水井钻机的选型与配套
收稿日期:2010-06-24;修回日期:2010-07-29
作者简介:史亚楠(1982-),男(汉族),河北景县人,河北省灌排供水技术服务总站助理工程师,水利水电工程专业,从事农田水利技术服务及管理工作,河北省石家庄市富强大街3号,171214410@qq .com;刘庆礼(1954-),男(汉族),河北辛集人,河北省煤田地质局水文地质队副队长,机电专业,从事机电设备管理、水文地质勘察施工与管理工作,河北省邯郸市峰峰矿区,liuqingli1954@https://www.360docs.net/doc/528576799.html,;张西坤(1968-),男(汉族),河北安平人,河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂教授级高级工程师,《探矿工程(岩土钻掘工程)》杂志/在线专家,全国水井钻机情报网副理事长,机械工程专业,工程硕士,从事石油开发、水文水井、岩土工程、地质找矿、工程勘察、旋挖施工等钻探设备的研制开发和技术管理工作,河北省石家庄市和平东路381号,hbjkjx@sina .com;陈建忠(1983-),男(汉族),河北易县人,河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂助理工程师,机械工程专业,从事石油开发、水文水井、岩土工程、地质找矿、工程勘察、旋挖施工等钻探设备的研制开发和技术管理工作。
水井钻机的选型与配套
史亚楠1
,刘庆礼2
,张西坤3
,陈建忠
3
(1.河北省灌排供水技术服务总站,河北石家庄050031;2.河北省煤田地质局水文地质队,河北邯郸056000;3.
河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂,河北石家庄050031)
摘要:针对水井钻机的使用特点,结合我国水井钻机发展应用现状,论述了水井钻机的分类、使用范围、选型基本
要素和配套的主要内容。在对实际应用事例进行分析的基础上,提出了水井钻机选型与配套的一些看法和建议。关键词:水井钻机;选型;配套中图分类号:P634.3+1 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2010)09-0027-06
Type Selecti on and Equ i p m en t M a tch i n g of W a ter W ell D r ill/SH I Ya 2nan 1,L I U Q ing 2li 2,ZHAN G X i 2kun 3
,CHEN
J ian 2zhong 3
(1.Technical Service Master Stati on of Irrigati on and D rainage and W ater Supp ly of Hebei Pr ovince,Shiji 2azhuang Hebei 050031,China;2.Hydr ographical Geol ogical Tea m of Hebei Coalfield Geol ogic Bureau,Handan Hebei 056000,China;3.D rilling Machinery of Hebei Constructi on Exp l oring I nstitute Co .,L td .,Shijiazhuang Hebei 050031,China )
Abstract:According t o the app licati on characteristics of water well drill and based on the devel opment situati on of water well drill in China,the paper discussed the water well drill in classificati on,app licati on range,basic ele ments f or type se 2lecti on and the equi pment matching .On the basis of analysis on app licati on cases,s ome op ini ons and suggesti ons were put f or ward .
Key words:water well drill;type selecti on;equi pment matching
一般用于钻凿水文地质勘察孔和工农业及生活用水水井、地热井的钻机称为水文水井钻机。水井钻机的选型与配套是水井钻探施工前期管理的一个重要环节,其成功与否直接关系到施工的质量、成败,决定企业的投资收益和整体效果。水井钻机的选型和配套属于多目标决策问题,科学合理的选型和配套涉及许多要素,既有定量要素(如价格),又有定性要素(如可靠性)。我们在进行水井钻机的选型和配套时,一定要按照目前与将来发展的要求,充分考虑多种要素,找出最佳的选型和配套方案,以便更好地做好钻探生产施工。
1 水井钻机概述
水井施工队伍绝对不单单是打水井,还涉及到油气井、煤层气井、地热井、煤矿瓦斯抽排井、通风排放孔、基础工程孔等钻进。所以我们讨论的重点是水井钻机,而且要了解钻探所处的整个行业。
1.1 水井钻机的分类
钻井的实质就是要设法解决破碎岩石和排出岩屑、保护井壁、继续加深钻进等方面的问题。水井钻
机要完成钻凿水井、下井管、洗井等作业。通过长期的生产实践和科学研究,在钻井方法上归结为2种具有工业实用价值的钻井方法:冲击法和回转法。由这2种方法演变和派生出多种的钻机机型。
水井钻机按钻进方法分类如图1所示。水井钻机按循环方式分类如图2所示。水井钻机按钻井深度分类如图3所示。水井钻机按组装型式分类如图
4所示
。
图1 按钻进方法分类的水井钻机
图2
按循环方式分类的水井钻机
图3
按钻井深度分类的水井钻机
图4 按组装型式分类的水井钻机
1.2 水井钻机的特点
根据钻井工艺的要求和钻井现场的特殊性,钻
机表现出与一般通用机械不同的特点,概括起来如下。
1.2.1 一般都很庞大笨重
钻机要有一套大功率的重型联合工作机组。由于发动机是单一的特性,而工作机与井底钻具则要求具有不同的特征,所以从发动机到工作机与井底钻具之间就有不同的能量转换、运动变化和很长的能量传递路线(见图5),这就必然造成钻机的传动机构庞大、整体效率不高、控制机构复杂、自动化程度偏低
。
图5 钻机能量传递与运动转换过程示意图M —转矩;n —转速;v —速度;Q —流量;p —压力;G —拉力
1.2.2 能耗较大
钻井作业是不连续的,在钻井过程中,其中起下钻是必不可少的一个环节,尤其在深井钻井中,起下
钻这一非生产性质的辅助操作特别重要,而且卷扬机组变成了主要的工作机组,提钻时必须付出很大的能量,而下钻时所产生的能量又不能回收,造成了很大的能量损耗。1.2.3 工况复杂钻机的工作场地与一般机器不同,钻机是在矿场、山地、沙漠、沼泽、戈壁、农田、居民小区等进行流动性作业。这就要求钻机必须有较好的搬迁运输性能,也就是说钻机可拆性要强,尺寸和质量适合大块装运或整体拖运。
另外,由于此类钻机施工的地层复杂(越复杂越能说明有含水层和含水带),如破碎裂隙带、卵砾石层、松散地层、大量的第四系覆盖层。同时还必须满足下井管、安装抽水泵的需要,所以钻进口径一般较大,并能使用多种钻进工艺,搬迁、移动性能方便。
只有在充分了解钻机的这些特点基础上,才能更好地做好钻机的设计、选型、配套和使用。
2 冲击式钻机
冲击式钻机靠钻具的垂直往复运动,使钻头冲击井底以破碎岩层。其结构简单,没有循环洗井系统,岩屑的清除与钻机不能同时进行,因而功效较低。钻井深度一般在250m 以浅。结构简单、造价低廉、适于在卵砾石层施工,是钻机发展历程中最古老的一种机型。但因钢绳冲击钻进效率低,对含水层的保护作用差,难于满足新型钻井工艺发展的要求,故此类钻机的发展基本处于停止状态,目前占有市场份额也很小(仅限于乡镇打井队及个体打井户使用)。在此基础上发展起来的冲击反循环钻机,因其钻进卵砾石地层和坚硬基岩地层有较高的钻进效率,在基桩施工中得到了较普遍的应用。用于水井施工的冲击钻机主要有2种。2.1 冲抓锥
利用钻具本身的重力冲击地层。钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣,当钻具在自身重力作用下向下运动时,抓瓣张开,切入岩层,然后由卷扬机通过钢丝绳提升钻具,抓瓣在闭合过程中将岩屑抓入锥体内,提出井口卸出岩屑。钻井深度通常为40～50m ,最深达100～150m 。2.2 钢丝绳冲击式钻机
由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具、电动机等组成。作业时,电动机通过传动装置驱动冲击机构,带动钢丝绳使钻具作上下往复运动,在向下运动时靠钻头本身的重力切入并破碎
