水井钻机干岩石需要哪些配置

A. 打水井有哪些类型的设备

现在最常用的就是打水井钻机。包括动力设备和钻头、钻杆、岩心管、钻架等。一般分回转式转机、冲击式钻机和复合式转机3大类。
机构组成
1、液压油泵:为双联式，大排量泵为动力头提供动力，小排量 泵为四个支腿油缸、起落桅杆油缸、加力/提

升滑车油缸提供动力。
2、四个支腿:小型打井设备由液压油缸和固定架组成。可在工作现场调整机体的水平度，起到支撑和稳定机体的作用。
3、桅杆:为巨型钢管、槽钢和角钢 组合焊接的框架结构，以两侧槽钢的内槽为动力头上下运行的轨道，保证钻孔的垂直度。打井桅杆的起落由液 压油缸完成。

4、动力头:采用齿轮减速箱的机构，其低速轴中间有一个大孔的芯轴，芯轴的上口可与混 凝土灌注设备的胶管接口连接，进行灌注混凝土;芯轴的下口通过法兰盘连接钻杆、钻头。高速轴由大扭 矩液压马达驱动。

B. 钻井设备是什么

钻井设备主要指的是钻机。现代石油钻机是一套联合的工作机组，由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成，还有井架、底座等结构，以及电力、液压和空气动力等辅助设备。当前，我国乃至世界广泛使用的是旋转钻井法，其相应的钻井设备称为转盘旋转钻机，见图4-1。

一、钻机的组成

根据钻井工艺各工序的不同要求，一套钻机必须具备下列系统和设备。

（一）起升系统

起升系统主要包括主绞车、辅助绞车（或猫头）、辅助刹车（水刹车、电磁刹车等）、游动系统（包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩）以及悬挂游动系统的井架等。另外还有起下钻具操作使用的工具及设备（吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等）。绞车是该系统的核心部件。

图4-1典型旋转钻井设备

①—转盘；②—防喷器组（二）旋转系统

钻机的旋转系统主要由转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、配合接头、钻头等组成，转盘驱动方钻杆、钻杆、钻头破碎岩石，钻出井眼，所以转盘是该系统的核心设备。另外，丛式井或定向井还需配备井下动力钻具，这就构成了旋转钻进系统。

（三）循环系统

钻井液循环系统设备主要由钻井泵、振动筛、除砂器、除泥器、离心机、钻井液罐、钻井液枪、钻井液搅拌器、混合漏斗等组成，钻井泵是该系统的核心设备。

（四）动力系统

动力系统为钻机提供动力。不同的钻机配备的动力设备不一样。机械钻机主要以柴油机为动力设备，电动钻机主要以电动机为动力设备。目前国内外主要以柴油机和柴油发电机作为钻机动力源。

（五）传动系统

传动系统的主要任务是把动力设备的机械能传递和分配给绞车、钻井泵和转盘等工作机。传动系统在传递和分配动力的同时具有减速、并车、倒车等特种功能。石油钻机的传动方式有机械传动（包括万向轴、减速箱、离合器、链传动和三角带传动等）、机械—涡轮传动（液力传动）、电传动、液压传动。

（六）控制系统

为了使钻机各个系统协调工作，钻机上配有气控制、液压控制、机械控制和电控制等各种控制设备，以及集中控制台和显示仪表等。

（七）底座系统

钻机底座是钻机组成重要部分，包括钻台底座、机房底座和钻井泵底座等。车装钻机的底座就是汽车或拖拉机的底盘。钻机底座主要用来安装钻井设备，以及方便钻井设备的移运等。

（八）辅助系统

成套钻机除具有上述的主要设备外，还必须配备供气设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备、辅助发电设备及起重设备，在寒冷地区钻井时还应配备保温设备，以保证钻机能安全、可靠运行。

二、钻机类型

（一）按钻井深度划分

（1）浅井钻机：指钻井深度不大于2500m的钻机，主要有用于钻地质调查井的钻机、岩心钻机、水井钻机、地震及炮眼钻机等；

（2）中深井钻机：指钻井深度在2500～4500m之间的钻机；

（3）深井钻机：指钻井深度在4500～6000m之间的钻机；

（4）超深井钻机：指钻井深度超过6000～9000m之间的钻机；

（5）特超深井钻机：指的是钻井深度超过9000m的钻机。

上述的中深井钻机、深井钻机、超深井钻机主要用于钻生产井、注水井及勘探井等深井。

（二）按驱动设备类型划分

（1）机械驱动钻机：包括柴油机直接驱动或柴油机—液力驱动的钻机，以及采用三角胶带、链条、齿轮等主传动副进行统一、分组或单独驱动的钻机。

（2）电驱动钻机：包括交流电驱动钻机、直流电驱动钻机等。目前主要采用AC-AC交流电驱动，AC-SCR-DC可控硅整流直流电驱动及AC-DC-AC交流变频电驱动。

