水井鉆機的概念

　　鉆鑿水井并完結下井管、洗井等作業的機械設備。包含動力設備和鉆頭、鉆桿、巖心管、鉆架等。

　　水井鉆機的分類

　　一般分反轉式鉆機、沖擊式鉆機和復合式鉆機3大類。

　　反轉式水井鉆機

　　依托鉆具的反轉運動破碎巖層而成孔。首要有大、小鍋錐鉆機，正、反循環轉盤式鉆機，液壓動力頭式鉆機， 潛孔振蕩反轉式鉆機等。簡略的反轉式鉆機只要鉆進設備， 結構完善的反轉式鉆機則有鉆進設備和循環洗井設備兩部分組成。轉盤式水井鉆機的鉆具包含鉆桿和鉆頭。常用鉆桿的名義直徑有60、73、76、89、102和114毫米4種。鉆頭分全面鉆進用鉆頭和環狀鉆進用鉆頭兩大類。

　　大、小鍋錐鉆具

　　運用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。依據鉆具的巨細分別稱為大鍋錐和小鍋錐，可由人力或動力驅動。

　　正、反循環泥漿洗井轉盤式鉆機

　　常用的反轉式鉆機，即正循環泥漿洗井轉盤式鉆機由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機等組成。作業時，動力機經過傳動設備驅動轉盤，由自動鉆桿帶動鉆頭以30 ～ 90 轉/ 分的轉速旋轉破碎巖層。

　　壓氣洗井轉盤式鉆機

　　是在轉盤反轉式鉆機上用空氣壓縮機替代泥漿泵，用壓縮空氣替代泥漿洗井。一般選用反循環方法， 又稱氣舉反循環。行將壓縮空氣經過供氣管路送至井內氣水混合室，使其與鉆桿內的水流摻混，形成比重小于1的摻氣水流。在鉆桿外圍環形水柱的重力作用下，鉆桿內的摻氣水流挾帶巖屑不斷上升并排出井外， 流入沉積池，沉積后的水流以自流方法流回井內。選用這種鉆機在井深較大時（50 米以上），排屑才能大于選用泵吸或射流反循環的鉆機，因此適用于井深較大的狀況和缺水的干旱地區，以及寒帶凍土地層。

　　有的轉盤式鉆機一起備有泥漿泵和空氣壓縮機，可依據狀況選用不同的洗井方法。

　　液壓動力頭式鉆機

　　反轉式鉆機的一種。由液壓馬達經過減速器驅動，并以沿塔架上下移動的動力頭替代轉盤式鉆機上的轉盤和水龍頭，驅動鉆桿和鉆頭旋轉切削巖層。可用直徑達1 米的大型鉆頭鉆鑿大口徑水井，其特點是鉆進速度快，鉆具的裝卸和下井管較簡便，接長鉆桿時無需提高鉆具，簡免了卷揚機、提高滑車、轉盤、水龍頭、方鉆桿等一系列部件。

　　潛孔振蕩反轉式鉆機

　　是以振蕩和反轉運動相結合的方法鉆進巖層的一種反轉式鉆機。鉆具由鉆頭、振蕩器、消振器和導向筒等組成。振蕩器發生的激振力使整個鉆具作錐擺運動。鉆頭經過沖突圈套裝在振蕩器外殼的外面，一方面隨振蕩器作頻率約為1000轉/分、振幅約9毫米的水平圓周振蕩；另一方面又繞振蕩器軸線作3 ～ 12轉/分的低速旋轉運動以破碎巖層，而鉆桿則不轉，并借消振器防止將振蕩傳給鉆桿。選用壓縮空氣反循環方法洗井，使巖屑經過坐落振蕩器中心的導管和鉆桿內腔排出井外。這種鉆機結構簡略，鉆進效率高。井孔直徑為600毫米左右，鉆進深度可達150米。

　　沖擊式水井鉆機

　　靠鉆具的筆直往復運動，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結構簡略， 但沒有循環洗井體系，巖屑的鏟除與鉆機不能一起進行，因此工效較低。鉆井深度一般在250米以內，有的可達500～ 600米。首要類型如下述：

　　沖抓錐：一種簡略的沖擊式鉆機，運用鉆具自身的重量沖擊地層，鉆具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣。

　　鋼絲繩沖擊式鉆機，由桅桿和其頂端的提高滑輪、鋼絲繩、沖擊組織、鉆具（包含鉆桿和鉆頭）、電動機等組成。

　　復合式水井鉆機

　　有兩種類型：一類是在轉盤反轉式鉆機的基礎上增設沖擊組織，以反轉鉆進為主，當遇到卵石層時用沖擊鉆進的兩用水井鉆機，對各種地層的適應性較強；另一類是將沖擊與反轉作用結合在一起鉆進的水井鉆機，如風動潛孔錘鉆機。它所運用的潛孔錘鉆具由缸套和在缸套中上下運動的活塞等組成。