岩层,向上运动靠钢丝绳牵引。钻头冲程为0.5～1 m,冲击频率30～60次/m in。钻进与清除岩屑同时进行,岩屑由抽砂筒的活门提升闭合带出地表。
冲击式水井钻机的主要机型是CZ-22型和CZ -30型2种,目前市场上正在使用的冲击钻都是经过了多次改型和创新,应该说,这些改进是成功的、实用的。但我们也应该看到冲击钻行业不太规范的现状,再加上工艺落后,不能满足新的钻井工艺发展要求,在一定程度上冲击钻的推广应用受到了限制。
3 回转式钻机
我们知道,在钻探领域石油勘探开发技术是处于领先地位,从石油钻机的发展趋势来看,世界各国普遍采用的钻进方法多为旋转钻井法,也就是利用钻头旋转破碎岩石,形成井身,利用钻杆将钻头下放到井底,利用天车、滑车、卷扬机起下钻具,利用转盘或顶部驱动装置(动力头)带动钻具旋转,利用泥浆泵输送泥浆,携带出井底岩屑。近年来由于地下水的开发愈来愈深,加之水井钻进工艺的迅速发展,回转式水井钻机已成为当代各类钻机中发展变化较快的一类机型。从适应水井钻进工艺要求角度讲,在我国全液压顶驱式水井钻机是当代水井钻机的发展方向。
回转式钻机必须具有以下3个方面的基本能力。
(1)旋转钻进的能力。钻机要为钻具提供一定的扭矩和转速,并维持一定的钻压(钻杆作用在钻头上的力)。我们把完成这一能力的系统叫做钻机的旋转系统,旋转系统主要由转盘和钻具组成。另外,钻具还起着循环高压泥浆的作用,而且转盘是旋转系统的核心,是钻机3大工作机构之一。
(2)起下钻具的能力。钻进过程中要求钻机应具有一定的起重能力和提升速度,能提起和下放全部钻杆、钻铤和套管等。我们把完成这一能力的系统叫做钻机的提升系统,钻机的提升系统主要由卷扬机、刹车系统、游动系统(如钢丝绳、天车、游动滑车)、提引器和钻塔组成,卷扬机是提升系统的核心,也是钻机的3大工作机构之一。
(3)清洗井底的能力。钻进工艺要求钻机提供的泵压和泵量,应具有较强的携带岩屑能力,同时对井壁起到保护作用。我们把完成这一能力的系统叫做钻机的循环系统,钻机的循环系统包括泥浆泵、高压管汇、泥浆净化装置和泥浆调配装置等。泥浆泵是钻机循环系统的核心,同样是钻机3大工作机构之一。
此外,钻机的其他部分还有动力驱动系统、传动系统、控制系统和辅助设置等。
回转式钻机驱动钻具的回转运动破碎岩层而成孔。主要包括有转盘式钻机和全液压动力头式钻机2种。均可采用泥浆正循环、反循环、气动潜孔锤钻进工艺施工。
4 水井钻机的选型和配套
4.1 水井钻机的型号确定原则
原地质矿产部在部标《地质钻探机械产品名称型号编制规则》(DZ3-79)中规定了钻机类别标志(表1),均用汉语拼音字母标注。
表1 原地质矿产部钻机型号类别标志
钻机类别类别代号
第一特征代号
(传动结构)
第二特征代号
(装载及其他)岩心钻机X(岩心)
砂矿钻机SZ(砂钻)
水文钻机S(水文)
工程钻机G(工程)
坑道钻机K(坑道)
潜孔钻机Q(潜钻)
地热钻机R(地热)
Y(液压操纵机械传动)
D(全液压动力头)
P(转盘)
C(车装)
T(拖车)
S(散装)
按表中所述,如600m转盘式散装水井钻机的型号应该命名为SPS-600。
1000m的全液压动力头车装水井钻机的型号应该命名为S DC-1000。
4.2 水井钻机的基本参数
4.2.1 主参数
在基本参数中,选定一个最主要的参数作为主参数。主参数应该具备如下特征:能最直接地反映钻机的钻井能力和主要性能,对其它参数具有决定作用,可以用来标定钻机型号,并作为钻机设计、选型的主要技术依据。
我国的钻机标准采用名义钻井深度L(名义钻深范围上限)作为主参数,因为钻机的最大钻井深度影响和决定着其他参数的大小。
300型钻机、600型钻机、千米钻的说法就是以钻井深度为主参数的。
4.2.2 提升系统参数
最大提升能力F
hmax
———决定了钻机下管和处理事故的能力,是核算提升系统零部件静强度、计算转盘和水龙头主轴承静载荷的主要技术依据。
最大孔内钻具重量M
s max
———游动滑车、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头和各个变径接头等的重
量的总和。
提升能力储备系数K=F
hmax
/M s max———储备系数越大,表明钻机下管和处理事故的能力越强,但储备系数过大会导致提升系统零件过于笨重,不利于搬迁,所以说,钻机的各个部分的匹配性是很关键的。一般取K=1.8～2.08。
轮系的确定———一般游动滑车的轮数比天车组件的轮数少一个,这样才能做到滑车对中。
另外,提升系统参数还包括卷扬单绳提升速度、卷扬单绳提升能力、钢丝绳直径和规格、钻塔载荷能力、钻塔的有效高度以及大钻机提立根还需考虑二层台高度等。
4.2.3 旋转系统参数
转盘通孔直径D———转盘通径在水井钻机里是比较重要的参数,因为水井的开孔直径比较大,转盘通径大,钻机适应范围就比较广,那么提下粗径钻具时就很方便。
旋转系统的参数有转盘转速、转盘挡数、转盘扭矩、输入功率等。
4.2.4 循环系统参数
循环系统的主要参数有泥浆泵额定压力、额定流量、输入功率。
4.3 水井钻机选型的5大要素
4.3.1 钻机选型的目的
进行钻机选型时,首先对购置钻机的目的要明确。钻机选型的目的一般分为3种类型:更新型、开发型和扩张型。更新型的目的在于高效率、高性能、高精度的新钻机替换落后陈旧的老钻机,选型时应侧重于钻机的技术性能,通过购置新钻机来提高施工效率、降低成本和消耗;开发型是指用新型钻机和先进工艺完成新的特殊的施工任务,重点在于新工艺、新技术的应用;扩张型的目的是扩大规模,侧重于提高施工能力。我们大多数情况是更新型和扩张型,特殊情况下,才是开发型。可见,不同的目的会有不同的选型要求,只有在钻机选型时目的明确,方能在以后的使用中充分发挥水井钻机的投资效益。
4.3.2 钻机选型综合经济分析
(1)价格。在钻机选型时价格是主要因素,但付款方式往往是资金紧张的中、小型钻井施工单位考虑最多的因素,那么在支付定金时可以在不影响原则问题的情况下灵活掌握。其它如安装调试费用,人员培训费用等也必须在选型时给予充分考虑。
(2)运行费用。钻机一旦投入施工就会产生运行费用,这就要求我们在钻机的选型时就要考虑钻机人员配置情况、泥浆等原材料的消耗情况、钻机的维护保养情况、钻机折旧及残值回收等因素。只有在这方面有充分的思想和物质准备,才能保证钻机的正常运行,从而发挥钻机良好的施工实用效果,实现理想的效益。
(3)优惠政策。为鼓励创新,国家对一些科技含量高的新技术、新工艺在税收等方面给予优惠,在钻机选型时也要充分考虑。
4.3.3 钻机选型技术问题
(1)可靠性。这是评价钻机技术性能指标的最重要的因素之一,主要由钻机的能力、精度、强度、零部件的耐用性等技术参数决定。根据水井钻机的施工特点,我们一般会采取“大马拉小车”的思路进行钻机选型,以保证钻机在复杂工况下使用的可靠性。
(2)维修性。在钻机的寿命周期内,检查、保养和修理及改造是钻机维护中的主要内容,所以在进行钻机选型时要充分考虑钻机的维修性,也就是钻机检查、保养和修理很方便、很简单,配件互换性很好,这样会降低维修成本,提高施工效率。
(3)兼容性。钻机各个部件都相对独立,并自成一体,与多种工作条件、多种不同产品以及零部件相适应,与现有的机型的配套性好,就能最大限度地降低成本,更好地适应市场变化,在进行简单调配后,就能完成多样化的生产施工需求。一些部件与市场上常见部件能通用的话,在钻机选型时应优先考虑,以降底成本,这也是兼容性给钻机选型带来的好处。
(4)可控性。随着钻机向大型化、自动化、精密化方向发展,对钻机进行人工控制检测的可能性越来越小,这样钻机具有较高的自身可控性,这也是衡量钻机性能的基本指标。
4.3.4 钻机选型时的市场因素
(1)售后服务。钻机选型也是在选择厂家,因为同一种钻机有众多的供货厂家,那么首先应该注重的就是厂家的售后服务怎么样,这里包括技术培训、零部件供应的连续性、不定期的关注、技术检测和钻机的维护保养等。
(2)交货期限。虽然从原理上说交货期越短越好,但交货周期的长短也会影响钻机的价格组成,所以在钻机选型时就要考虑交货周期可能对钻机价格造成的影响。
(3)交货方式。不同的交货方式,对于厂家和井队分别承担的费用和风险是有明显区别的,在钻机选型时也是应该予以重点考虑到。
4.3.5 钻机选型后期使用
(1)安全性。
安全性是钻机对安全生产的保障
性能,如钻机的安全防护装置和自动控制装置的完善程度。在钻机选型时就要从保证运行安全性的角度出发,关注钻机预防事故发生的能力。
(2)节能环保。钻机整体能源、原材料消耗和钻机安装使用对周边环境的影响因素,是衡量钻机好坏的重要指标,在钻机选型时,应尽量选择绿色环保和节能的钻机。
现推荐国内一些钻机生产厂家供选择:
(1)上海探矿机械厂,现更名为上海金泰股份有限公司,生产的SPJ -300型水井钻机、BW 850/20泥浆泵市场占有率很大。经过多年的施工实践证明,深受用户欢迎。
