快速鑽水設備

① 水文地質鑽探設備及鑽探工具

水文地質鑽探機械設備主要是鑽機、水泵（泥漿泵）、動力機。

選擇適宜的鑽探版機械設權備是勘探和開采地下水的基本要求之一。目前，我國常用的水文地質鑽機有：轉盤式鑽機、回轉取心鑽機、反循環回轉鑽機、鋼絲繩沖擊鑽機等幾種。復合式多能鑽機也有應用。類型很多，性能和使用條件各有差異。選擇哪種類型的鑽機進行勘探工作，主要取決於勘查設計提出的任務和要求，工作區的地層岩性，終孔深度和口徑大小，同時，也要考慮現有設備和施工條件等方面的情況。

水泵是給水和排水的主要機械設備，也是鑽探的配套設備。水文地質鑽探與供水排水常用的水泵有往復式水泵和離心泵兩種。

往復式水泵是容積式泵的一種，它是利用活塞在缸體內作往復運動，使工作室空間的容積發生變化而造成壓力差來吸入或排出液體。往復式水泵又可分為單作用和雙作用兩種（圖12-6）。鑽機用的泥漿泵大多是根據往復式水泵的工作原理製作的。

圖12-6 單作用與雙作用往復式水泵工作原理示意圖

1—活塞；2—缸套；3—吸水活閥；4—排水活閥；5—曲柄；6—連桿；7—十字頭

② 鑽井設備有哪些

鑽井設備由提升系統、旋轉系統、循環系統、傳動系統、驅動系統、控制系統、鑽機底座及輔助設備等八大系統組成。鑽井設備按功用分旋轉、提升、循環、動力與傳動、控制等系統：
1、旋轉系統主要設備是裝在鑽台井口上的轉盤，轉動時，通過方鑽桿帶動鑽柱和鑽頭旋轉鑽進。當採用井下動力鑽具帶動鑽頭旋轉時，轉盤用來承受反扭矩。
2、提升系統由絞車、井架、天車、游動滑車、大鉤、鋼絲繩等組成的一套起重設備。絞車主要用於起下鑽具、下套管和鑽進時控制鑽壓。井架用於安放天車和懸掛游動滑車、大鉤等提升設備與工具，以及起下、存放管柱。天車與游動滑車是一套復滑輪裝置，用以減少絞車鋼絲繩上的張力,大、中型鑽機復滑輪的鋼絲繩數一般為8～12股。
3、泥漿循環系統由泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水龍頭、鑽柱以及泥漿固控設備等組成。
4、固控設備用以清除井中返出的泥漿中的無用固相顆粒。常用的設備有振動篩、除砂器、除泥器、除氣器和離心分離機等。70年代末期，開始使用自動配製泥漿系統,與井控裝置聯用，可對井筒隨時進行可靠控制,自動保持泥漿比重恆定。在出現井噴預兆時，能自動調節泥漿比重及其他性能。
5、動力與傳動系統 包括動力機及傳動機組。動力機主要用柴油機、電動機或燃氣輪機。傳動機組有鏈條、皮帶、齒輪等機械傳動、液壓傳動和電傳動幾種，把動力傳遞給絞車、轉盤、泥漿泵等工作機。
6、控制系統 使各機組按照鑽井工藝需要，協調地進行工作。包括對動力機、絞車、轉盤、泥漿泵等的啟動、停車、調速、並車、換向等進行控制，方式有機械、氣壓、液壓、電控制等，並向電子計算機控制方向發展。
7、井控設備是用於油氣鑽井中保證安全鑽進的重要設備,包括防噴器、阻流管匯、壓井管匯、泥漿-氣體分離器等。防噴器用以防止井內泥漿和油、氣、水的噴出，防噴器有閘板防噴器、旋轉防噴器和萬能防噴器等類型，安裝在鑽台下的井口處，分別用於封閉鑽柱與套管之間的環隙或全部井口。此外，還有鑽柱內防噴器，用於封閉鑽柱內部空間。近代鑽井設備都配備數套不同類型的防噴器，組成井口防噴器組，用以控制不同的鑽井情況。

