快速钻水设备

① 水文地质钻探设备及钻探工具

水文地质钻探机械设备主要是钻机、水泵（泥浆泵）、动力机。

选择适宜的钻探版机械设权备是勘探和开采地下水的基本要求之一。目前，我国常用的水文地质钻机有：转盘式钻机、回转取心钻机、反循环回转钻机、钢丝绳冲击钻机等几种。复合式多能钻机也有应用。类型很多，性能和使用条件各有差异。选择哪种类型的钻机进行勘探工作，主要取决于勘查设计提出的任务和要求，工作区的地层岩性，终孔深度和口径大小，同时，也要考虑现有设备和施工条件等方面的情况。

水泵是给水和排水的主要机械设备，也是钻探的配套设备。水文地质钻探与供水排水常用的水泵有往复式水泵和离心泵两种。

往复式水泵是容积式泵的一种，它是利用活塞在缸体内作往复运动，使工作室空间的容积发生变化而造成压力差来吸入或排出液体。往复式水泵又可分为单作用和双作用两种（图12-6）。钻机用的泥浆泵大多是根据往复式水泵的工作原理制作的。

图12-6 单作用与双作用往复式水泵工作原理示意图

1—活塞；2—缸套；3—吸水活阀；4—排水活阀；5—曲柄；6—连杆；7—十字头

② 钻井设备有哪些

钻井设备由提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、钻机底座及辅助设备等八大系统组成。钻井设备按功用分旋转、提升、循环、动力与传动、控制等系统：
1、旋转系统主要设备是装在钻台井口上的转盘，转动时，通过方钻杆带动钻柱和钻头旋转钻进。当采用井下动力钻具带动钻头旋转时，转盘用来承受反扭矩。
2、提升系统由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等组成的一套起重设备。绞车主要用于起下钻具、下套管和钻进时控制钻压。井架用于安放天车和悬挂游动滑车、大钩等提升设备与工具，以及起下、存放管柱。天车与游动滑车是一套复滑轮装置，用以减少绞车钢丝绳上的张力,大、中型钻机复滑轮的钢丝绳数一般为8～12股。
3、泥浆循环系统由泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成。
4、固控设备用以清除井中返出的泥浆中的无用固相颗粒。常用的设备有振动筛、除砂器、除泥器、除气器和离心分离机等。70年代末期，开始使用自动配制泥浆系统,与井控装置联用，可对井筒随时进行可靠控制,自动保持泥浆比重恒定。在出现井喷预兆时，能自动调节泥浆比重及其他性能。
5、动力与传动系统 包括动力机及传动机组。动力机主要用柴油机、电动机或燃气轮机。传动机组有链条、皮带、齿轮等机械传动、液压传动和电传动几种，把动力传递给绞车、转盘、泥浆泵等工作机。
6、控制系统 使各机组按照钻井工艺需要，协调地进行工作。包括对动力机、绞车、转盘、泥浆泵等的启动、停车、调速、并车、换向等进行控制，方式有机械、气压、液压、电控制等，并向电子计算机控制方向发展。
7、井控设备是用于油气钻井中保证安全钻进的重要设备,包括防喷器、阻流管汇、压井管汇、泥浆-气体分离器等。防喷器用以防止井内泥浆和油、气、水的喷出，防喷器有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等类型，安装在钻台下的井口处，分别用于封闭钻柱与套管之间的环隙或全部井口。此外，还有钻柱内防喷器，用于封闭钻柱内部空间。近代钻井设备都配备数套不同类型的防喷器，组成井口防喷器组，用以控制不同的钻井情况。

③ 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”。

④ 什么是水钻打孔机

在打孔的时候有水。这样可以防止灰尘出现很多。而且水钻打孔精确度是非常高的，水钻不会震动。

利用高压使水流通过极为细小的空隙，由于该细小水流速度极快，拥有极高的动能，因而能轻易地在钢板上打孔或者切割钢材等其他坚硬的物体。水钻成孔即在钻进过程中，通过水或泥浆的循环，在冷却钻、排除渣土的同时，使水同泥土搅拌混合成泥浆，起护壁的作用，此工艺在国内被大范围的采用。

(4)快速钻水设备扩展阅读：

注意事项：

1、水钻应由专人操作和保管，操作人员要进行专门的培训。

2、平常保持钻机的清洁和干燥，存放保管中不得使电机进水，不使用时候，要及时把钻机擦拭干净，并且放在干燥的房间内，长期不用时候，钻头要卸下来，且导轨上要涂一层油脂。