(2)郑州勘察机械厂,代表性产品红星400、600拖车水井钻机,是多年的成熟产品,使用效果不错。
(3)天津探矿机械厂,代表产品SPC -300、600水井钻机,BW 600/30泥浆泵。
(4)张家口探矿机械总厂,现更名为张家口中地装备探矿工程机械有限公司,代表产品SPS -2000水井钻机,BW -1200泥浆泵。
(5)山东滨州市锻压机械厂,代表产品BZ C -350型车载水井钻机。
(6)石家庄煤矿机械厂,代表产品TSJ -1000
型水井钻机,BW 850/50泥浆泵。
(7)河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂,SPS -600型水井钻机,SPT -600型水井钻机、各种钻塔。4.4 水井钻机的配套
钻机配套对于厂家和井队来说都是有益的,井队少了许多的麻烦,厂家获得了更大的收益。钻机配套涉及2个方面:一是配套全,二是匹配合理。配套全按我们的说法就是一个螺丝不少地把整台钻机全部配齐,匹配合理就是以最小的投资,获得最理想、最先进可靠、最优化的钻机组合配套方案。进行钻机配套绝对不是一个万能的配套,配套必须满足于施工使用条件。
(1)井队应立足于自身的现状和施工要求进行钻机选型配套,厂家应充分考虑施工单位的情况和通常的施工条件等进行钻机的选型配套方案设计。
(2)井队和厂家要充分考虑目前市场上先进的技术、工艺和产品,结合自身情况,采用先进的钻机选型配套方案,以实现钻井施工的安全高效、可持续发展和效益最大化的目标。
(3)以发展的眼光进行钻机配套,使配套钻机
适应其他相同或相近的工程施工需要,在进行适当的互换和调剂之后,可以进行钻机的能力升级并获得更广泛的施工应用。
(4)根据实际情况,给出多种配套方案,进行比较论证,从而获得最优方案。
(5)无论是厂家还是井队,应该建立自己的钻机设备选型优化配套库,形成一整套完善的钻机配套选型的管理、调度、使用、维护制度。厂家应进一步建立井队的钻机配套档案,把服务向前延伸,参与井队的钻机配套管理,做好有针对性的钻机配套选型和配件供应管理。
5 水井钻机的选型和配套实例
对于回转钻机,配套的主要部分有4个:主机部分、钻塔部分、泥浆泵部分、钻具部分。比如要进行600m 钻机的选型与配套,钻孔深度600m ,开孔直径600mm 。根据以上的分析介绍,按照以下步骤进行选择:
(1)行业标准的钻机型号应该是SPS -600型水井钻机,我们首先查阅国内有关的SPS -600型水井钻机资料,进行性价比较。
(2)要求主参数是钻深能力为600m 的钻机,在此基础上,主机部分提升系统和旋转系统的提升能力、提升速度、转盘通径、转盘转速、配备动力满足使用要求。经计算孔内钻具质量约为18t,选择储备系数为2,提升系统强度负荷应为36t,开孔直径600mm ,尽量选择转盘通孔直径大于600mm 的钻机。结合实际,选择通孔直径650mm ,卷扬机单绳提升能力5t,经过4×3轮系的增力机构,提升能力达到30t 。这样的钻机就可满足使用要求。
(3)循环系统泥浆泵流量和压力参数适合口径和深度要求。泥浆泵流量要达到使井眼环空钻井液携带岩屑的上返速度≥0.03m /s (1.8m /m in )。排量太小,上返速度低于1.8m /m in,钻井钻出的岩屑不能有效地带出地面,容易造成沉砂卡钻和重复破碎;排量过大,上返速度过高,对井眼井壁冲刷严重,不能有效地保护井壁,同时造成选型配套的泥浆泵成本浪费。选择流量850L /m in 的泥浆泵,钻进 600mm 井孔时的上返速度为0.05m /s,满足使用要求。泥浆泵的压力要在600m 深处保持水头压力,理论应选择额定压力为6MPa 的泥浆泵,结合实际情况,选择BW 850/50可以满足使用要求。
(4)配套的钻塔、三轮滑车、水龙头、提引器强
度负荷满足系统负荷36t的要求。
(5)钻杆的选择,如果是配套 127mm钻杆,基本不需要钻铤配重,如果是 89钻杆,配套3～6根钻铤,再配上三翼钻头、牙轮钻头。钻探施工的适应范围就很广了。
(6)在选型配套中的细节也不能忽视,易损件如摩擦片、密封圈、齿轮等也要配套一些,以备急用。
6 结论
(1)水井回转钻机的发展趋势,不断向深度、能力强、自动化程度高方向发展。将来发展的重点会在顶驱全液压动力头钻机的研制上。
(2)水井钻机的设计、制造和钻机供应,首先要达到经济实用、科学合理的要求,同时还要有利于开展技术交流与合作,根据水井钻机的实际需要,将各种规格进行系列化分级,在系列化的基础上,完善基本参数,形成钻机的标准系列,这也是所有从事钻机研制工作的管理和技术人员义不容辞的责任。
(3)水井钻机的选型与配套是一个系统工程,无论是井队还是厂家都应建立相应的管理信息系统,做到合理选型、科学配套,最终实现预期的效果。
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“华北平原地下水安全与可持续利用”项目取得重要成果
中国地质调查局网站消息 中国地质科学院水环所承担的国土资源部重大创新地调项目“华北平原地下水安全与可持续利用”取得重要成果。该项目阐明了近50年来地下水循环偏离自然规律的表现形式,利用同位素区别出降水、灌溉补给的贡献以及补给强度变化趋势,揭示了近40年来大规模开采条件下地下水补给过程、变化机理,查清了水资源承载力的影响因素,初步剖析了京津唐地区地下水利用与社会经济发展的关系及地下水利用中存在的问题。项目实现了地下水多级分层自动监测技术体系数据采集和存储,形成了地下水监测信息发布系统总体技术框架,初步建立起适合浅层低渗透含水层水平双面井的钻进技术和成井工艺技术体系。
该项目是计划项目“华北平原地下水污染调查评价”所属工作项目,起止年限为2007～2010年。项目以华北平原为研究对象,深入研讨“降水-地表水-土壤水-地下水”系统中各组成部分的相互作用过程,以及其在大规模开采条件下偏离自然变化规律的特征与机理,对水土资源开发与区域经济社会发展、生态及地质环境的相互作用进行深入研究,揭示地下水的资源、生态、环境功能之间的相互作用关系及其互动机制,研制地下水监测技术系统,研究提出水资源合理开发利用的技术方案,为地下水的可持续利用提供科学依据。
北京地勘局研究地热综合利用
国土资源网消息 为更好地丰富地勘专业技术领域的理论研究并指导实践,近日北京市地勘局积极针对目前北京地区地热地质勘查工作的特点和存在的主要技术问题,开展地热综合利用研究。
北京地勘局将地热勘查研究作为地勘工作的重点,获取基础资料,并通过地热综合利用研究与勘查项目的实施,不断拓展丰富地热勘查工作的技术内容。
北京地勘局结合几十年来的地热勘探、开发利用积累的资料成果,以及地热开发利用现状,确定了未来几年的地热勘查开发工作方向。通过地热回灌试验研究及监测示范工程建设,在昌平区小汤山热田建设地热综合利用与回灌示范项目,进行地热回灌试验及地热综合开发利用模式研究,建立地热监测点,对热田水位、水温和水质的变化实施全年连续监测,根据地热动态监测示范基地的建立和运行情况,提出科学合理的地热监测方法和地热动态监测技术要求,利用最新信息和模型技术建立地热地质结构模型和地热资源综合信息系统,为政府决策管理提供技术支撑。
专家建议,要加强关键技术方面的投入,力求在关键参数获取方面取得突破;要加强横向交流,在公益项目和地质商业资助方面向各单位核心竞争力倾斜,提供国际、国内的交流平台,鼓励技术骨干人员走出去、学回来,开展分析政府所需相关地质方面内容的战略研究项目,积极支持立项和项目实施。
潜孔钻机选型
露天矿潜孔钻机选型设计说明书 设计课题： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 学生成绩：
露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件 1.南露天煤矿2013年全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f≥5 2.年剥离废岩8400万m2，岩的综合硬度f=6-8 3.全年爆破煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm 4.正常作业天数300天，以三班循环作业 要求： 1.分别计算两种孔径的台班效率 m/台·班 2.计算所需钻机的数量（四舍五入） 3.通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 条件： 1.岩石的类型 2.全年穿爆量 3.穿爆参数 4.参考同类型矿山的设备经验 5.查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 6.要求维护方便