③ 鑽井設備是什麼

鑽井設備主要指的是鑽機。現代石油鑽機是一套聯合的工作機組，由動力機、傳動箱、絞車、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、轉盤、鑽井泵以及鑽井液凈化設備等組成，還有井架、底座等結構，以及電力、液壓和空氣動力等輔助設備。當前，我國乃至世界廣泛使用的是旋轉鑽井法，其相應的鑽井設備稱為轉盤旋轉鑽機，見圖4-1。

一、鑽機的組成

根據鑽井工藝各工序的不同要求，一套鑽機必須具備下列系統和設備。

（一）起升系統

起升系統主要包括主絞車、輔助絞車（或貓頭）、輔助剎車（水剎車、電磁剎車等）、游動系統（包括鋼絲繩、天車、游動滑車和大鉤）以及懸掛游動系統的井架等。另外還有起下鑽具操作使用的工具及設備（吊環、吊卡、卡瓦、大鉗、立根移運機構等）。絞車是該系統的核心部件。

圖4-1典型旋轉鑽井設備

①—轉盤；②—防噴器組（二）旋轉系統

鑽機的旋轉系統主要由轉盤、水龍頭、方鑽桿、鑽桿、鑽鋌、配合接頭、鑽頭等組成，轉盤驅動方鑽桿、鑽桿、鑽頭破碎岩石，鑽出井眼，所以轉盤是該系統的核心設備。另外，叢式井或定向井還需配備井下動力鑽具，這就構成了旋轉鑽進系統。

（三）循環系統

鑽井液循環系統設備主要由鑽井泵、振動篩、除砂器、除泥器、離心機、鑽井液罐、鑽井液槍、鑽井液攪拌器、混合漏斗等組成，鑽井泵是該系統的核心設備。

（四）動力系統

動力系統為鑽機提供動力。不同的鑽機配備的動力設備不一樣。機械鑽機主要以柴油機為動力設備，電動鑽機主要以電動機為動力設備。目前國內外主要以柴油機和柴油發電機作為鑽機動力源。

（五）傳動系統

傳動系統的主要任務是把動力設備的機械能傳遞和分配給絞車、鑽井泵和轉盤等工作機。傳動系統在傳遞和分配動力的同時具有減速、並車、倒車等特種功能。石油鑽機的傳動方式有機械傳動（包括萬向軸、減速箱、離合器、鏈傳動和三角帶傳動等）、機械—渦輪傳動（液力傳動）、電傳動、液壓傳動。

（六）控制系統

為了使鑽機各個系統協調工作，鑽機上配有氣控制、液壓控制、機械控制和電控制等各種控制設備，以及集中控制台和顯示儀表等。

（七）底座系統

鑽機底座是鑽機組成重要部分，包括鑽台底座、機房底座和鑽井泵底座等。車裝鑽機的底座就是汽車或拖拉機的底盤。鑽機底座主要用來安裝鑽井設備，以及方便鑽井設備的移運等。

（八）輔助系統

成套鑽機除具有上述的主要設備外，還必須配備供氣設備、井口防噴設備、鑽鼠洞設備、輔助發電設備及起重設備，在寒冷地區鑽井時還應配備保溫設備，以保證鑽機能安全、可靠運行。

二、鑽機類型

（一）按鑽井深度劃分

（1）淺井鑽機：指鑽井深度不大於2500m的鑽機，主要有用於鑽地質調查井的鑽機、岩心鑽機、水井鑽機、地震及炮眼鑽機等；

（2）中深井鑽機：指鑽井深度在2500～4500m之間的鑽機；

（3）深井鑽機：指鑽井深度在4500～6000m之間的鑽機；

（4）超深井鑽機：指鑽井深度超過6000～9000m之間的鑽機；

（5）特超深井鑽機：指的是鑽井深度超過9000m的鑽機。

上述的中深井鑽機、深井鑽機、超深井鑽機主要用於鑽生產井、注水井及勘探井等深井。

（二）按驅動設備類型劃分

（1）機械驅動鑽機：包括柴油機直接驅動或柴油機—液力驅動的鑽機，以及採用三角膠帶、鏈條、齒輪等主傳動副進行統一、分組或單獨驅動的鑽機。

（2）電驅動鑽機：包括交流電驅動鑽機、直流電驅動鑽機等。目前主要採用AC-AC交流電驅動，AC-SCR-DC可控硅整流直流電驅動及AC-DC-AC交流變頻電驅動。