（3）液压钻机：通过液压动力和传动方式驱动的钻机。

三、钻机标准

石油钻机标准主要包括钻机参数标准、钻机最大井深标准、钻机等级标准及钻机型号标准。

（一）钻机参数标准

（1）名义钻深范围：钻机在规定的钻井用绳下，使用规定的钻柱时钻机的经济钻井深度范围。

（2）最大钩载：钻机在规定的最多绳数下进行作业时，大钩上所允许的最大载荷。

（3）钻井绳数：用于正常钻进、起下钻柱时的游动系统（属上述起升系统）有效绳数。

（4）游动系统最多绳数：钻机配备的天车、游车轮系所能提供的最多有效绳数。

（二）钻机等级标准

我国对石油钻机等级规定了九个级别，即ZJ10/585，ZJ15/900，ZJ20/1350，ZJ40/2250，ZJ50/3150，ZJ70/4500，ZJ90/6750，ZJ120/9000。

其中“ZJ”为钻机汉语拼音字头；10、15、20、40、50、70、90、120为最大钻井深度（单位为m）的1/100；585、900、1350、2250、3150、4500、5850、6750、9000为钻机最大钩载（单位为kN）。

（三）石油钻机型号标准

下面举例说明钻机型号标准：

ZJ15/900DBZ-2，表示交流变频自走式车载钻机，最大钻深1500m，最大钩载900kN，第三代产品；

ZJ40/2250L，表示链条为主驱动原型模块式机械钻机，最大钻深4000m，最大钩载2250kN；

ZJ50/3150DB-1，表示模块式交流变频电驱动钻机，最大钻深5000m，最大钩载3150kN，第二代产品；

ZJ70/4500DZ：表示模块式DC-SCR-DC驱动的可控硅整流电驱动钻机，最大钻深7000m，最大钩载4500kN。

四、钻井绞车

钻井绞车不仅是起升系统设备，而且也是整个钻机的核心部件，是钻机三大工作机之一。

（一）钻井绞车应具备的功能

根据钻井工艺的特点，所配备的绞车应具有以下功能：

（1）具有足够大的功率。有提升最重钻柱和解卡能力，在最低转速下钢丝绳能产生足够大的拉力，保证游动系统安全可靠。

（2）各提升部件具有足够的强度和刚度。滚筒、滚筒轴、轴承以及各机构、易损件具有足够长的寿命。

（3）绞车滚筒具有足够的尺寸和容绳量，保证缠绳状态良好以延长钢丝绳寿命。

（4）能适应起重量的变化，具有足够的起升挡数，以提高功率利用率，节约起升时间。

（5）具有灵敏而可靠的刹车机构及强有力的辅助刹车，能准确调节钻压、均匀送进钻具，在下钻过程中能随意控制下放速度以及能在较省力的状态下将最重钻柱载荷刹住。

（6）具有一个或两个猫头——紧扣猫头和卸扣猫头，以满足用大钳紧扣和卸扣及其他辅助起重的需要，有时还应配有死猫头。

（7）具有稳定的支架和底座；整个绞车不应超重、超宽、超长、超高，以免给运输带来困难；传动部分应有严密的保护罩，易损件要拆卸、更换方便。

（8）采用集中控制，使控制手柄、刹把、指重表等集中在司钻控制台上，便于司钻的操作。

（二）绞车的结构类型

绞车种类繁多，有多种分类方法，如按轴数分，有单轴、双轴、三轴及多轴绞车；按滚筒数目分，有单滚筒和双滚筒绞车；按提升速度分，有二速、三速、四速、六速、八速绞车。常用的是三轴绞车。

五、钻井泵

钻井泵是钻井液循环系统中的关键设备，现场习惯称为泥浆泵，一般用于在高压下向井底输送高黏度、高密度和含砂量较高的钻井液（同时也是井底动力钻具的动力液），以便冷却钻头和携带岩屑等。