一、钻具的选择： 1、钻头的选择 原则：合理的钻头能够获得较高的钻进速度和合适的钻孔成本。 ⑴坚硬岩石 ⑵软岩 ⑶节理比较发育的破碎带 ⑷有粘性的岩层 ⑸韧性强的岩石 2、钻杆直径及外经间的流通截面积选择 ⑴孔经↑→穿爆效率↑→钻机设备↓。 ⑵每种钻机都要保证环形截面积寛10-25mm ，可以增加排岩效率。 二、钻机工作参数的合理匹配 1、转速 ⑴要求与冲击功保持在临界值以上，保证在一次冲击碎岩后能旋转进入新的岩面。而不是发生钻磨岩层（只是磨损钻头） ⑵合理的钻速与冲击器的参数相匹配。 0.780.95 6500n min r D ??= ? ?? D-------钻孔直径mm 0.8 6500n 20.4min 150r ??=≈ ? ?? 煤 0.8 6500n 13.1min 262r ??=≈ ? ?? 岩 2、扭矩 ⑴、能够克服钻杆与孔底、孔壁之间的摩擦阻力、剪切力，防止卡钻头、钻杆。钻孔阻力与孔深成正比。 ⑵深孔、节理发育、大孔径尽量采用扭矩大一些的钻具。 5 .82 D k M m = 式中 m k ----转矩系数，0.8~1.2，一般取1。 5.81502=煤 M ≈2647Nm 5 .82622=岩 M ≈8076Nm
牙轮钻机选型
牙轮钻机设备选型 1.已知：表一矿山深孔爆破参数及钻机数量计算表 单位 东采场西采场 备注矿石岩石矿石岩石 矿石硬度f=6～12 凿岩量万t 588 4165 882 5390 岩石硬度f=5～10 年爆破量万3m 163.52 1340.95 245.27 1735.35 段高m 12 12 12 12 孔径mm 310mm 孔距 m 7.5 8 7.5 8 排距 m 5.5 6 5.5 6 孔深m 14 14 14 14 超深2m 延米爆破量 3 m/m 35.36 41.14 35.36 41.14 延米爆破 质量t/m 125.42 127.67 125.42 127.67 年穿孔米数万m 4.87 34.31 7.3 44.4 5%废孔率总计万m 39.18 51.7 年穿孔个数个3477 24506 5216 31713 总计个27983 36929 钻机效率万m/ 台年 计算台数台 合计台数台 选取台数台 5 6
2.要求： （1）按照前面所学知识将表格中的孔填全，并编写计算分析的说明书。 （2）附加一份钻机论文（写出论文的解决问题的核心部分） 3.选型原则： （1）牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用于各种硬度岩石的钻孔作业，设计大中型矿山设备首选牙轮钻机 （2）中硬以上硬度的矿岩选用选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。 （3）在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。 （4）根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。 （5）动力条件。一般选用电动（经济）。 （6）工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应进行综合分析对比。 4.钻机预选： 表二 炮孔直径 岩石硬度 中硬坚硬极硬 270-310 60-R（Ⅲ） YZ-55 60-R（Ⅲ） KY-310 YZ-25 60-R（Ⅲ） KY-310 YZ-25 310-380 YZ-55 60-R（Ⅲ） Z-55 60-R（Ⅲ） YZ-55 60-R（Ⅲ）
工程钻机(又名水源钻机)
水源钻机又名TSJ系列工程钻机 第一：钻机种类 1、光伏钻机——螺旋打桩机，长螺旋钻机，履带式潜孔钻机（潜孔钻车）。 2、水井钻机——液压钻机（电动液压水井钻机、柴油液压水井钻机）气动打井机（轮式气动钻机，自行式气动打井机） 3、工程钻机——磨盘钻机（SPJ系列磨盘钻机，SPG系列磨盘钻机）水源钻机（TSJ工程钻机，S系列水源钻机）液压冲击钻等等 4、坑道钻机——ZLJ坑道钻机（电动坑道钻机，柴油坑道钻机）ZDY全液压坑道钻机（全液压坑道钻机，履带式全液压坑道钻机）ZYJ架柱式坑道钻机（单立柱坑道钻机，双立柱坑道钻机）KY全液压坑道钻机（全液压坑道钻机，全液压坑内钻机等等） 第二：钻机简介，工程钻机特点、优势： 该钻机为机械传动,转盘回转，重心低、传动平稳，坚固耐用、操作安全、密封性能好，钻机布局合理、便于维修保养。该钻机可采用油缸液压搓扣，也可采用石油钻探拧卸钻具的工艺，用锚头轮装置拧卸钻具。用途：主要用于水源、中浅层石油、天然气、煤层气、地热等钻探。也可用于地质、矿井建设等其它工程钻孔。 最全的钻机生产厂家，提供最全的技术支持，济宁：0537/2355514 齐经理为您保驾护航——135/8375/2283，恒旺集团，服务至上，恒旺钻机，销量第一，恒旺工矿，品质保障！！！ 第三：钻机参数，整机主要性能、参数： 产品型号TSJ-1000/435TSJ-1500/435TSJ-1500/660 钻进深度（Φ89mm钻杆） 1000 1500 1500 （m）
转盘通径 （mm） Φ435 Φ435 Φ660 钻盘转速（正反） （r/min） 48 69 110 190 48 69 110 190 37 52 84 145 转盘输出最大扭矩 （kn.m） 15 18 21 转盘最大搓扣扭矩 （kn.m） 55 55 55 卷扬机提升速度（按二层 计算） (m/s) 0.84 1.90 3.3 0.84 1.90 3.3 0.84 1.90 3.3 卷扬机单绳最大提升力 （kn） 70 90 90 离合器输入转速 （r/min） 730 730 730 柴油机l 型号 功率 (KW) 转速 （r/min） 6135AN 110 1500 6135AN 110 1500 6135AN 110 1500 电动机2 型号 功率 （KW） 转速 （r/min） Y315s-4 110 1480 Y315s-4 110 1480 Y315s-4 110 1480 游动系统4×5 4×5 4×5 外形尺寸（L×W×H） (mm) 3880×1965×1290 3880×1965×1290 3880×1965×1290 主机重量（不含动力） （Kg） 5800 6600 7553
旋转钻机选型
旋转钻机选型 旋转钻机是以电力或内燃为动力，履带行走、顶部回转、连续加压、采用压缩空气或螺旋钻杆排渣、装备湿式或干式除尘系统，以切削钻头为凿岩工具的自行式钻机。 图2.1旋（回）转钻机 国产旋转钻机的基本参数应符合表2.6规定： 表2.1国产旋转钻机的基本参数 （1）旋转钻机工作参数计算
? 钻头的转数 在一般情况下，钻孔速度正比于钻具的转速。但切削钻头转速的提高受到钻机振动程度及钻头寿命的限制。国内外统计资料推荐的钻头转速(r/min)如下表： 表2.2 推荐的钻头转速(r/min) 表中数据说明：岩石越硬，或孔径越大，钻头转速应越低。 ? 钻机的轴压 钻机的合力轴压值0P （kN ）计算： 04 10d P k f d =? 式中 k —经验系数，取1.4k =； f —岩石普氏硬度系数； 4d —试验用标准钻头直径（mm ），4d =214mm ； 0d —实际使用的钻头直径（mm ）。 ? 钻机排渣风量 钻机应该具有的排渣风量Q （m3/min ）可按下式计算： () 2 20212.2 v d d Q -= 式中 v —炮孔内的应有风速（m/s ），一般为15.3~25.4m/s ； 0d —炮孔直径(cm)； d —钻杆直径(cm). ? 螺旋钻杆的排渣能力Q （kg/min ） 2 0.08s Q D s n γ=??? 式中 D —螺旋钻杆直径(m)；
s —钻杆螺旋螺距（m ）； s n —钻杆实际转速(r/min)； γ—破碎岩渣的容重(kg/m3)。 （2）钻机生产能力计算 ? 采用滑架式油马达给进系统的回转钻机，其台班生产能力的计算： 123 3 11202 121b T T T B t t l t V l R l --= +++ 式中 1T —班内工作时间（min ）； 2T —交接班停顿时间（min ）； 3T —生产和辅助作业以外的停车时间(min)； V p —纯穿孔速度的平均值(m/min)； t 1—接卸一根钻杆的时间(min)； t 2—更换一次钻头的时间(min)； t 3—钻孔移位时间(min)； l 1—每个炮孔的深度(m)； l 2—每根钻杆的长度(m)： R —修磨一次钻头的穿孔进尺（m ）。 ? 采用卡盘式油缸给进系统的回转钻机，其台班生产能力的计算： 123 31120212 11b B T T T B t tl t V V l R l --= ++++ 式中 B V —卡盘油缸给进后空转返回速度（m/min ）。 （3）矿山回转钻机数量 参照牙轮钻机。
潜孔钻机选型
