怎样选择合适的钻机

钻机是一种在地表钻孔的施工设备。钻机的大小差异很大:可以是巨大的结构设备,也可以是较轻的设备,只需要一个人就可以手动移动。

钻机可以从矿藏中取样,也可以测试岩石、土壤和地下水的物理特性。钻机也可以用于地下设施:隧道、竖井或管道。

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  • 如何选择钻机?

    Epiroc钻机
    Epiroc钻机

    您需要一台钻机,用于各种用途,例如钻探一口井以获取自然资源(水、油、地热能等)建造地基、在矿井中打孔、从地面取样。

    需要确定钻机的用途,以及主要 在什么样的地形 上作业。 根据地形的不同,您可以选择不同类型的钻机:旋转钻机、冲击钻机、 潜孔钻机、顶锤 钻机(带高锤)等。

    为了做出最佳选择,重要的是确定钻机是用于核心业务还是偶尔使用,特别是您是否利用最新的技术,或者一台几十年来一直适用的机器是否适合您。

    安全性、可靠性和易用性也是需要考虑的重要因素,它们之间有着直接的联系。 根据制造商的建议使用可靠且易于操作的钻机可以提高对用户的安全性。

    定义钻机需要的移动类型也非常重要。 有履带式 自动钻机卡车安装式挂车式 钻机,需要由发电机或运载它们的卡车提供动力

    一旦确定了所需的钻机类型,就可以根据钻孔的直径和深度计算所需的钻机尺寸

  • 什么时候需要钻孔?

    在许多工作中都需要钻孔,例如:

    • 钻井:用于获取地下水或石油。
    • 地热钻井:获取和提取地热能源。
    • 在不稳定地面上支撑建筑物的打桩钻机:直径可达2000毫米,深度达70米。
    • 微型桩钻机,特别是用于加固现有结构的钻孔:直径在150至200毫米之间,深度在30米以内。
    • 采石场的炮眼钻机
    • 连续螺旋钻机利用螺旋钻驱动的钻屑保持井壁。

    钻孔通常是垂直进行的,但也可以是水平的或定向的,例如用于放置锚。

    有很多类型的钻机:

    • 钻井
    • 地热钻井
    • 打桩钻机
    • 微型桩钻机
    • 炮眼钻机
    • 连续螺旋钻机
  • 应该选择哪种钻孔技术?

    钻孔类型 土壤类型 注释
    旋转钻孔 软岩 有效深度达5000米
    可以倾斜或水平钻孔
    潜孔钻孔 坚硬且开裂的岩石(石灰岩、花岗岩等) 深度达4000米
    顶锤钻孔 混合土质 小直径(最大150毫米),深度较浅
    能够倾斜钻孔
    螺旋钻孔 粘土、粘土砂、砾石 几十米的深度
    岩芯钻孔 所有土壤类型 土壤分析钻孔
    能够倾斜钻孔
    冲击钻孔 硬岩:砂岩、石灰岩、页岩 深度可达100米
    下沉钻孔 粘土、粘土砂、砾石 水平或垂直管道钻孔

    旋转钻孔:这种类型的钻孔是在重量和旋转的作用下,用工具研磨岩石来钻出一个孔。 主要用于石油生产。 岩屑在注入钻柱的钻井液压力下被带到地面。 钻井液还有助于巩固井壁,因此在操作过程中无需对井壁进行处理。

    潜孔钻孔(旋转冲击钻孔或旋转锤钻孔):这种钻孔方式使用钻机,用旋转刀具(钻头)进行钻孔,并用气动锤锤打孔的底部。 被挖掘出的材料在锤子用压缩空气的压力下上升到地面。 这种钻机功能强大,钻速高,尤其是在岩石中。 对于自流井(水在地下水压力下自然上升至地表的井)或地热钻井,钻杆末端的空气注入将水推上钻孔,使操作员能够立即测定遇到的水流。 这种类型的钻孔用于深达4000米的坚硬且裂开的地面。 当钻头偏心时,可以使用套管推进系统(通过重力安装管)进行钻孔,该系统会随着钻孔的进行对孔进行加固。

    顶锤钻孔:这种类型的钻孔使用的钻机也可在冲击系统上运行,但钻机仍位于井眼之外。 它们主要用于小直径钻孔,例如用于矿产勘探或在岩石中安装拉杆。 该钻孔系统用于浅层钻孔,因为钻穿的地面结构可能会产生明显的偏差。 这种钻机可以在任何方向上工作。

    螺旋钻孔:这是一种使用蜗杆(螺旋钻)的旋转钻孔。 这种类型的钻孔主要用于松散的粘土或沙地。 蜗杆将挖掘出的材料直接带到地面。对于深孔钻,需要定期抬起螺旋钻,以清空其挖掘材料。

    岩芯钻孔:岩芯钻孔与旋转钻孔类似,但它使用顶部在工具内部提取样本,称为岩芯。

    冲击钻孔:是指在重力作用下用工具、钻头来破碎岩石。 这种类型的钻孔只能垂直使用。 为防止钻孔坍塌,需要在钻孔时对其进行保护。 一旦钻屑干扰到钻孔,就用翻板阀式导流管更换钻头,重新组装钻屑。 翻板阀导流管是一种在下部装有倾斜翻板的管子。该倾斜翻板可以在管中填满挖掘出的材料,然后将其运输到地面。

    顶管钻孔:主要用于水平管道的安装。 通过冲击逐渐推动管道,在钻孔操作结束时,通过注水或使用螺旋钻(无尽螺丝)去除挖掘出的材料。 这项技术特别用于避免向周围建筑物传递振动或避免挖沟。

  • 应该选择哪种类型的钻机?

    Hydra海德拉钻机
    Hydra海德拉钻机

    钻机主要有两种类型:自动履带式以及卡车安装或挂车式。

    • 如果需要在不平坦区域非常松软的地面低速移动,可以选择履带式钻机。 钻机的稳定性取决于履带的表面积。 因此,履带越宽,钻机就越稳定。 但是太宽的履带在移动时,特别是在转弯时,往往会更快地磨损而且会破坏地面。 履带式钻机的行驶速度约为4km/h,因此更适合需要很少行驶的作业。
    • 卡车安装式挂车式钻机在移动或能源方面都不具有自主性,这些能源可能来自运输卡车或独立的发电机。 然而,这种钻机比履带式钻机成本低很多。
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