（3）液壓鑽機：通過液壓動力和傳動方式驅動的鑽機。

三、鑽機標准

石油鑽機標准主要包括鑽機參數標准、鑽機最大井深標准、鑽機等級標准及鑽機型號標准。

（一）鑽機參數標准

（1）名義鑽深范圍：鑽機在規定的鑽井用繩下，使用規定的鑽柱時鑽機的經濟鑽井深度范圍。

（2）最大鉤載：鑽機在規定的最多繩數下進行作業時，大鉤上所允許的最大載荷。

（3）鑽井繩數：用於正常鑽進、起下鑽柱時的游動系統（屬上述起升系統）有效繩數。

（4）游動系統最多繩數：鑽機配備的天車、游車輪系所能提供的最多有效繩數。

（二）鑽機等級標准

我國對石油鑽機等級規定了九個級別，即ZJ10/585，ZJ15/900，ZJ20/1350，ZJ40/2250，ZJ50/3150，ZJ70/4500，ZJ90/6750，ZJ120/9000。

其中「ZJ」為鑽機漢語拼音字頭；10、15、20、40、50、70、90、120為最大鑽井深度（單位為m）的1/100；585、900、1350、2250、3150、4500、5850、6750、9000為鑽機最大鉤載（單位為kN）。

（三）石油鑽機型號標准

下面舉例說明鑽機型號標准：

ZJ15/900DBZ-2，表示交流變頻自走式車載鑽機，最大鑽深1500m，最大鉤載900kN，第三代產品；

ZJ40/2250L，表示鏈條為主驅動原型模塊式機械鑽機，最大鑽深4000m，最大鉤載2250kN；

ZJ50/3150DB-1，表示模塊式交流變頻電驅動鑽機，最大鑽深5000m，最大鉤載3150kN，第二代產品；

ZJ70/4500DZ：表示模塊式DC-SCR-DC驅動的可控硅整流電驅動鑽機，最大鑽深7000m，最大鉤載4500kN。

四、鑽井絞車

鑽井絞車不僅是起升系統設備，而且也是整個鑽機的核心部件，是鑽機三大工作機之一。

（一）鑽井絞車應具備的功能

根據鑽井工藝的特點，所配備的絞車應具有以下功能：

（1）具有足夠大的功率。有提升最重鑽柱和解卡能力，在最低轉速下鋼絲繩能產生足夠大的拉力，保證游動系統安全可靠。

（2）各提升部件具有足夠的強度和剛度。滾筒、滾筒軸、軸承以及各機構、易損件具有足夠長的壽命。

（3）絞車滾筒具有足夠的尺寸和容繩量，保證纏繩狀態良好以延長鋼絲繩壽命。

（4）能適應起重量的變化，具有足夠的起升擋數，以提高功率利用率，節約起升時間。

（5）具有靈敏而可靠的剎車機構及強有力的輔助剎車，能准確調節鑽壓、均勻送進鑽具，在下鑽過程中能隨意控制下放速度以及能在較省力的狀態下將最重鑽柱載荷剎住。

（6）具有一個或兩個貓頭——緊扣貓頭和卸扣貓頭，以滿足用大鉗緊扣和卸扣及其他輔助起重的需要，有時還應配有死貓頭。

（7）具有穩定的支架和底座；整個絞車不應超重、超寬、超長、超高，以免給運輸帶來困難；傳動部分應有嚴密的保護罩，易損件要拆卸、更換方便。

（8）採用集中控制，使控制手柄、剎把、指重表等集中在司鑽控制台上，便於司鑽的操作。

（二）絞車的結構類型

絞車種類繁多，有多種分類方法，如按軸數分，有單軸、雙軸、三軸及多軸絞車；按滾筒數目分，有單滾筒和雙滾筒絞車；按提升速度分，有二速、三速、四速、六速、八速絞車。常用的是三軸絞車。

五、鑽井泵

鑽井泵是鑽井液循環系統中的關鍵設備，現場習慣稱為泥漿泵，一般用於在高壓下向井底輸送高黏度、高密度和含砂量較高的鑽井液（同時也是井底動力鑽具的動力液），以便冷卻鑽頭和攜帶岩屑等。