3、施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。

4、作业时操作人员一定要穿绝缘鞋，戴安全帽，戴绝缘手套。

5、作业时，必须使水钻固定可靠，以防事故发生，高处作业时要有一定的安全措施。操作前，检查机架固定是否牢靠，钻头是否装好。

⑤ 石油钻井设备及工具有哪些

为了勘探与开采蕴藏在地层深处的石油和天然气，人们必须利用各种钻井设备与工具，钻穿坚硬而复杂的地层，这便是钻井工作的主要任务。为了满足我国石油工业飞速发展的需要，必须多打井、快打井、打好井，实现钻井速度翻番。为此，在充分调动人的积极因素的同时，还必须为钻井工作者提供先进的、性能良好的钻井设备与工具，充分利用现代科学技术为石油钻井工作服务。

钻井设备及工具包括地面钻井设备(石油钻机)以及钻头、钻柱等。

一、石油钻机1.钻机的组成现代石油钻机是一套大型联合机组。图5-2所示为旋转钻井的基本设备。根据钻井工艺中钻进,洗井,起、下钻具等工序的需要，一套钻机必须具备下列系统和设备：

图5-6金刚石钻头

1—钢体；2—胎体；3—金刚石；4—接头接头上部有用于连接钻柱的丝扣。钢体与接头之间也用丝扣连接，然后焊死形成一体。钢体下部与胎体烧结在一起。胎体是固定金刚石的母体，由带粘结剂的碳化钨粉制成，中间有水眼，底面有水槽，侧面开有排屑槽。

聚晶金刚石切削块钻头是20世纪70年代后期美国钻井工业的一项重要成就。这种钻头的切削块是用人造金刚石单晶在高温高压下聚合而成的聚晶体。钻进时，聚晶体不断剥落，新的锋锐小晶体不断出露，因而能使切削块在磨损过程中不断地“自锐”。其切削刃是锋利、高耐磨、能够“自锐”的金刚石切削块，因此能在低钻压下取得高进尺(为牙轮钻头的4～6倍)和高钻速(为牙轮钻头的2倍以上)。聚晶金刚石切削块钻头有聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)、热稳定聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头或BDC钻头，也称巴拉斯钻头)、马赛克钻头和大复合片PDC钻头。

PDC钻头切削块上的聚晶金刚石复合片极薄极硬，比碳化钨底层的抗磨性高100倍以上。钻头工作时，由于碳化钨比复合片磨损得快，使复合片随时裸露出保持锐利的刃口。在较低的钻压下即可切入岩石，并在扭矩的作用下切削岩石。由于切削块可以“自锐”，这就使整个钻进过程中钻头以切削方式破碎岩石，从而能实现快速钻进。PDC钻头适用于软至中硬地层。

巴拉斯钻头的切削块是耐温1200℃的热稳定聚晶人造金刚石。热稳定聚晶金刚石切削块可制成三角体形、立方体形、圆柱体形和针状等多种几何形态。巴拉斯钻头以剪切和研磨方式破碎岩石，适合在中硬到硬地层使用，曾经获得过很好的钻井指标。四川川东地区的试验结果表明：用这种钻头在某些地层中钻进，比XHP5型三牙轮钻头平均钻头进尺提高2～4倍、机械钻速提高20%～40%、纯钻井成本下降10%～12%。

马赛克钻头既有热稳定聚晶块的耐高温性质，又兼有复合片的切削能力。

目前，天然金刚石钻头和大复合片PDC钻头在油田使用较多，能获得满意的经济效益。

⑥ 家用水钻孔机多少钱。

水钻孔机得看什么品牌，品牌影响力较大的一般价格都在200~500之间，品牌较弱的，四五十块钱，到100块钱之间也能买到。

⑦ 抽水设备

当前抽水试验中经常使用的抽水设备主要有离心泵、深井泵、潜水泵、空压机（风泵）、射流泵等。

选择抽水设备时，应考虑吸程、扬程、出水量等能否满足设计要求，还要考虑孔深、孔径是否满足水泵等设备下入的要求，以及搬运及花费大小等。例如，水量较大，地下水埋藏浅、降深小时可用离心式水泵。埋藏深或降深大，精度要求高，井径足够大时则使用深井泵或深井潜水泵。精度要求不高，井径较小，则可选用空气压缩机（或称空压机、风泵、空气升液器）。井径小，埋藏较深，涌水量较小时，可用往复式水泵或射流泵。