露天矿潜孔钻机设备选型 已知条件: （1）南露天煤矿2013年全年生产1780万吨原煤，煤的密度为1.48，硬度f ≥5。 （2）年剥离废岩8400㎡万，岩的综合硬度 f =6~8 （3）全年爆破煤的孔径：150mm,岩石孔径：262mm （4）正常作业天数300天，以三班循环作业。 要求: （1）分别计算两种孔径的台班效率 m/台2班 （2）计算所需钻机的数量（四舍五入） （3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： （1）岩石的类型 （2）全年穿爆量 （3）穿爆参数 （4）参考同类型矿山的设备经验 （5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 （6）要求维护方便 一．钻具结构的选择 1.钻头的选择 选择的依据： （1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时，钻头合金齿最好选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。 （2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能力，最好三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时最好选用导向性好的中间凹形或者中间突出型。 （4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以最好选用侧排渣钻头。 （5）在韧性好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 2.钻杆的选择 （1）增大孔径-传爆效率高 （2）环形截面积宽10-25mm,排渣效率高； 3.冲击器选型 冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。 （1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。 （2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。 （3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高
钻机选型方案
南昌市港口大道第二合同段(K2+071 ?K3+392,1.321km) 钻机选型 专项施工方案 中国中铁 编制：_______________ 复核：_______________ 审核：_______________ 中铁四局集团有限公司南昌市港口大道第2合同段项目经理部
二?一三年七月 目录 一、编制依据及编制原则 (3) 1、编制依据 . (3) 2、编制目的 . (3) 3、工程概况 . (3) 4、水文地质 . (3) 二、钻机方案比选 . (4) 2．1 冲击钻 (4) 2．2 回转钻机 . (4) 2． 3 冲击反循环钻机 . (5) 2．4 旋挖钻机 . (5) 三、钻机的技术经济分析与比选 (6) 3． 1 地层适应性的应用比选. (6) 3． 2 各类钻机经济性及综合性能的比选 (6) 四、钻机配置比例 . (8)
钻机选型专项施工方案 一、编制依据及编制原则 1、编制依据 1. 业主初步施工策划 2. 南昌市港口大道 2标施工图； 3. 施工地的气候、交通、能源、环境、工程地质和水文条件； 4. 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010； 5. 《公路桥涵施工技术规范》 JTG/TF50-2011； 6. 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》 CJJ2-2008； 7、《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011； 8、《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008； 2、编制目的钻孔灌注桩施工中成孔设备的选择是比较关键的环节，钻机的选择是否得当，决定了整个桩基础工程的盈利指标，因此我标段对钻孔机械的比选尤为重要。通过对几种常用钻孔机械的技术特点概括、地层适应性分析以及技术经济阐述来确定适合我标段的钻机型号。 3、工程概况我标段位于南昌市北城区“十横十纵”干线性规划道路中南北向道路，南起洪都大桥北至福银高速七里岗互通。我标段位于南昌市裘家码头与梅林大道之间，经双港码头、顺发码头，跨幸福前港至标段尾。自主线桥 53# 墩至95#墩（K2+071?K3+392总计1.321km。道路等级：干线性主干道。主路采用高架桥形式宽32.5m，设计行车速度80Km/h （双向6?8车道）, 地面辅路在高架桥下布置宽55m设计行车速40 Km/h（双向6车道）。梅林大道前高架快速路设一对上下匝道接规划机场路，过梅林大道路口后高架快速路设一对上下匝道连接地面辅路。 主线桥钻孔灌注桩共388根,梅林匝道桩基152根，总计540.桩径1.0m： 332根，桩径 1.2m： 72根，桩径 1.5m： 96根，桩径 1.8m： 40根，合计 18703 延米。计划工期 2013 年 6 月到 2015 年 6 月。 4 水文地质 （1）赣江冲积平原区：属赣江冲积平原I级阶地，地势平坦开阔，以 冲积作用为主，地面高程为17.20?21.78米。 （2）据地勘显示，我标段多为中风化千枚岩，局部为微风化千枚岩。上部多为杂填
水井钻机和工程钻机的现状及展望
水井钻机和工程钻机的现状及展望 1、水井钻机的现状 水井钻机的生产使用在我国已有近半个世纪的历史了，但其技术发展进程却是缓慢的，只是在近20年才有了较快的发展，无论是从钻进能力、钻进工艺还是钻机技术水平方面都有了明显提高。就钻进能力而言，水井钻机的生产在我国已初步形成了由浅井到深井的系列，据不完全统计，到目前为止国内有20余家企业生产的近百个型号的水井钻机，初步改变了过去那种主要以浅井、中深井钻机为主的局面，地下水位的下降及地热井的开发是促进深井钻机迅速发展的主要因素。成井深至3000m的地热深井钻机已有多家生产。 就钻机的技术水平而言，在国外，几乎所有的水井钻机都采用先进的全液压传动机构，顶驱动力头装置，并配有机械手和存管架，实现全自动化钻杆装卸，且多为车装自走式。而我国，水井钻机基本上仍保持着传统的转盘式结构，工艺单一，性能也较落后，深层水井钻机大都采用四角钻塔转盘式，设计成可分解装拆的积木式结构，设备庞大、笨重，机械化水平低，但由于仍使用传统的打井工艺，方便了工人的操作维修，在一定程度上适应了我国的购买力水平，因此受到欢迎。 2、工程钻机的现状 工程钻机在我国是在改革开放后才得到了蓬勃发展，但大部分钻机主要是在原水井钻机的基础上演变过来的，钻孔直径较小。这几年向大型化发展趋势十分明显，过去只能钻1．5～2m孔径的钻机已明显不能满足要求，能完成2．5～3m孔径的钻机生产企业较少，大扭矩、大功率配置是这类钻机的特点 目前这类钻机仍以转盘式泥浆正循环或泵吸反循环形式为主，多采用门形钻塔，型钢底盘散装形式，钻孔直径增大后，转盘、卷扬机等部件都随之增大，使整机更为笨重、庞大，而且钻孔直径增大后，落后的泥浆循环钻进工艺对环境污染更为明显，不少地区出现了限制使用的情况，这就限制了这类钻机的发展。 3、钻头结构的研究现状 无论是水井钻机、还是工程钻机，发展初期人们都是只注重主机性能的研究，而与之配套的钻头等主要是由施工单位根据自己的使用习惯及施工处的地层情况自行加工，但随着形势的发展，人们发现钻头参数的选择、合理设计及选用明显影响着钻进速度的提高，觉得有些钻头由专业生产单位加工更有效。中国地质科学院勘探技术研究所大口径钻头与钻具研制中心适时地承担这方面的工作，他们研制的滚刀钻头、牙轮钻头、扩底钻头、旋挖钻头、连续墙抓斗及磁力打捞器等多系列多品种钻头及工具，先后为多项赴国外施工或国内大型施工配套选用，收到了良好的效果，也填补了钻头研制的空白。 4、顶驱动力头钻机的发展 液压传动顶驱动力头形式，在发达国家已f‘分普遍，无论是水井钻机还是工程钻机均如此，它与传统的转盘钻机相比，具有设备质量轻、便于实现机械化操作、生产效率高、劳动强度低、能实现多功能钻进等优点。在我国对液压传动顶驱动力头式钻机的研制，自20世纪90年代开始，就一直没有停止，但至今仍然没有一个定型的能批量生产的机型，河北省建设勘察研究院有限公司钻探
露天矿采矿潜孔钻机设备选型
露天矿采矿潜孔钻机设备选型 前言 已知条件: 1、已知:南露天煤矿2012年全年生产1850万吨原煤 2、煤密度为: 1.38g／cm3,硬度f≥6 3、剥离废岩：7100万m2，硬度f=6～10 4、全年爆破，煤的孔径：150mm，岩石的孔径：250mm 5、正常作业天数300天，以三班循环作业 要求： 1、分别计算两种孔径的台班效率m/台.班 2、计算所需钻孔的数量（四舍五入） 3、列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： 1、岩石的类型 2、全年的爆破量 3、传爆参数 4、参考同类型的矿山的设备经验 5、厂家提供的设备技术规格及工作参数 6、要求维护方便 选型与计算 一、钻具结构的选择 (一)、钻头 原则: 合理的钻头能够获得较大的钻进速度和合理
