国内外地质钻机性能介绍与比较

国外地质钻机性能介绍与比较

(2009年)

1.国钻机概况

国地质勘探钻机、水文水井钻机和小型石油钻机，如：TK.3型立轴钻机、TSJ.1000型水源钻机、TSJ.2000钻机、GZ-2000钻机、ZJ20/1350石油钻机等。小型石油钻机实例：

本钻井工程为煤层气产能井钻井工程，工程甲方为晋煤集团蓝焰公司以及中石油华北油田沁

水盆地煤层气勘探开发公司。井身结构：全井分一开、二开，一开深度20m-50m（达到基岩10m以下），孔径311.15mm；二开至完井，孔深400m-1200m，孔径215.9mm。目的与任

务，获取目的煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，为后期产气提供基本参数依据。

2）坑道钻机

我国煤矿坑道钻探作业的主导机型为全液压动力头式坑道钻机。具有钻进效率高、工艺适应性强、操作安全、解体性好、易搬迁等特点。目前，国全液压动力头式钻机的生产厂家较多，

钻进能力从几十米到上千米，已形成多个系列。

ZDY6000LD(A)型履带式全液压坑道钻机

ZYL-6000全液压坑道钻机。

钻进示意图

配套钻杆

◆目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平钻杆、螺旋钻杆两种。

➢外平钻杆是最常用的一种类型，适用于井下常规钻进作业和稳定组合钻具定向钻进。现有的规格主要有φ42，φ50，φ63·5，φ73，φ89 mm等，具体钻杆参数及配套钻头见下表。

➢螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本煤层大直径救援孔的排粉需要。

螺旋钻杆接头形式多采用插接方式。可方便处理钻进过程中因塌孔、喷孔、掉块等形成的卡钻、埋钻等孔事故。目前常用的规格主要有:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130 mm等。

叶片式螺旋钻杆、浅槽螺旋钻杆两种。

庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋钻杆

叶片、插接式螺旋钻杆

配套钻头

➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。硬质合金钻头一般只适用于本煤层、泥岩等低硬度地层的浅孔施工，目前大多数煤矿为提高钻进效率、节省起下钻时间，一般都采用PDC钻头。

➢多级组合钻具：主要用于严重突出煤层。主要原理是采用小口径钻头开孔、逐级扩孔钻进的方法,分层次、阶段性逐级释放瓦斯,既保证了钻头钻进的稳定性,又减少了一次成孔瓦斯突出或喷孔事故的发生。组合防突钻头一般由三级组成,第一级钻头直径最小,然后通过组合接手将2个逐级增大的扩孔钻头组合在一起。常用的

级配形式主要有φ59 mm/φ75 mm /φ94 mm和φ75 mm/φ94 mm /φ113 mm两种组合形式。

2.国转盘钻机

①TK-3型钻机

TK.3型钻机是煤矿机械有限责任公司生产的机械传动、液压给进的立轴式钻机，该钻机除了地质勘探外，也可用于金属、非金属矿床的岩心钻探以及水文地质勘查和工程施工钻进。煤层气勘探开发兴起后，TK.3型钻机也用于煤层气井钻进。它既适应于硬质合金钻进，又可用于会刚石钻进。该钻机效果图如图21所示。

表2.1TK-3型钻机主要技术参数表

②TSJ—1000型水源钻机

TSJ一1000型水源钻机是煤矿机械有限责任公司生产的一种转盘式钻机。具有结构紧凑、传动平稳、操作方便、安全密封性能好，可机械拧卸钻具等特点。适用于打水源、水文、矿井开发建设以及其他工程的大口径钻孔。

该钻机实际效果图

② TSJ 一2000刮钻机

主要用于水源、中浅层石油、天然气，煤层气、地热等钻探。它具有机械传动、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

等特点。实际效果图如图所示。

③GZ-2000型钻机

该钻机适用中浅层油井和深层冷热水的开发.也适用于天然气、盐井钻进、煤层气开采等工程。钻机具用机械传动，转盘回转，重心低、传动平稳，密封性能好.钻帆布局介理、便于维修保养等特点。效果图如图所示

3.国车载钻机

①MD-750型履带式煤层气多功能钻机

MD-750型履带式煤层气多功能钻机是我公司在40余年来在钻孔机械研发、生产制造、实践的基础上，根据国煤层气勘测开采的特点并结合国外煤层气开采的先进经验、理念，在设计中广泛征求施工单位的意见，而最新研制开发的具有自主知识产权的国首台新型煤层气多功能钻机，较国外钻机相比结构简捷、性能优越、性价比好，是一款更适合中国国情的煤层气钻机。该钻机主要应用在煤层气开采、浅层石油的钻探、石油井的修井、地热水井施工、并可满足国超深孔岩心孔的勘测钻进，也可用与工程抢险、矿山通风孔、排水管道的施工。

主要技术特点：

1.主机采用全液压驱动、履带式底盘、越野性强，可适应多种复杂道路的进出场施工，爬坡能力强，运营成本低。

2.主机动力采用两台柴油双动力配置，既可同时工作又可单独运行，大大提高了施工的安全性。

3.钻机机架采用三角平动机构，增加了桅杆的稳定性。

4.钻臂采用桅杆顶升链条倍速机构，结构简洁缩短了运输长度，增大了工作行程。

5.动力头采用可翘式结构，最大翘升角度80°；同时动力头采用浮动主轴结构，还可平移850mm，方便钻杆的退卸。

6.钻机回转采用低速大扭矩马达驱动，启动效率高，最大扭矩可达

34000N.m，最高转速170r/min。

7.独特的油管排列随动系统，排列整齐无干涉。

8.井口采用远距离液压操作，并配钻杆卸扣装置。

9.主机配有随机吊车，方便现场施工，减轻了施工人员的劳动强度。

10.独立的操作工作室，可远距离操作，施工环境优越。

钻机主要技术参数

夹持卸扣器（选配）最大卸扣扭矩70000N·m 最大上扣扭矩35000N·m

随机吊机（选配）最大提升力（单绳

空毂）

30KN 钢丝绳直径φ10mm 容绳量120m

泥浆泵（选配）

流量0~600L/min 工作压力0~10MPa

泡沫泵（选配）流量流量0~1L/min

其它工作尺寸9500×3200×19500mm 运输尺寸13500×3200×3400mm 总重量55000kg

②HMC-800型车载式钻机