻杆高？金刚石钻孔的口径小，转速高，因此对金刚石钻进用钻杆的性能要求比常规钻杆高得多，其原因如下：a、金刚石钻进时的转速较高，钻具回转所消耗的功率较大，因此钻杆承受的扭矩和扭应力也较大，容易产生疲劳现象。高转速所引起钻杆柱的剧烈震动，也使钻杆的强

25、度大大降低；b、金刚石钻进钻孔的直径小，目前国内主要用的口径为4656毫米的，钻进深度为 6001000米的钻孔，有时还采用42毫米的钻杆钻进；c、由于口径小，钻杆只能用平接头连接，不允许采用向外丝钻杆那样的锁接头和胶皮箍，因此，钻杆表 面磨损较快。因此要求材质必须具备：屈服强度高，不易弯曲、变形；冲击韧性好，不易发生脆断、破裂现象；表面硬度高，耐磨性好。(10)钻铤在岩心钻探中的作用及选用要求是什么？钻铤由厚壁无缝钢管制造而成。其单位长度重量大，接在岩心管上部，可以起加压和拉直”钻杆的作用。由于钻铤的壁厚刚性大，钻进时可防止钻孔弯曲，如钻铤不直而弯曲，还会加剧钻孔弯曲，所以使用钻铤必须要使用

26、直的，还应使其总重量超过所需钻进钻压(易斜地层超过的大一些)，以保证整个钻杆柱的中 和点稳定地落在钻铤上。选用钻铤时，在保证冲洗液有足够的返回通道的前提下，尽可能增加直径，减少 孔壁间隙，以增加钻铤在孔内工作时的稳定性。(11)有哪些措施可以改善钻杆的工作条件，减少弯曲与磨损？a、钻杆上加胶箍：常规钻进均能使用，效果较好；b、主管表面抹润滑剂或使用乳状液，采用金刚石钻进时可广泛使用；c、减少钻头与钻杆的配比，以缩小钻杆与孔壁之间的间隙，从而减少钻杆弯曲，改善钻杆工作条件，这项措施在金刚石钻进时尤为重要；d、加强对钻杆的维护保养，定期检查，新旧钻杆分组使用，旧的放在浅孔或钻孔上部使用，新的放在下

27、部使用，使用丝扣油。(12)当前对钻杆改进方向主要有哪些方面？a、进行合理的热处理，通过适当的热处理保证钻杆的机械性能，提高管材的表面强度，耐磨性及刚性；b、制定合理的钻杆系列；c、合理的螺纹形状及连接方式；d、钻杆表面强化处理；e、使用轻合金钻杆。(13)钻探地基有哪几种类型？a、浅槽地基：适用于坚实的土壤地面，多用于浅孔、中深孔。b、卧枕地基：在比较松散的地面或填方部分不够坚实的着力点处用卧枕局部加固，即在基台着力点较重的部分，如钻塔、钻机、柴油机的位置，放卧枕以承受载荷。c、竖桩地基：适用于承受性较差的潮湿松散地面或土山坡地基的填方一侧；d、深坑地基：一般用于不坚实的土壤柴油机底座的基础

28、。e、混凝土地基：混凝土地基能承受较大的负荷，是较坚固的一种地基。主要用于表土软硬不均的情况下 安装震动较大的动力机械设备，及深孔钻进时钻塔塔腿的地基。(14)钻塔有哪两种安装方法？a、分层安装法；四角角钢钻塔一般较重较大，因此，多采用按层分节安装。安装时先将钻塔底座固定在基台上，然后将各 构件顺次把第一层装好，在横拉手处设置临时活动台板，并在台板中间或某处适当位置安装有滑轮的挑杆， 用以运送塔材，以安装第二层钻塔。如此往复直至钻塔安装完毕。b、整体安装法；整体安装法，就是在地面上把钻塔连接组成一整体，然后用钻机绞车或其他动力将整个钻塔竖立起来。一 般人”字形塔、三角塔均采用整体安装。在地形平

29、坦、场地教宽阔的地方和条件具备时四角塔也可以采用 整体安装法。这种方法由于建塔工作在地面进行，因而具有安全方便等优点。(15)钻塔安装使用时应注意哪些问题？a、安装钻塔时，所有的螺栓均应拧紧，尤其是龙门处的螺栓更为重要。另外，所有的斜拉筋及内斜拉手 都应安装上，以保证钻塔的稳定性；b、安装钻塔的地基要平，基台要扎实，不允许在安装时就发生偏斜，从而造成钻塔受力不均；c、绷绳必须绷紧，卸塔时严禁由塔上向下抛扔钻塔构件，以防构件摔弯造成偏心受压及局部压力增加， 降低钻塔的负荷力；d、钻进中，特别是在处理孔内事故强力起拔时，要注意钻塔负荷，不要超过钻塔的额定负荷，必要时采 取加固措施。(16)钻探设备安装有何要求？a、各种机台木的长度、数量