水刀钻探设备

① 钻探设备的组成

设备是指进行某项工作或供应某种需要所必需的成套建筑或器物。如厂房设备、机器设备、教学设备等。

钻探设备是指钻探施工中直接应用的机械设备和装置,或钻探施工时的地面设备及装置。

钻探施工设备包括钻机、泥浆泵、动力机、钻塔及附属机具(如拧管机、电动工作台、泥浆搅拌机)等组成。在生产部门,人们常把进行钻探工程所必需的钻机、泥浆泵、钻塔称为“三大件”。

(一)钻机

是进行钻探工作的主要设备。它在钻探生产过程中,担负着回转钻具,给进及增、减压力,升降和拧卸钻具等主要工序的工作。凡是回转式钻机,一般都由下列基本部件构成。

1.回转器

用于回转钻具,带动钻头,进行钻进切削。现用的回转器类型可分为:立轴式、转盘式、动力头式。

2.给进机构

用以控制钻头压力并通过钻具向钻头传递适当的轴向载荷,达到钻进的目的。现有的类型分为:螺旋差动式给进、绳索式给进和油压式给进。

3.升降机构

用以升降钻具,并能随钻具质量的变化而改变提升,下降速度,以充分利用功率、缩短辅助钻进时间。常见的类型是行星式。全液压动力头钻机则用倍速机构提升。

4.传动变速机构

用于变速、变矩,将动力传递给给进和升降机构。常用的类型为齿轮传动式。全液压动力头钻机可实现液压无级变速。

(二)辅助设备

在钻探施工设备中,除钻机外的其他设备。如泥浆泵、钻塔、动力机、空压机、发电机、电焊机等称为钻探施工辅助设备。其中:泥浆泵的功用是向孔内输送冲洗液以清洗孔底、冷却钻头和润滑钻具;在使用液动冲击钻具时,泥浆泵还是能源装置。钻塔的主要功用是升降钻具。

此外,钻探所用的孔底动力机,如涡轮钻、孔底电钻、螺杆钻等孔内机具,属于钻进工艺学的内容,也是钻探的辅助设备。

② 主要钻探设备、机具

新中国成立初期尤其是“大跃进”时期，钻探设备都采用苏联XB-300、XB-500型手把式给进钻机。当时在“大跃进”运动中，广大钻探职工为了提高手把式钻机的操作机械化程度，用张家口探矿机械厂生产XB-300、XB-500、XB-1200型手轮倒杆器、给进器等对钻机进行改进，使升降与给进工序实现了机械化，减轻了工人劳动强度。

（1）主要钻探设备

钻机：XB-300，XB-500（图3.1）；

图3.1 XB型钻机结构示意图

水泵：100/30型；

柴油机：20马力，双缸（苏联）；

钻塔：三角塔、四角塔。

（2）钻具

单管钻具：Ф150 mm、Ф130 mm、Ф110 mm、Ф91 mm；

套管：Ф146、Ф127、Ф108、Ф89等规格；

铁砂钻头：Ф130 mm、Ф110 mm、Ф91 mm；

合金钻头：Ф150 mm、Ф130 mm、Ф110 mm、Ф91 mm。

（3）配套打捞工具（略）

③ 钻探设备研究

国外一些先进国家首先对深孔钻探设备进行了研究开发，研制了钻进深度2000m以深的各种岩心钻机，如加拿大挑战者钻探公司研制的HSS-150、美国长年公司研制的DH-10、澳大利亚明德利尔公司研制的F150C、日本利根公司研制的TXL-1 E、瑞典阿特拉斯-科普 柯研制的D-2000等，钻进能力为2000～4600m ，动力配备为40.5～220.6kW，钻机主要部 件大都采用液压马达驱动。此外，高压泥浆泵、高载荷长立根钻塔等配套完善。

随着流体传动与控制技术、传感器检测技术、自动控制技术以及计算机技术的发展，国外知名钻探设备生产商开发出一系列技术先进、性能优良的全液压动力头岩心钻机（以 下简称动力头钻机），使其钻进能力和钻进效率获得了巨大提高。如美国宝长年公司的 LF230动力头钻机、澳大利亚U.D.R.公司的UDR300D动力头钻机和加拿大阿特拉斯公司的 CS4002动力头钻机（图1-1）等，与立轴回转钻机相比，由于动力头钻机具有很多优点，很 快得到了推广和应用。目前，动力头顶驱式钻机在发达国家已成为钻探设备的主导型式［23］。