（一）钻井泵的分类

钻井泵的种类较多，石油矿场上常用的是三缸单作用卧式往复泵，这种泵活塞在液缸中往复一次吸入或排出液体。

我国用于石油和天然气钻井的国产钻井泵已逐步系列标准化，如3NB××1000，3NB××1300，3NB××1600等。其中NB表示“钻井泵”、NB前面的数字表示泵的液缸数，无数字则为双缸泵；NB的下标表示设计序号，后面的数据表示泵的额定输入功率（单位为hp）。

（二）钻井泵的基本参数

钻井泵工作能力的大小可以用其基本参数来表示，分别是流量、压头、功率、效率、冲次和泵压。

1．流量

流量是指在单位时间内泵通过排出管输出的液体量。流量通常以体积单位表示，又称为体积流量，其单位为L/s或m3/s。钻井泵中的流量又分为平均流量和瞬时流量，现场上所说的流量一般是指平均流量。石油矿场上又习惯把流量称作排量。

2．压头

压头指的是单位质量的液体经泵压所增加的能量，也称为扬程。

3．功率和效率

功率是指泵在单位时间内所做的功。一般把在单位时间内发动机传到泵轴上的能量称作输入功率或主轴功率。把在单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率。功率的单位为“kW”。泵的效率是指有效功率与输入功率之比。

4．冲次

泵的冲次是指在单位时间内活塞的往复次数，单位为“次/min”。

5．泵压

泵压是指泵排出口处的液体压力，单位为“MPa”。

C. 钻孔直径一米的水井钻机

产 品 说 明
TL-600型工程、水井钻机 产品主要特点及用途：

YTL-600型工程、水井钻机主机采用单卷扬机组，水冷式结构，能及时降低卷扬机的温度，提升能力大，大模数、双曲面转盘，保证了钻机运转平稳、扭矩大、使用寿命长；YTL-600型水井、工程钻机已成为高层建筑、公铁路桥梁、地质矿井、港口、水坝基础及深水井钻进的必配设备。

技术参数
钻孔深度（m） 600 80
钻孔直径（mm） 500 2000
转盘通孔直径（mm） 500
转盘转速（正反转）(r/min) 37；57；85
转盘额定输出扭距（KN.m） 20
卷扬提升能力（单绳）（KN） 40
水龙头承载能力（KN） 240
主机配套动力（KW） 45
主钻杆（mm） ￠114×8×7000
副钻杆（mm） ￠89×10×6000
工作状态（mm） 按用户要求可配A13、A15、A18架子
主机重量（kg） 3500

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D. 钻水井有哪些工具

打井机的工作方式是泵吸反循环式。其工作原理是：在大气压力的作用下，循环液由沉淀池经回水沟沿着井孔的环状间隙流到井底，此时转盘驱动钻杆，带动钻头旋转进行钻进，由泥浆泵抽吸建立的负压把碎屑泥浆吸入钻杆内腔，随后上升至水龙头，经泥浆泵排入沉淀池，沉淀后的循环液继续流入井孔，如此周而复始，形成了反循环的钻进工作。

新型反循环入岩钻头，提供一种耐磨的钻头。每个刮刀片的刃面倾斜于水平面，在每个刮刀片的刃部镶焊金刚石复合片、侧面上镶焊硬质合金块。由于使刮刀片的刃部倾斜于水平面，在利于钻进地表较软地层；在刃部镶焊金刚石，有利于破碎硬度较高的岩石井段，提高了钻进速度；在刮刀片的侧面镶焊硬质合金块，保证井径不随钻进而变小，有利于完井作业，根据实验所得结论，用本钻具，可连续钻进出口700－800米，也就是说，打50米深的水井可连续打15口以上，而原来的钻头却每打一口井就要维修一次。

E. 常用的水井钻机钻头有哪几类

常用的水井钻机钻头有三翼钻头，合金钻头，金刚石钻头，复合片钻头，牙轮钻头，潜孔钻头，偏心钻头等。

F. 岩石井施工方案

咨询记录 · 回答于2021-07-22

G. 水文水井钻进工艺

(一)概述

水文水井钻探的主要目的是为了勘察和开发利用地下水资源。而为了获得水文地质资料所进行的钻探工程称水文地质钻探工程;而为了工农业供水和人民生活饮用水需要进行的钻探工程称供水井钻探工程。习惯上统称为水文水井钻探工程。

