回轉(zhuǎn)式鉆探
回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)是當(dāng)前用的普通的鉆進(jìn)方法,這是利用鉆具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動破碎巖層而成孔的一種鉆進(jìn)方法。鉆機(jī)分為大、小鍋錐鉆機(jī),正、反循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī),液壓動力頭式鉆機(jī),潛孔振動回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)等。相對簡單的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)只有簡單的鉆進(jìn)裝置,完善結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)除了具備鉆進(jìn)裝置外還具有循環(huán)洗井裝置?;剞D(zhuǎn)鉆機(jī)中的另一種轉(zhuǎn)盤式水井鉆機(jī)的鉆具包括鉆桿和鉆頭。回轉(zhuǎn)速度視鉆機(jī)而異,如石油鉆機(jī)在一般情況下為160r/min,金剛石鉆機(jī)可達(dá)到2400r/min。常用的鉆桿的名義直徑有60、73、89和114mm等4種,鉆頭分全面鉆進(jìn)用鉆頭和環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭2大類。
大、小鍋錐利用其鍋錐形鉆具旋轉(zhuǎn)切削土層,兩者都可由人力或動力驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)過程中切下的土屑或巖屑掉落到鍋內(nèi),隨后提升到地面倒出。其結(jié)構(gòu)簡單工效低,只能用于一般的土層或軟質(zhì)巖層地層條件。正、反循環(huán)泥漿洗井轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)由塔架、卷揚(yáng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機(jī)等組成。作業(yè)時,動力機(jī)提供的扭矩通過傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)盤,由主動鉆桿帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖層。泥漿通過泥漿泵注入鉆桿與孔壁之間的環(huán)形區(qū)域起到潤滑鉆桿和冷卻鉆頭的作用。

地質(zhì)鉆探技術(shù)
地下鉆探技術(shù)是向地質(zhì)體鉆孔并破碎孔底巖石的方法及鉆進(jìn)工藝的綜合。根據(jù)不同的鉆進(jìn)目的,我們可以采取不同的鉆進(jìn)方式和鉆探設(shè)備,從而形成各種不同鉆探方法。在鉆進(jìn)的過程中,原始機(jī)械的方法進(jìn)行巖石的破碎現(xiàn)在仍然被采用。
根據(jù)不同的外力的作用方式,可將現(xiàn)鉆探方法分為沖擊式鉆探、回轉(zhuǎn)式鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)式鉆探和振動式鉆探,個別地層條件下噴射式鉆探也常常被采用。如果根據(jù)鉆探切削工具的不同又可將鉆探方法分為鋼粒鉆探、硬質(zhì)合金鉆探和金剛石鉆探。根據(jù)鉆探的目的和作用不同可分為水文地質(zhì)鉆探、固體礦產(chǎn)鉆探、工程地質(zhì)鉆探、地?zé)徙@探、砂礦床鉆探、石油天然氣鉆探、科學(xué)(超深孔)鉆探和地表取樣鉆探等。如按所用沖洗液和循環(huán)方式又可分為泥漿鉆探、清水鉆探、空氣鉆探、正循環(huán)鉆探以及反循環(huán)鉆探等。按鉆探區(qū)域的不同又可分為地鉆探、?地鉆探、水域鉆探以及月面鉆探等。除此之外,還有一些的鉆探方法如熱力法、熔融法和化學(xué)方法等,但這些方法因?yàn)槌杀靖?、技術(shù)難度大而δ得到廣泛適用。其中熱力法包括高頻電流鉆、火焰噴射鉆、微波鉆等,熔融法包含等離子鉆、電熱鉆、激光鉆等,而化學(xué)方法常用的是利用化學(xué)試劑將巖石進(jìn)行破碎。

鉆探技術(shù)設(shè)備是鉆孔工程中的關(guān)鍵組成部分,它隨著鉆探工藝和鉆探方法的發(fā)展而變化,同時它也直接影響著鉆探技術(shù)水平的進(jìn)步。地質(zhì)鉆探設(shè)備是指直接用于鉆探施工中的機(jī)械設(shè)備,主要包括動力機(jī)、鉆機(jī)、泥漿泵等,其中重要的部分,也是核心部分為鉆機(jī)。這里主要對鉆機(jī)現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。
1.1 全液壓動力頭巖芯鉆機(jī)
全液壓動力頭巖芯鉆機(jī)現(xiàn)已成為國外鉆探工程中的主流鉆機(jī)機(jī)型,而且已經(jīng)形成完整的規(guī)模,其具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):液壓動力頭式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、無級調(diào)速模式、長行程的給進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)械化自動化程度高、液壓絞車式提升系統(tǒng)、配套器具、在鉆孔中能做較大范Χ角度調(diào)整的Φ桿機(jī)構(gòu)等特點(diǎn)。
1.2 新型中深孔鉆機(jī)
新型中深孔鉆機(jī)多為多功能鉆機(jī)。隨著復(fù)合鉆探技術(shù)的進(jìn)步,即金剛石巖芯鉆探、空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探、空氣潛行錘取樣鉆探等鉆進(jìn)工藝的廣泛使用,適用該復(fù)合鉆進(jìn)的多功能鉆機(jī)得到了飛速發(fā)展。
1.3 自動化、智能化鉆機(jī)
自動化、智能化鉆機(jī)在地區(qū)已經(jīng)成熟使用。一些新型的鉆機(jī)系列早已實(shí)現(xiàn)全自動化,如典型適合金剛石鉆進(jìn)的高轉(zhuǎn)速低扭矩鉆機(jī)適用于地表或巷道內(nèi)工作。更有一系列的鉆機(jī)真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)臺單人操作

適用條件 直徑Φ73以下的地質(zhì)螺旋鉆桿,可與各種全液壓鉆機(jī)直接配套使用,利用鉆機(jī)直接夾裝鉆桿螺旋外圓進(jìn)行鉆進(jìn)和更換鉆桿,方便快捷,大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。在超松軟高壓煤層條件下的鉆孔,采用套鉆施工工藝時,可選用直徑為90,113,133,146的大螺旋地質(zhì)鉆桿,便捷實(shí)現(xiàn)巖芯管的鋪設(shè)安裝。