1、坚硬岩石凿岩比功较大，每个柱齿和钻头都承受较大额度载荷。要求钻头体和柱齿具有较高的强度。 2、在可钻性比较好的软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣较大，这就要求钻头就有较高的排渣 能力，最好选用三翼型或四翼型。 3、在节理比较发育的破碎中钻进时，为减少偏斜，最好选择导向型较好的中间凹陷型或凸出型钻头。 4、在含粘土的岩石凿岩时，中间排渣孔出常常被堵死，最好选用侧排渣钻头。 5、在韧性比较好的岩石中钻孔时，最好选用契形齿钻头。 (二)、钻孔直径及流通截面的选取 1、增大孔径-----传爆效率高 2、环形截面积宽10～25mm，排渣效率高 3、钻杆的壁厚应保证一定的刚度和强度，厚壁一般在4—7mm。 (三)、冲击器的选取 1、根据工作压气的压力等级合理选择相应等级的冲击器。 2、根据钻孔直径选择相应型号的冲击器。 3、根据岩石坚固性选择相应冲击器，建议软岩使用高频低能型。 二、钻机的工作参数合理的匹配 1、转矩 1)要求：保证钻头每次冲击后进入新的工作面，不至于干磨钻头。 2)合理的与钻头工作参数有关。 2、扭矩 1)要求：能够使钻头克服孔低的摩擦与剪切阻力，孔壁的阻力防止卡钻。 2)扭矩与孔深、岩性、孔径、硬度和节理发育程度成正比。 3、轴压力 1)要求：保持钻头始终与新面强行接触，不产生磨损。
牙轮钻机设计
牙轮钻机设备选型 1.已知条件： 矿山深孔爆破参数及数量计算表 名称单位 东采场西采场 备注矿石岩石矿石岩石 矿石硬度F=12-6 凿岩量万t588 4165 882 5390 岩石的硬 度F=10-5 万m3163.52 1340.95 245.27 1735.35 段高m 12 12 12 12 孔径mm 310mm 孔距m 7.5 8 7.5 8 排拒m 5.5 6 5.5 6 孔深m 14 14 14 14 超深2 米 延米爆量M3/m 35.36 41.14 35.36 41.14 t/m 125.42 127.68 125.42 127.68 年穿孔米数万m 4.87 34.31 7.3 44.4 5%废孔 率 采区年穿 孔米数 万m39.18 51.7 年穿孔个 数 个3477 24506 5216 31713 个27983 36929 钻机效率万m/ 台年 计算台数台 合计台数台 选取台数台 2、要求：（1）计算所需设备数量。 （2）完成表格填空。 （3）列出两种设备的技术规格和工作参数。 3、参考文献： 高永淘、吴顺川主编.露天采矿学.中南大学出版社.2008 李晓豁主编.露天采矿机械.北京.冶金工业出版社.2010
2.选型原则： 1）、实用性好，满足生产工艺要求，操作方便，技术性先进，生产效率高，能与相关设备使用。 2）、一般用在中硬强度以上，大型矿山使用。 3）、动力源以电力拖动为主。 4）、可靠性好，故障率低，出勤率高，平均寿命长，备件供应可靠。 5）、经济性好，耗能少，平均维修费用低。生命运营费用低。 2.1牙轮钻头运动原理 牙轮钻机钻孔时，依靠加压，回转机构通过钻杆，牙轮则被压在孔底上，当回论工作机构使钻具以一定的转速回转时，钻头上的各个牙轮，及即绕钻杆轴线公转，又可以绕本身轴线自转。 2.2牙轮钻头的破岩机理 1）、冲击压碎作用： 钻头纵向转动产的冲击载荷和钻压通过牙轮切入在岩石上，对孔底岩石产生冲击压碎作用，形成体积坑穴。 2）、滑动剪切作用： 牙轮钻头的超顶，复锥和移轴机构，使牙轮在孔底滚动的同时，还产生牙齿对孔第的滑动，剪切齿间岩石，形成沟槽。 3.设备匹配： 3.1轴压力 P=（0.06～0.07）fD 式中：P——轴压力，kN； f——岩石的坚固性系数； D——钻头的直径，mm；； 3.2钻孔速度 3.75Pn fD ν=? 式中： v——牙轮钻机钻进速度，cm/min
水井钻机项目投资分析报告
水井钻机项目投资分析报告 规划设计 / 投资分析
摘要说明— 钻凿水井并完成下井管、洗井等作业的机械设备。包括动力设备和钻头、钻杆、岩心管、钻架等。一般分回转式转机、冲击式钻机和复合式转 机3大类。 该水井钻机项目计划总投资16260.44万元，其中：固定资产投资12206.83万元，占项目总投资的75.07%；流动资金4053.61万元，占项目 总投资的24.93%。 达产年营业收入34307.00万元，总成本费用26934.65万元，税金及 附加315.46万元，利润总额7372.35万元，利税总额8704.69万元，税后 净利润5529.26万元，达产年纳税总额3175.43万元；达产年投资利润率45.34%，投资利税率53.53%，投资回报率34.00%，全部投资回收期4.44年，提供就业职位670个。 坚持“三同时”原则，项目承办单位承办的项目，认真贯彻执行国家 建设项目有关消防、安全、卫生、劳动保护和环境保护管理规定、规范， 积极做到：同时设计、同时施工、同时投入运行，确保各种有害物达标排放，尽量减少环境污染，提高综合利用水平。 概论、背景、必要性分析、市场分析、项目投资建设方案、选址方案、土建工程分析、项目工艺技术、环保和清洁生产说明、项目生产安全、项 目风险评价、项目节能评价、项目计划安排、投资估算与资金筹措、项目 盈利能力分析、项目综合评价结论等。
第一章背景、必要性分析 一、项目建设背景 1、随着国务院常务会议审议通过《中国制造2025》，中国制造业将迈入新的发展阶段。我国产业结构调整已进入攻坚克难、力求实现突破的新阶段。“十二五”以来，我国产业结构调整持续推进，重点行业竞争力明显提升，信息化和工业化深度融合稳步推进，节能减排成效明显，企业自主创新能力持续增强，我国作为世界制造业第一大国的地位更加巩固。同时也要看到，我国产业结构中仍存在一系列突出矛盾和问题，产业结构调整的任务依然十分艰巨。 2、坚持把质量作为建设制造强国的生命线，强化企业质量主体责任，加强质量技术攻关、自主品牌培育。建设法规标准体系、质量监管体系、先进质量文化，营造诚信经营的市场环境，走以质取胜的发展道路。 3、投资项目建成后将为当地工业发展注入新的活力，带动社会经济各项事业迅速发展；经济的繁荣需要众多适应市场需要的、具有强大生命力的、新的经营项目的推动；项目承办单位利用自身的经济、技术、人力资源优势，实施项目形成规模经济，可为企业增创效益，同时，可以带动相关产业的迅速发展；项目达产后对发展当地经济、增加财政收入、引领相关产业发展和解决劳动力就业等方面将起到积极的推动作用。 二、必要性分析
钻机、钻杆选择
钻机、钻杆选择对比 自钻式（自进式）中空注浆锚杆由硬质合金钻头、中空全螺纹锚杆体、止浆塞、垫板、螺母、连接套等组成，是在杆体头部装上硬质合金钻头，直接钻进注浆，无需取出的一种锚杆结构。 一、特点： 1. 这是破碎围岩、软弱围岩、高地应力大变形等复杂地质条件的最佳施工方案，它避免了因为塌孔对施工的影响。 2. 中空设计，使锚杆实现了注浆管的功能，避免了传统施工工艺注浆管拔出时造成的砂浆流失。 3. 注浆饱满，并可实现压力注浆，提高工程质量。 4. 由于各配件的作用，杆体的居中性很好，砂浆可以将锚杆体全长包裹，避免了锈蚀的危险，达到长期支护的目的。 5. 安装方便，不需现场加工螺纹，就可方便地安设垫板、螺母。 二、施工方法： 主要应用于破碎岩层、软弱围岩、高地应力大变形等复杂地质条件，进行支护、抢险、治理坍方等自钻注浆的一切场合，适用范围更广，功能更高。 它在中空锚杆体头部装上硬质合金钻头，用锚杆体代替钻杆进行钻进，钎尾连接杆把锚杆体和凿岩机相连，用凿岩机凿孔至设计锚杆深度后，安装止浆塞、垫板、螺母后，进行注浆。当在边坡支护或水电站施工中，也可用大直径锚杆代替潜孔钻钻杆，进行钻孔注浆，威力更大，作用比锚索更强，更快捷方便，施工成本更低。 三、施工注意事项： 1.安装前应检查锚杆及钻头水孔是否通畅。
2.钻进过程中若遇到卡钻，塌孔应回退锚杆少许，钻机应少冲击，多回转，反复扫孔，然后慢慢给进，直到钻到预定孔深。 3.锚杆孔应尽量打直。 4.锚杆注浆宜采用纯水泥浆或1:1的砂浆，用砂浆时砂子的粒径不应不大于1.0mm，水灰比例应控制在0.4-0.5。 5 .注浆材料应从锚杆体中孔灌入，当锚孔口返浆，或注浆泵压力达到设计值，表明锚孔已注满。 6.锚杆体注浆后，注浆材料未达到设计强度前应避免敲击，震动和悬挂重物，当注浆强度达到5.0MPa，方可拧紧螺母施加应力。 四、钻机选择 YT28型气腿式凿岩机。
地勘钻机型号如何选择