1.水文地质钻探工程的任务

1)通过钻进采取岩心来研究水文地质剖面,确定含水层位、厚度、埋藏深度,查明岩石成分和岩性结构,研究含水层的孔隙性及水文地质条件,并通过钻探揭露含水层。

2)通过在钻孔内抽水、采取水样等试验达到确定地下水水位、水质、地下水的水力性质及含水层与地表之间的水力联系,含水层的水理性质等水文地质参数。

3)通过在钻孔内长期观测来了解区域水文地质情况,预测其变化趋势,为经济建设提供长久的地下水情报。

在水文地质钻探工程中,根据水文地质勘察的性质和阶段可以设计成不同种类的专用钻孔,如水文普查孔、水文勘探钻孔和探采结合钻孔。

2.供水井钻探工程的任务

供水井钻探工程是为了工农业供水而采用的钻进工程。因而它的任务是根据水文地质资料和用户要求为用户提供优质的水井。有些水文地质钻孔在完成勘探任务以后,应尽量转交地方做生产井,即所谓探采结合孔。供水井钻探工程的钻孔直径较大,习惯上称为井。

3.水文水井钻探工程的特点

由于水文水井钻探工程的任务与其他类型钻探工程不同,因而水文水井钻探工程具有以下特点:

1)地层复杂。水文水井钻探工程大多数是在第四系的卵砾石层、砂层或黏土层中进行钻进工作。这些地层给钻探工程带来的问题是坍塌、漏失和不易取心等。即使在基岩层中钻进,也多半是断裂带、溶洞或破碎带。这类地层,在钻探上统称为“复杂地层”,即发生事故多、效率低、钻进取心困难。

2)钻孔结构复杂。由于要获得准确的水文地质资料,就要求切断各含水层之间的水力联系。因此,下入的套管层次多,钻孔直径大,止水封闭要求严格,故井身结构较岩心钻探工程要复杂得多。

3)钻进方法多。由于地层复杂,即使在同一个钻孔中往往遇到不同的几种地层。因此,近年来水文水井钻探工程的钻进方法发展很快,出现了相当多的行之有效的钻进方法,如冲击钻进、反循环钻进、空气钻进、潜孔锤钻进和震动钻进等。

4)设备类型多。由于水文水井应用范围广及钻进方法的改进,近几年来世界各国都发展了相应的水文水井钻探设备。因此,与其他类型钻探工程相比,水文水井钻探工程设备类型较多。常用钻机为SP系列转盘式水文水井钻机,如SPJ-300型、SPC-300H型、SPC-600型;CZ系列钻机如CZ-22型、CZ-22-1型、CZ-30型,以及XY系列各型钻机等。其他主要设备还有动力机(电动机或柴油机)、泥浆泵(常用BW型)、桅杆或门字形钻架。

5)劳动强度大。由于水文水井钻探工程钻孔直径大,破碎岩屑多,但深度较浅(相对石油钻而言),因此,给钻探工作带来了很多不便实现机械化操作问题,如换钻具、清渣等工作,这些都使劳动强度大大增加。

6)钻进过程完成后还需进行成井和抽水试验,成井工艺过程为:冲孔换浆—安装井管—填砾—止水—洗井—抽水试验。

(二)水文水井钻进工艺

1.水文地质和水井钻孔的分类

(1)水文地质普查孔

在未进行水文地质工作的地区,通过钻探了解地层情况,含水层的埋藏条件、构造等。这类钻孔采用常规口径钻进,其质量按钻探六项质量指标要求,即岩心采取率、钻孔弯曲度、校正孔深误差、简易水文地质观测、封孔及钻孔原始记录和技术档案。

(2)水文地质勘探孔

水文地质勘探孔,除达到水文地质钻孔的质量要求外,还需取得地下水位、水量、水质、水温以及其他水文地质资料,为此需进行抽水等试验。这就需要将钻孔直径加大,进行下管、填砾、止水、洗井等成井工序,然后再进行抽水试验和水文地质观测工作。