（一）鑽井泵的分類

鑽井泵的種類較多，石油礦場上常用的是三缸單作用卧式往復泵，這種泵活塞在液缸中往復一次吸入或排出液體。

我國用於石油和天然氣鑽井的國產鑽井泵已逐步系列標准化，如3NB××1000，3NB××1300，3NB××1600等。其中NB表示「鑽井泵」、NB前面的數字表示泵的液缸數，無數字則為雙缸泵；NB的下標表示設計序號，後面的數據表示泵的額定輸入功率（單位為hp）。

（二）鑽井泵的基本參數

鑽井泵工作能力的大小可以用其基本參數來表示，分別是流量、壓頭、功率、效率、沖次和泵壓。

1．流量

流量是指在單位時間內泵通過排出管輸出的液體量。流量通常以體積單位表示，又稱為體積流量，其單位為L/s或m3/s。鑽井泵中的流量又分為平均流量和瞬時流量，現場上所說的流量一般是指平均流量。石油礦場上又習慣把流量稱作排量。

2．壓頭

壓頭指的是單位質量的液體經泵壓所增加的能量，也稱為揚程。

3．功率和效率

功率是指泵在單位時間內所做的功。一般把在單位時間內發動機傳到泵軸上的能量稱作輸入功率或主軸功率。把在單位時間內液體經過泵後增加的能量稱作泵的有效功率。功率的單位為「kW」。泵的效率是指有效功率與輸入功率之比。

4．沖次

泵的沖次是指在單位時間內活塞的往復次數，單位為「次/min」。

5．泵壓

泵壓是指泵排出口處的液體壓力，單位為「MPa」。

④ 什麼是水鑽打孔機

在打孔的時候有水。這樣可以防止灰塵出現很多。而且水鑽打孔精確度是非常高的，水鑽不會震動。

利用高壓使水流通過極為細小的空隙，由於該細小水流速度極快，擁有極高的動能，因而能輕易地在鋼板上打孔或者切割鋼材等其他堅硬的物體。水鑽成孔即在鑽進過程中，通過水或泥漿的循環，在冷卻鑽、排除渣土的同時，使水同泥土攪拌混合成泥漿，起護壁的作用，此工藝在國內被大范圍的採用。

(4)快速鑽水設備擴展閱讀：

注意事項：

1、水鑽應由專人操作和保管，操作人員要進行專門的培訓。

2、平常保持鑽機的清潔和乾燥，存放保管中不得使電機進水，不使用時候，要及時把鑽機擦拭乾凈，並且放在乾燥的房間內，長期不用時候，鑽頭要卸下來，且導軌上要塗一層油脂。

3、施工現場所有設備、設施、安全裝置、工具配件以及個人勞保用品必須經常檢查，確保完好和使用安全。

4、作業時操作人員一定要穿絕緣鞋，戴安全帽，戴絕緣手套。

5、作業時，必須使水鑽固定可靠，以防事故發生，高處作業時要有一定的安全措施。操作前，檢查機架固定是否牢靠，鑽頭是否裝好。

⑤ 石油鑽井設備及工具有哪些

為了勘探與開采蘊藏在地層深處的石油和天然氣，人們必須利用各種鑽井設備與工具，鑽穿堅硬而復雜的地層，這便是鑽井工作的主要任務。為了滿足我國石油工業飛速發展的需要，必須多打井、快打井、打好井，實現鑽井速度翻番。為此，在充分調動人的積極因素的同時，還必須為鑽井工作者提供先進的、性能良好的鑽井設備與工具，充分利用現代科學技術為石油鑽井工作服務。

鑽井設備及工具包括地面鑽井設備(石油鑽機)以及鑽頭、鑽柱等。

一、石油鑽機1.鑽機的組成現代石油鑽機是一套大型聯合機組。圖5-2所示為旋轉鑽井的基本設備。根據鑽井工藝中鑽進,洗井,起、下鑽具等工序的需要，一套鑽機必須具備下列系統和設備：

圖5-6金剛石鑽頭

1—鋼體；2—胎體；3—金剛石；4—接頭接頭上部有用於連接鑽柱的絲扣。鋼體與接頭之間也用絲扣連接，然後焊死形成一體。鋼體下部與胎體燒結在一起。胎體是固定金剛石的母體，由帶粘結劑的碳化鎢粉製成，中間有水眼，底面有水槽，側面開有排屑槽。