随着国家经济的持续发展，工程建设行业也不断发展着。在工程建设中地勘钻机的地位也是十分重要的，地勘钻机型号如何选择呢？在众多型号的地勘钻机中，本文为大家介绍一下南探牌XY-200(YJ)型钻机的具体参数，可供选择参考。 1、基本参数钻孔深度：200、150、100m；终孔直径：75、91、110mm；最大开孔直径：300 mm 钻杆直径：42,50 mm，钻孔倾角：90-75° 钻机外廓尺寸（L×B×H)：1660×780×1560 mm，钻机重量(不包括动力机): 650kg 2、回转器主动钻杆：六方带槽46*Φ51*4300mm,主机杆夹持方式：手动球卡式立轴转速(四档)：1010,505,236,118 r/min，立轴行程：450 mm 立轴空载向上最大移动速度：3 m/s ，立轴空载向下最大移动速度：4 m/s 立轴最大给进力：15 KN，立轴最大起重力：25 KN 3、卷扬机最大起重量(单绳)：17 KN，卷筒转速：121,76,36 r/min 卷筒圆周线速度(二层)：1.05,0.66,0.31 m/s，卷筒直径：140 mm 钢丝绳直径：10 mm，钢丝绳容量：35 m，抱闸直径：252 mm，闸带宽度：50 mm
4、油泵 型号：YBC-20/125，额定压力：12.5 Mpa 流量：16 ml/r 额定转 速；1500 r/min 5、移动装置 移动油缸行程：450mm ，钻机离开孔口距离：300mm 6、动力装置 电动机型号：Y160L-4，额定功率：15 KW ，额定转速：1460 r/min 柴油机型号：S1115，额定功率：16.2KW ，额定转速：2200 r/min 注:.本钻机动力标准配备柴油机,也可配备电动机,需由用户订货时提出。 建议选配钻机底座及钻塔(根据需求选择一项）：1、T-SJ-3型三角架钻塔；2、T2-SJ-3型两轮拖挂三角架钻塔；3、T-SJ-4型整体底座及四角架钻塔；4、T4-SJ-4型四轮拖挂底座及四角架钻塔；5、LP-4T-01-A 型履带底盘及四角架钻塔；6、LP-4T-01-B 型履带底盘及四角架钻塔；7、LP-4T-02-B 型履带底盘及井字形液压起落钻塔；8、LP-4T-02--B-STRZT 型履带底盘及人字形全液压起落钻塔；9、LP-4T-02-B-STZDT 型履带底盘及双塔架折叠式液压钻塔；10、LP-4T-02-B-SST 型履带底盘及全液压伸缩式钻塔（高度可调）。备注：型号加-SG 型为液压升高型履带底盘（上下卡车）。 泥浆泵选配：BW160A 型（单缸）、BW200A 型(双缸）。 南京南地钻探机械有限公司注册商标“南探牌”，经营范围：钻探机械、齐全的钻探工具系列、静力触探仪、锚固机具系列、水利机械及灌浆设备及通用机械设备、钻机配件、泥浆泵配件的设计、制造、销售、修理和服务。企业通过ISO9001：2015质量管理体系认证。 产品根据建设部、地矿部、水利部、冶金部等标准及《中华人民共和国GB50021-2001岩土工程勘察规范》研制而成，通用互换性能好，具有品种多、规格全、质量可靠、经久耐用等特点。广泛适用于探矿、探煤、探油、水文地质勘探、水利、电力、交通、高铁、地铁、地热能源、地基基础及工民建等行业，产品销往全国各地及亚、非、拉美国家和地区，深受广大用户的欢迎。 我公司是一家具有独立设计能力和生产工艺流程的钻探机械厂，位于环境优美、工业发达的南京市江宁开发区，机场高速公路、绕越高速（二环）、双龙大道、将军大道直达我公司，地铁(S1或3号线）、公交等交通十分便利，热忱欢迎新老客户光临指导!
详细介绍水井钻机的结构组成
详细介绍水井钻机的结构组成 1、底盘胶轮式底盘。拖动实现行走。 2、车架焊接结构的车架，焊接在底盘上，滑架竖起时可用螺栓与车架连接为一体，提高滑架刚性。 3、滑架焊接结构的滑架，采用热轧碳素槽钢和方钢管作为回转头的导轨，通过单向节流阀控制油缸平稳升降。操纵台上的水平仪及角度仪控制其垂直度。 4、回转机构由液压马达，回转减速箱组成。两个高性能低速大扭矩液压马达驱动回转减速箱，可获得不同的扭矩和转速。 5、推进部分由推进油缸、钢丝绳、滑板等组成。推进油缸活塞杆伸出及缩回时，带动滑轮组，通过钢丝绳使滑板在滑架上前后滑动，从而完成钻具的前进和后退。滑板上采用镶块结构，有效减少滑道的磨损。在深孔钻进中可调节轴压。 6、旋开式定心器旋开式定心器可分为两半，外侧的一半采用铰接，可用手旋开。可在孔口上方提供广阔的工作空间，防尘罩使工作环境干净、清洁。 7、调平用千斤顶有四个液压油缸组成，可快速调平钻机，液压锁可防止千斤顶蠕动。 8、副卷扬液压马达驱动的卷扬机，能灵活地吊起0.8吨以内的钻具或辅具。 9、操纵台操纵台由操纵台架、手动换向阀、减压阀、调速阀、油压表、各种管路、发动机仪表、油门拉线、熄火拉线、风门控制等组成。所有控制功能均集中在操纵台上，便于操作，省时、省力。操作者可站在有足够面积的脚踏板上操作。
10、液压系统由液压油箱、液压油泵（双联泵）、液压马达、液压阀、硬管、胶管、滤油器及压力表等液压元件组成。此系统结构简单、功能可靠、使用方便。通过油泵将液压油压缩，用溢流阀调定系统压力，换向阀控制油缸的运行方向或液压马达的转向来完成钻机要求的各种动作，通过双泵合流完成钻具的快进、快退、回转。调节调速阀，确定回转速度，保证钻孔时的钻具回转速度；调节推进溢流阀，确定推进压力，调节反轴压溢流阀，确定推进时的反轴压力；推进压力和反轴压力配合使用，开始钻孔时，反轴压调到最小，推进轴压稍大；随着钻孔深度越深，钻杆数量的增加，推进力在逐渐加大，此时需调大反轴压力，同时减小推进压力，来保证钻孔时冲击器所受轴压为最佳值，以保证合理的钻孔效率。安全阀调定压力高于系统压力值。 11、动力系统由发动机、联轴器、油泵联接盘、空气滤清器组成。空气滤清器由空气预滤器、空气精滤器三级滤清器组成。可有效的保护发动机在恶劣工况下正常使用。 12、油雾器是为气动装置中的气动元件提供润滑之用，它是以气体为动力，将涔涔油喷成雾状后供给需要润滑的冲击器，冲击器所需的雾化油对其所需润滑的零件润滑。油雾器加油时必须先停气，所加油必须清洁，不准带有任何杂质。 13、液压扳手由液压油缸驱动的扳手，可快速拆卸各种接头。 14、提引器可简单、快速的接卸钻杆。 本文章由：钻井机https://www.360docs.net/doc/528576799.html,编辑发表
水井钻机的选型与配套
收稿日期:2010-06-24;修回日期:2010-07-29 作者简介:史亚楠(1982-),男(汉族),河北景县人,河北省灌排供水技术服务总站助理工程师,水利水电工程专业,从事农田水利技术服务及管理工作,河北省石家庄市富强大街3号,171214410@qq .com;刘庆礼(1954-),男(汉族),河北辛集人,河北省煤田地质局水文地质队副队长,机电专业,从事机电设备管理、水文地质勘察施工与管理工作,河北省邯郸市峰峰矿区,liuqingli1954@https://www.360docs.net/doc/528576799.html,;张西坤(1968-),男(汉族),河北安平人,河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂教授级高级工程师,《探矿工程(岩土钻掘工程)》杂志/在线专家,全国水井钻机情报网副理事长,机械工程专业,工程硕士,从事石油开发、水文水井、岩土工程、地质找矿、工程勘察、旋挖施工等钻探设备的研制开发和技术管理工作,河北省石家庄市和平东路381号,hbjkjx@sina .com;陈建忠(1983-),男(汉族),河北易县人,河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂助理工程师,机械工程专业,从事石油开发、水文水井、岩土工程、地质找矿、工程勘察、旋挖施工等钻探设备的研制开发和技术管理工作。 水井钻机的选型与配套 史亚楠1 ,刘庆礼2 ,张西坤3 ,陈建忠 3 (1.河北省灌排供水技术服务总站,河北石家庄050031;2.河北省煤田地质局水文地质队,河北邯郸056000;3. 河北建设勘察研究院有限公司钻探机械厂,河北石家庄050031) 摘要:针对水井钻机的使用特点,结合我国水井钻机发展应用现状,论述了水井钻机的分类、使用范围、选型基本 要素和配套的主要内容。在对实际应用事例进行分析的基础上,提出了水井钻机选型与配套的一些看法和建议。