(3)水文地质长期观测孔

水文地质长期观测孔是通过钻孔定时测定地下水位,以了解大范围内地下水动态变化。

(4)探采结合孔

水文地质勘探孔在满足水文地质勘探之目的后,应根据用户的要求,进行扩孔成井,或在勘探孔施工时就按供水井要求进行,在取得水文地质勘探资料后,移交用户做供水井使用。

(5)供水井

为满足供水需要而进行钻井成井。按成井规范要求,一般其钻孔直径都较大。

2.水文地质和水井钻孔(井)身结构要素

(1)孔(井)深

钻孔(井)深度由勘探或开采地下水目的层的埋藏深度决定。钻穿设计最后一层含水层3～5m即可终孔。

(2)孔(井)径

钻孔(井)直径包括开孔直径、终孔直径以及换径次数。终孔直径按地质要求不能小于110mm,同时还应考虑滤水管的直径和抽水泵泵体外径的尺寸。换径次数由地质情况决定。开孔直径由终孔直径和换径次数计算得出。

3.水文地质和水井钻孔的分类

(1)水文地质钻孔结构

水文地质钻孔结构如图4-17所示。

1)水文地质普查钻孔。这类钻孔要求全孔取心,取心孔段钻孔直径要求不小于110mm。因此终孔直径—般为110mm。

2)水文地质勘探钻孔。这类钻孔除要求取心外,还要进行抽水试验,并要求滤水管直径不小于108mm,同时还应考虑填砾时对钻孔直径的要求。

3)水文地质观测钻孔。这类钻孔是在取得水文地质资料后,为监测地下水活动规律而保留的水文地质勘探钻孔。其孔径应满足观测工具、仪器顺畅工作。

(2)探采结合孔

探采结合孔要同时满足勘探和成井的要求。多采用直径146mm或更大的滤水管,上部井管直径要比下入井内的抽水泵泵体直径大一级。钻孔可以一径到底,井管变径可用异径接头连接(图4-18)。

图4-17 水文地质钻孔结构图

图4-18 探采结合钻孔结构图

(3)供水井井身结构

供水井井径大,管外止水常采用永久性封固。所以在确定供水井结构时应充分考虑这些特点以及用户要求和水井的深度。

1)浅供水井(浅井)。指井深小于100m的供水井。这类水井一般做农田灌溉井,井径一般大于400mm。浅供水井多采用一径成井的结构(图4-19)。

2)中深供水井。指井深为100～300m的供水井,井径多在200～300mm。中深供水井可采用一径或两径成井的结构。

3)深供水井。指井深超过300m的供水井。深供水井要求对非供水层需进行严格封隔,保护水质,且中间采用多层套管,结构复杂,常采用的结构形式如图4-20所示。

图4-19 浅供水井结构图

图4-20 深供水井结构图

图4-21 基岩供水井结构图

4)基岩供水井。岩石中的裂隙、岩溶是地下水赋存和运动的场所。当开发岩石中的水时,必须将上部地表水或第四系的含水层加以封隔,以保护岩石中水的质和量,其结构如图4-21所示。

以上水井结构都比较单一。随着钻探技术的发展,已出现了井下局部扩孔、横向输水井、辐射井等结构形式,应及时总结、推广和应用。

H. 打井选购空压机一般有什么要求

主要看你配多大的冲击器，大的就选排气量大点的，给你几点选购空压机的注意事项。
一. 排气压力：
压缩机的排气压力越大，耗能越多。将使用压力、管路阻力损失及配套设备的压力降之和，定为选用压缩机额定

排气压力的下限值，一般情况下，应把输气管路的通径选大些，以减少阻力损失，达到长期运行减少能耗的目的

。压缩机的排气压力越大，耗能越多。所以不要选用过高排气压力的压缩机。

二. 排气量：
计算出实际用气总量×1.1—1.2系数，作为选用排气量的机型，如选用过低，达不到用气设备的规定值，选用过

大，则造成减荷能耗大，减荷运行的不经济性。同时选用大排气量压缩机的购置费用较高。

三. 对压缩空气品质的要求：
根据用气设备对压缩机气体的要求，应适宜的选用压缩机及配套设备。需考虑的有以下几点：
〖1〗降低压缩气体中的含油量，可采用除油净化器，如处理指标高，可选用多级处理。
〖2〗降低压缩气体中的含水量，可采用除水设备配套。
〖3〗选用冷冻干燥机可作到露点温度-23℃。
〖4〗如要求再高，可采用吸附式干燥机，可作到露点温度-40℃。

四：购置前应考虑周到，看一下空压机配件之类的，免除使用时才发现的困扰。