聚晶金剛石切削塊鑽頭是20世紀70年代後期美國鑽井工業的一項重要成就。這種鑽頭的切削塊是用人造金剛石單晶在高溫高壓下聚合而成的聚晶體。鑽進時，聚晶體不斷剝落，新的鋒銳小晶體不斷出露，因而能使切削塊在磨損過程中不斷地「自銳」。其切削刃是鋒利、高耐磨、能夠「自銳」的金剛石切削塊，因此能在低鑽壓下取得高進尺(為牙輪鑽頭的4～6倍)和高鑽速(為牙輪鑽頭的2倍以上)。聚晶金剛石切削塊鑽頭有聚晶金剛石復合片鑽頭(簡稱PDC鑽頭)、熱穩定聚晶金剛石鑽頭(簡稱TSP鑽頭或BDC鑽頭，也稱巴拉斯鑽頭)、馬賽克鑽頭和大復合片PDC鑽頭。

PDC鑽頭切削塊上的聚晶金剛石復合片極薄極硬，比碳化鎢底層的抗磨性高100倍以上。鑽頭工作時，由於碳化鎢比復合片磨損得快，使復合片隨時裸露出保持銳利的刃口。在較低的鑽壓下即可切入岩石，並在扭矩的作用下切削岩石。由於切削塊可以「自銳」，這就使整個鑽進過程中鑽頭以切削方式破碎岩石，從而能實現快速鑽進。PDC鑽頭適用於軟至中硬地層。

巴拉斯鑽頭的切削塊是耐溫1200℃的熱穩定聚晶人造金剛石。熱穩定聚晶金剛石切削塊可製成三角體形、立方體形、圓柱體形和針狀等多種幾何形態。巴拉斯鑽頭以剪切和研磨方式破碎岩石，適合在中硬到硬地層使用，曾經獲得過很好的鑽井指標。四川川東地區的試驗結果表明：用這種鑽頭在某些地層中鑽進，比XHP5型三牙輪鑽頭平均鑽頭進尺提高2～4倍、機械鑽速提高20%～40%、純鑽井成本下降10%～12%。

馬賽克鑽頭既有熱穩定聚晶塊的耐高溫性質，又兼有復合片的切削能力。

目前，天然金剛石鑽頭和大復合片PDC鑽頭在油田使用較多，能獲得滿意的經濟效益。

⑥ 家用水鑽孔機多少錢。

水鑽孔機得看什麼品牌，品牌影響力較大的一般價格都在200~500之間，品牌較弱的，四五十塊錢，到100塊錢之間也能買到。

⑦ 抽水設備

當前抽水試驗中經常使用的抽水設備主要有離心泵、深井泵、潛水泵、空壓機（風泵）、射流泵等。

選擇抽水設備時，應考慮吸程、揚程、出水量等能否滿足設計要求，還要考慮孔深、孔徑是否滿足水泵等設備下入的要求，以及搬運及花費大小等。例如，水量較大，地下水埋藏淺、降深小時可用離心式水泵。埋藏深或降深大，精度要求高，井徑足夠大時則使用深井泵或深井潛水泵。精度要求不高，井徑較小，則可選用空氣壓縮機（或稱空壓機、風泵、空氣升液器）。井徑小，埋藏較深，涌水量較小時，可用往復式水泵或射流泵。

（一）空壓機（風泵）

1.揚水原理

空壓機的揚水原理是：空壓機工作時將壓縮空氣壓入鑽孔中，壓縮空氣由風管通過混合器（帶密集小孔的管狀物）均勻進入水管，並在混合器外膨脹與水混合成一種乳狀水氣混合物，因其比重比水輕，且在水管內外壓力差和氣流膨脹的驅動下，上升至管口流出，井中水向上流動補充，從而達到抽水的目的（圖5-2）。壓縮空氣量要適當，如果壓縮空氣量不足，或者不能揚水，或者水流不均，呈脈沖式的流動。如果風量太大，空氣會在水管中快速流動，並占據較大斷面，使出水效率降低，甚至光出氣不出水。