图1-1 国外深孔动力头钻机

我国目前采用的钻机主要仍是20世纪70年代研制的立轴式钻机，钻进能力大多在1500m以内。近几年部分厂家陆续研制了2000m钻机，2007年连云港黄海探矿机械厂还研 制了3000m钻机。这些钻机性能特点基本一致，没有大的突破。

动力头钻机，我国自1960年开始研究，原长春地质学院设计了一台电力—液压传动300m钻机，并于1962年制成。此后至1976年，上海探矿机械厂、张家口探矿机械厂、重 庆探矿机械厂、北京探矿机械厂等纷纷研制了600m、1000m和1500m动力头钻机，但由于 当时我国的液压技术水平低而导致钻机性能不佳，在生产中没有推广开，后来由于钻探工 作量锐减，该钻机的研究工作基本停止。近年来，国内一些科研院所、大学和厂家在消 化吸收国外动力头钻机的基础上，相继研发了新产品，如山东省地质探矿机械厂研发了 XD-3、XD-5型、中国地质调查局勘探技术研究所研发了YDX-3及YDX-3A型等新型动力 头钻机（图1-2）。另外，勘探技术研究所还在立轴钻机的基础上进行研究、改进，研发成 功了新型机械传动立轴钻机，较好地克服了原立轴式钻机固有的给进行程短、频繁停机倒 杆的缺点，加长了给进行程，并实现了无主动钻杆、不停机倒杆钻进，提高了工作效率。尽管在研发中有了一些改进和创新，但是总体而言，研制工作还不够深入，新技术应用不 足，技术创新不够，适合我国国情、性能优良的深孔动力头钻机亟待研制开发。

图1—2 国产动力头钻机

④ 这是什么型号的钻探设备

估计xy-4或者xy-3

⑤ 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

⑥ 钻井主要设备、工具及钻井施工队伍要求

（一）设备选择要求

设备选择主要依据设计最大钻深，工程施工不考虑摩阻和钻井液浮重时的最大负荷，并要求设备工况良好，设备防护与安全设施齐全，动力与传动系统效率高，循环与钻井液净化、维护处理系统能够满足不同井段对排量，钻井液性能维护与钻井液储备的要求。

（二）钻机与主要设备配置

钻机设备主要包括钻机、井架、提升系统、循环系统、动力系统、固控系统等几大部分，在选择装备型号时需要根据现场需求进行配备。

（三）钻井工具及打捞工具要求

按原石油天然气总公司科学钻探的配套要求配备，如表6-3所示。

表6-3 常规打捞工具配置表

（四）钻井施工队伍要求

钻井施工队伍必须具备乙级以上资质，并承担过深井钻探施工作业。

⑦ 海上钻探设备包括哪些

活动式钻井装置具有容易移动，能适应各种水深等特点，因而发展比较快。1949年这种设备才问世，到40年后的1989年世界各国活动式钻井装置已达到689座，其中自升式钻井装置415座，占60%；半潜式钻井装置172座，占25%；钻井船63艘，占9%；座底式钻井装置39座，占6%。同时实现了钻井设备的自动化和自动控制技术，完善了钻井计算机控制系统与网络系统，使用了无线电声学定位技术和卫星数据传输技术，以及高精度的动力定位技术等。新型的钻井设备不断出现。美国国家供应公司制造出1630-E型钻机，其最大钻探能力可达9150米，另外一种2050-E型钻机，最大钻探能力可达15250米。德国威尔士公司制造的ＧＨ3000型钻机，它的钻探能力超过8000米。

进入20世纪90年代以后，钻井设备向浮动化、大型化方向发展，设备的抗波和抗冰能力、耐久性以及稳定性增强。钻探设备中半潜式和钻井船所占的比重逐渐增大，自升式钻井设备向大型、深水发展，并逐渐实现可以自航的钻井设备。

⑧ 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。

⑨ 常用钻探设备有哪些

不知道你提问的是石油工业的钻探设备不？如果是石油行业的主要包括以下几部分：
1、井架以及底座
2、动力系统（主要是柴油机及其附属设备）
3、传动系统（各传动机构、联动机等）
4、循环系统（泥浆泵、进出管线，泥浆罐等）
5、起升系统（钻机、绞车）
6、控制系统（远程控制台、司控箱等）
其他的像录井、测井等辅助工种与设备。