关键词:水井钻机;选型;配套中图分类号:P634.3+1 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2010)09-0027-06 Type Selecti on and Equ i p m en t M a tch i n g of W a ter W ell D r ill/SH I Ya 2nan 1,L I U Q ing 2li 2,ZHAN G X i 2kun 3 ,CHEN J ian 2zhong 3 (1.Technical Service Master Stati on of Irrigati on and D rainage and W ater Supp ly of Hebei Pr ovince,Shiji 2azhuang Hebei 050031,China;2.Hydr ographical Geol ogical Tea m of Hebei Coalfield Geol ogic Bureau,Handan Hebei 056000,China;3.D rilling Machinery of Hebei Constructi on Exp l oring I nstitute Co .,L td .,Shijiazhuang Hebei 050031,China ) Abstract:According t o the app licati on characteristics of water well drill and based on the devel opment situati on of water well drill in China,the paper discussed the water well drill in classificati on,app licati on range,basic ele ments f or type se 2lecti on and the equi pment matching .On the basis of analysis on app licati on cases,s ome op ini ons and suggesti ons were put f or ward . Key words:water well drill;type selecti on;equi pment matching 一般用于钻凿水文地质勘察孔和工农业及生活用水水井、地热井的钻机称为水文水井钻机。水井钻机的选型与配套是水井钻探施工前期管理的一个重要环节,其成功与否直接关系到施工的质量、成败,决定企业的投资收益和整体效果。水井钻机的选型和配套属于多目标决策问题,科学合理的选型和配套涉及许多要素,既有定量要素(如价格),又有定性要素(如可靠性)。我们在进行水井钻机的选型和配套时,一定要按照目前与将来发展的要求,充分考虑多种要素,找出最佳的选型和配套方案,以便更好地做好钻探生产施工。 1 水井钻机概述 水井施工队伍绝对不单单是打水井,还涉及到油气井、煤层气井、地热井、煤矿瓦斯抽排井、通风排放孔、基础工程孔等钻进。所以我们讨论的重点是水井钻机,而且要了解钻探所处的整个行业。 1.1 水井钻机的分类 钻井的实质就是要设法解决破碎岩石和排出岩屑、保护井壁、继续加深钻进等方面的问题。水井钻 机要完成钻凿水井、下井管、洗井等作业。通过长期的生产实践和科学研究,在钻井方法上归结为2种具有工业实用价值的钻井方法:冲击法和回转法。由这2种方法演变和派生出多种的钻机机型。 水井钻机按钻进方法分类如图1所示。水井钻机按循环方式分类如图2所示。水井钻机按钻井深度分类如图3所示。水井钻机按组装型式分类如图 4所示 。 图1 按钻进方法分类的水井钻机
钻机型号
ZYW-4000S钻机（重庆平山矿山机电设备有限公司） Z Y W - 4000（LD） Z--钻机 Y--液压 W--无级调速 4000--额定最大输出转矩（LD）-联动 主要技术参数 最大钻孔深度(m) 400 钻孔倾角（°） -90～+90 开孔直径（mm） 94、113 钻杆直径（mm）φ63/φ73 最大输出转矩（N·m） 4000～1050 正常给进速度 (m/min) 0～1.5 外型尺寸(长×宽×高) mm 2300×1240×1520 重量（不包括钻杆） (kg) 约3631 液压系统工作压力: 正转压力 MPa 25 反转压力 MPa 26 电动机 型号 YBK2-250M-4 额定功率 (kW) 55 额定转速（r/min） 1480 额定电压（V） 660/1140
油泵 型号 PVH074R+ADU041R 排量 ml/r 0～74+25 大、小泵出口调定压力 MPa 28/23 马达 型号 A6V160MA 排量 ml/r 160～46.4 额定压力 MPa 35 油箱 工作介质 46＃抗磨液压油有效容积 (L) 200
ZYW-3200S钻机（中煤科工集团重庆研究院）Z Y W - 3200（LD） Z--钻机 Y--液压 W--无级调速 3200--额定最大输出转矩（LD）-联动 主要技术参数 最大钻孔深度(m) 350 钻孔倾角（°） -90～+90 开孔直径（mm） 113、133 钻杆直径（mm）φ73 最大输出转矩（N·m） 3200～800 正常给进速度 (m/min) 0～1.5 外型尺寸(长×宽×高) mm 2290×1180×1440 重量（不包括钻杆） (kg) 约2184 电动机 型号 YBK2-225M-4 额定功率 (kW) 45 额定转速（r/min） 1480 额定电压（V） 380/660 660/1140 油泵 型号 SAUER60+50 排量 (ml/r) 0～62/25 大、小泵出口调定压力 MPa 28/28
潜孔钻机选型
露天采矿潜孔钻机设备选型 已知条件： （1）南露天矿2012年全年生产1850万吨原煤，煤的密度1.38，f ≧6。 （2）年剥离废岩7100万吨m3，岩的综合硬度f=6—10 （3）全年爆破煤的孔径：150mm，岩石孔径：250mm， （4）正常作业天数300天，以三班循环作业。 要求： （1）分别计算两种孔径的台班效率m/台·班 （2）计算所需钻机数量（四舍五入） （3）通过查资料列出两种钻机的技术规格和工作参数（列表） 参考项目： （1）岩石的类型 （2）全年穿爆量 （3）穿爆参数 （4）参考同类型矿山的经验 （5）查找厂家提供的设备技术规格及工作参数 （6）要求维护方便 钻具的结构选择 钻头的选择 选择的依据： （1）硬岩的凿岩比功较大，钻头又是直接和岩石接触的部位，要求钻头体和柱齿具有较高的强度，因此，钻头的排粉槽不宜过多，一般选双翼型钻头。同时，钻头合金齿最好选球齿，且球齿的外露高度不宜过大。 （2）在软岩中钻进时，凿岩速度较快，相对排渣大，要求钻头有较强排渣能力，最好三翼型或者四翼型钻头，合金齿可选用弹齿或者楔齿。 （3）在节理比较发育的破碎带中钻进时最好选用导向性好的中间凹形或者中间突出型。 （4）在含黏土的岩层中钻进时，中间排渣孔易被堵死，所以最好选用侧排渣钻头。 （5）在韧性好的岩石中钻孔时，最好选用楔形齿钻头。 钻杆的选择 （1）增大孔径-传爆效率高 （2）环形截面积宽10-25mm,排渣效率高； 冲击器选型 冲击器的选择必须依据工作气压、钻孔尺寸和岩性特征等参数。 （1）依据工作气压等级合理选相应等级的冲击器。 （2）根据钻孔直径选相应型号冲击器。 （3）根据岩性选相应冲击器。建议软岩使用高频低能型冲击器，硬岩使用高能低频冲击器。
牙轮转机
牙轮钻机设备选型 1.已知条件：见附表 2.选型原则： ①牙轮钻机是露天矿技术先进的钻孔设备，适用于各种硬度岩石的 钻孔作业，设计大中型矿山设备首选牙轮钻机。 ②中硬以上硬度的矿岩选用选用牙轮钻机钻孔优于其他钻孔设备。 ③在满足矿山年钻孔量的同时，牙轮钻机选型还要保证设计生产要 求的钻孔直径、孔深、倾角及其他参数。 ④根据矿区自然地理条件选择设备及配套部件。 ⑤动力条件。一般选用电动（经济）。 ⑥工作可靠，寿命长，价格便宜，零部件供货周期长，应进行综合 分析对比。 3.设备匹配： 3.1轴压力 P=（0.06～0.07）fD 式中：P——轴压力，kN； f——岩石的坚固性系数； D——钻头的直径，mm；； 3.2钻孔速度 3.75Pn fD ν=? 式中： v——牙轮钻机钻进速度，cm/min n—钻具的转速，r/min； 3.3钻机效率
0.6b b b V vT η = 式中： V b —— 牙轮钻机台班生产能力，m/(台.班)； v ——牙轮钻机的钻进速度，cm/min; T b ——每班工作时间，h ； ηb ——钻机台班时间利用系数，取0.8 3.4钻机数量的确定 1Q N Q .q(1-e) = 式中： Q ——设计的矿山年采剥总量，t ； Q 1———每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a ； q ——每米炮孔的爆破量，t/m ； e ——费孔率，一般取5%； 4.计算过程： 4.1对于矿石： 4.1.1轴压力 当系数取0.07时有 P=0.07×10×310=217KN 4.1.2钻孔速度 当n=95r/min 时有 V=3.75×217×95/（10×310）=24.94cm/min 4.1.3钻机效率 Vb=0.6×（24.93 /100）×8×60×0.8=57.44m 4.1.4钻机数量的确定 Q 1=57.44×3×300=51695m/a 东采场： N= ) 05.01(42.125516955880000 -??=0.95台 取N=1台 西采场： N= ) 05.01(42.125516950000 882-??=1.43台 取N=2台 4.2对于岩石： 4.2.1轴压力