2.井孔內裝置

抽水井孔通常裝有風管、水管，有時還設有測水管（專為測量水位之用）。其基本的裝置方式有同心式及並列式兩種（圖5-3a、b）。同心式適用於較小孔徑，但其涌水量較同孔徑並列或者為大，這是因為它的出水面積較大。並列式適用於較大孔徑，並列式安裝抽水效率較高，所需空氣量較小。當含水層埋藏較深，以及對一些承壓含水層或不完整井抽水時，可利用井壁或過濾器以上的管子作出水管（圖5-3c），也有利用水管和井壁管間隙送風以增大出水斷面的（圖5-3d）。盡管這些裝置各異，但究其實質仍屬同心式或並列式。

專門水文地質學

（3）抽水時啟動壓力（P₀）計算；

P₀=P+ΔP≈0.1（H+h-h₀+2） （5-4）

式中：P為從混合器的中部至天然水位的靜水壓力（Pa）；ΔP為風管阻力，一般為1.96×10⁴Pa；h₀為天然水位至出水口高度（m）。

抽水時的工作風壓計算公式為：

P_n=0.1（H+L_P） （5-5）

式中：P_n為工作風壓（Pa）；L_P為送水途中壓力損失（換算為米），不超過5，通常為2～3。

（二）水泵

抽水試驗中經常使用的水泵主要是離心泵、深井泵、潛水泵、射流式水泵等。

（1）離心泵：離心泵是利用葉輪旋轉而使水產生的離心力來工作的。離心泵的裝置主要由泵殼、泵軸、葉輪、吸水管和出水管等組成。離心泵可分為單級單吸離心泵、單級雙吸離心泵和分段式多級泵等。離心泵的使用范圍最為廣泛，離心泵的吸程理論上為10m，但因為水在吸水管內流動過程中存在水頭損失，所以實際上為7～9m。離心泵在啟動之前，必須把泵殼和吸水管都充滿水，然後再驅動電機運行。

（2）深井泵：是抽取深井地下水的立式水泵。一般由三部分組成，即濾網、吸水管和泵體部分，揚水管和傳動軸部分，泵座和電動機部分，前兩部分位於井下，後一部分位於井上。深井泵一般為多級葉輪，級數愈多，揚程愈大，有的深井泵揚程可超過100m。

（3）潛水泵：是將泵和電動機製成一體，浸入水中進行提升和輸送水的一種泵。由於潛水泵在水下運行，因此，潛水電動機要有特殊構造，潛水泵的工作部分一般為立式單吸多級導流式離心泵，基本構造和深井泵相似。潛水泵按其使用場合不同，可分為深井潛水泵和作業面潛水泵等。深井潛水泵與深井泵相比具有重量輕，雜訊小，安裝維修簡便等優點，因此，近年來得到了廣泛的應用。

（4）射流泵：是利用高速工作的水流能量來輸送水的，從鑽機配備中的往復式水泵來的水流，通過鑽桿（進水管）後，從噴嘴噴出的射束在其周圍產生負壓，吸引周圍的井水，並一起流入正對噴嘴的承噴器內，井水通過進水孔補充，這即是射流泵的吸水過程。通過承噴器的水流，又因在流速的繼續高壓沖擊下，迫使水由水孔流入出水管，連同循環水流一起上升，排出地表，完成抽水作用。由於提升地下水的能量全由給水水泵的壓力勢能提供，因此，其揚水高程受給水水泵壓力限制，抽水量也由送水泵量決定。

⑧ 哪個牌子的水鑽機鑽孔機好

水鑽機鑽孔機比較好的牌子有：

1、博大／BODA：浙江博大實業有限公司，知名（著名）電動工具品牌，浙江省著名商標，高新技術企業，永康市科技進步先進企業。博大公司產品涵蓋了角向磨光機、手電筒鑽、電錘、石材切割機等四大系列八十多個產品。

推薦理由：轉速快，大功率，但相對會比較重一點。

4、世達：SATA世達是美國APEX集團在中國的全資子公司，主要經營手工具、汽保設備和個人勞防用品。用於汽車維修、保養，能源建設，軌道交通，機械製造，電子電工等眾多行業。

推薦理由：轉速快，大功率。

5、奧奔：浙江奧奔工具有限公司製造基地面積8萬平方米（兩個製造基地），是專業從事電動工具產品研發、製造和銷售一體化的集團化企業。

推薦理由：聲音很渾厚，力道很足，鑽孔的速度也很快。