水井鑽機施工鑽進方法有很多種,常見的方法有以下三種:
一、衝擊回轉鑽進
氣動潛錘鑽進是采用一種衝擊回轉鑽進的方法,該類型水井鑽機也就是人們常說的“氣鑽”,它以鑽頭衝擊碎岩為主,通過不斷回轉來改變鑽頭方位以提高碎岩效率。常用的氣動潛孔錘鑽進是以轉盤或動力頭驅動鑽杆和潛孔錘回轉,並以高壓、大風量的壓縮空氣驅動潛孔錘的活塞,以高頻率衝擊鑽頭破碎岩石,通過鑽頭排出的壓縮空氣將岩屑帶出井外。在氣動潛錘鑽進過程中,壓縮空氣既作為循環介質來吹洗鑽井、冷卻鑽頭,將岩屑從井底帶起並排出井外,亦為潛孔錘提供動力。氣動水井鑽機鑽進效率高,鑽進堅硬岩層效果更為顯著,又不受供水條件限製,非常適應水井施工發展方向。
二、衝擊鑽進
衝擊鑽進是鑿井發展曆程中最古老的一種打井方法,又稱為頓鑽,分為鋼絲繩衝擊鑽進和鑽杆衝擊鑽進兩種方法,水井施工一般采用鋼絲繩衝擊鑽進方法。它是借助於具有一定重量的鑽頭,在一定的高度內周期性地衝擊井底以破碎岩層,在每次衝擊之後,鑽頭或抽筒在鋼絲繩帶動下回轉一定的角度,從而使鑽井得到規則的圓形斷麵。
在水井施工中,該方法主要用於弱含水地層、較大口徑的水井鑽進,在卵石、礫石層、致密的基岩層鑽進效果較好。在第四紀地層中鑽進,多使用工字形鑽頭和抽筒式鑽頭,在基岩層中多使用十字形鑽頭或圓形鑽頭。
衝擊式水井鑽機結構簡單,一般沒有循環洗井係統,岩屑的清除與鑽井機不能同時進行,因而功效較低,鑽井深度一般較淺,多適於在卵礫石層或風化岩層中施工。
衝擊鑽進雖速度慢、效率低,但具有設備簡單、成井口徑粗、成本低等優點,能較好地滿足缺水地區較大口徑淺機井的施工需求。
三、回轉鑽進
回轉鑽進是當前最常用的鑽井方法,分為正循環鑽進和反循環鑽進兩種方法。
回轉鑽進工法就是通過回轉機構帶動鑽具旋轉,鑽具端部安裝的鑽頭切削土壤或研磨岩石進行鑽進,采用高壓水泵將衝洗介質(水、鑽井衝洗液)以一定的流量和壓力注入鑽具,將孔內的渣土排出,進而成孔。
按動力傳遞方式,旋轉式水井鑽機又可分為動力頭、轉盤鑽和井下動力鑽多種。
動力頭式水井鑽機則通過液壓由頂部提供動力驅動轉杆,帶動鑽頭來破碎岩石。
轉盤鑽井機在鑽台的井口處裝置轉盤,轉盤中心部分有方孔,鑽柱上端的方鑽杆穿過該方孔,方鑽杆下接鑽柱和鑽頭,動力驅動轉盤時帶動鑽柱和鑽頭一起旋轉,從而達到破碎岩石的目的。
井下動力鑽井機則利用井下動力鑽具帶動鑽頭來破碎岩石,在鑽進時鑽柱不轉動,所以設備磨損小、使用壽命長,特別適用於定向鑽進,又分為渦輪鑽、螺杆鑽和電動鑽等形式。
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