（一）空压机（风泵）

1.扬水原理

空压机的扬水原理是：空压机工作时将压缩空气压入钻孔中，压缩空气由风管通过混合器（带密集小孔的管状物）均匀进入水管，并在混合器外膨胀与水混合成一种乳状水气混合物，因其比重比水轻，且在水管内外压力差和气流膨胀的驱动下，上升至管口流出，井中水向上流动补充，从而达到抽水的目的（图5-2）。压缩空气量要适当，如果压缩空气量不足，或者不能扬水，或者水流不均，呈脉冲式的流动。如果风量太大，空气会在水管中快速流动，并占据较大断面，使出水效率降低，甚至光出气不出水。

2.井孔内装置

抽水井孔通常装有风管、水管，有时还设有测水管（专为测量水位之用）。其基本的装置方式有同心式及并列式两种（图5-3a、b）。同心式适用于较小孔径，但其涌水量较同孔径并列或者为大，这是因为它的出水面积较大。并列式适用于较大孔径，并列式安装抽水效率较高，所需空气量较小。当含水层埋藏较深，以及对一些承压含水层或不完整井抽水时，可利用井壁或过滤器以上的管子作出水管（图5-3c），也有利用水管和井壁管间隙送风以增大出水断面的（图5-3d）。尽管这些装置各异，但究其实质仍属同心式或并列式。

专门水文地质学

（3）抽水时启动压力（P₀）计算；

P₀=P+ΔP≈0.1（H+h-h₀+2） （5-4）

式中：P为从混合器的中部至天然水位的静水压力（Pa）；ΔP为风管阻力，一般为1.96×10⁴Pa；h₀为天然水位至出水口高度（m）。

抽水时的工作风压计算公式为：

P_n=0.1（H+L_P） （5-5）

式中：P_n为工作风压（Pa）；L_P为送水途中压力损失（换算为米），不超过5，通常为2～3。

（二）水泵

抽水试验中经常使用的水泵主要是离心泵、深井泵、潜水泵、射流式水泵等。

（1）离心泵：离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。离心泵的装置主要由泵壳、泵轴、叶轮、吸水管和出水管等组成。离心泵可分为单级单吸离心泵、单级双吸离心泵和分段式多级泵等。离心泵的使用范围最为广泛，离心泵的吸程理论上为10m，但因为水在吸水管内流动过程中存在水头损失，所以实际上为7～9m。离心泵在启动之前，必须把泵壳和吸水管都充满水，然后再驱动电机运行。

（2）深井泵：是抽取深井地下水的立式水泵。一般由三部分组成，即滤网、吸水管和泵体部分，扬水管和传动轴部分，泵座和电动机部分，前两部分位于井下，后一部分位于井上。深井泵一般为多级叶轮，级数愈多，扬程愈大，有的深井泵扬程可超过100m。

（3）潜水泵：是将泵和电动机制成一体，浸入水中进行提升和输送水的一种泵。由于潜水泵在水下运行，因此，潜水电动机要有特殊构造，潜水泵的工作部分一般为立式单吸多级导流式离心泵，基本构造和深井泵相似。潜水泵按其使用场合不同，可分为深井潜水泵和作业面潜水泵等。深井潜水泵与深井泵相比具有重量轻，噪声小，安装维修简便等优点，因此，近年来得到了广泛的应用。

（4）射流泵：是利用高速工作的水流能量来输送水的，从钻机配备中的往复式水泵来的水流，通过钻杆（进水管）后，从喷嘴喷出的射束在其周围产生负压，吸引周围的井水，并一起流入正对喷嘴的承喷器内，井水通过进水孔补充，这即是射流泵的吸水过程。通过承喷器的水流，又因在流速的继续高压冲击下，迫使水由水孔流入出水管，连同循环水流一起上升，排出地表，完成抽水作用。由于提升地下水的能量全由给水水泵的压力势能提供，因此，其扬水高程受给水水泵压力限制，抽水量也由送水泵量决定。

⑧ 哪个牌子的水钻机钻孔机好

水钻机钻孔机比较好的牌子有：

1、博大／BODA：浙江博大实业有限公司，知名（著名）电动工具品牌，浙江省著名商标，高新技术企业，永康市科技进步先进企业。博大公司产品涵盖了角向磨光机、手电钻、电锤、石材切割机等四大系列八十多个产品。

推荐理由：转速快，大功率，但相对会比较重一点。

4、世达：SATA世达是美国APEX集团在中国的全资子公司，主要经营手工具、汽保设备和个人劳防用品。用于汽车维修、保养，能源建设，轨道交通，机械制造，电子电工等众多行业。

推荐理由：转速快，大功率。

5、奥奔：浙江奥奔工具有限公司制造基地面积8万平方米（两个制造基地），是专业从事电动工具产品研发、制造和销售一体化的集团化企业。

推荐理由：声音很浑厚，力道很足，钻孔的速度也很快。