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简介

恩平打300米水井钻机、钻头，气马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置叶片式气马达的原理见图。叶片式气马达主要由定子1转子,2叶片,3及4等零件构成。定子上有进、排气用的配气槽或孔，转子上铣有长槽，槽内有叶片。定子两端有密封盖，密封盖上有弧形槽与进、排气孔A、B及叶片底部相通。转子与定子偏心安装，偏心距为e。这样由转子的外表面、叶片（两叶片之间）、定子的内表面及两密封端盖就形成了若干个密封工作容积压缩空气由1孔输入时，分为两路：一路经定子两端密封盖的弧形槽进入叶片底部，将叶片推出。     

恩平打300米水井钻机、钻头，叶片就是靠此气压推力及转子转动时的离心力的综合作用而保证运转过程中较紧密地抵在定子内壁上。压缩空气另一路经1孔进入相应的密封工作容积。压缩空气作用在叶片上，各产生相反方向的转矩，因此转子在相应叶片上产生的转矩差作用下按逆时针方向旋转，做功后的气体由定子孔2排出，剩余残气经孔3排出。    

改变压缩空气的输入方向（如由2孔输入），则可改变转子的转向。     

，叶片式气马达多数可双向回转，有正反转性能不同和正反转性能相同两类。在工作压力不变时，它的转速、转矩及功率均依外加载荷的变化而变化。    

叶片式气马达具有较软的特性。各类型式的气马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气马达具有以下特点：      

 1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。便可达到调节转速和功率的目的。        

2.能够正转也能反转。大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。在正反向转换时，冲击很小。气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。叶片式气马达可在一转半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。 

 3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。

4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。可以长时间满载连续运转，温升较小。   

5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。起动、停止均迅速。可以带负荷启动。启动、停止迅速。       

6.功率范围及转速范围较宽。功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。       

7.操纵方便，维护检修较容易 气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。  

8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染   压缩空气可以集中供应，远距离输送     

由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。

使用与维护： 

1、因为冲击器的接头和接头都是右旋螺纹，所以钻进工作过程中，应始终保持冲击器右回旋。

2、开孔时，应采用zui小的冲击和推进力，使钻头平稳地进入岩层。  

3、推进力和钻具重量匹配是很重要的，推进器的推力必须随钻具重量的变化而变化。  

4、冲击器通常采用的回转速度一般为15—25rpm，转速越快，凿速也就越快，但在坚硬岩石中，转速应减小，以便保证钻头不过分磨损。  

5、因为堵块和空穴都可能导致卡钻，因此应定期采用冲击器强吹，定期清洗孔底。  

6、在接杆过程中，岩碴和各种杂质会掉进冲击器中，因此必须盖好松开的钻杆螺纹端部，确保钻杆不粘岩碴和粉尘。  

7、冲击器的合理润滑不能忽视，否则会加速冲击器的磨损甚至造成破坏。  

优势

1、与进口反循环钻机相比，该反循环钻机具有整机重量轻，性价比高，维护保养费用低等优势。   

2、反循环钻机设有加接钻杆的机械臂，可在直孔及小顶角工况使用。同时钻机还配有辅助液压绞车，大大减轻机台工人的劳动强度，有利于机台的安全施工，文明施工。    3、钻机采用工程履带、液压步履底盘，移动方便是，较为适合平原、高原、丘陵等地貌。底盘设有4个支腿，钻探施工中钻机振动小，稳定性好。   

4、反循环钻机采用电动力驱动，低噪音低污染，效率高，动力储备系数大。   

5、反循环钻机为多功能型，关键元件全部采用高性价比产品，系统设有压力保护和报警装置。

6、反循环钻机所有执行机构的手柄、仪表中在操作台上，操作、控制方便可靠。    7、反循环钻机采用*的钻架、钻进行程大，抗扭能力大，结构简单，维护方便，便于搬迁，孔口操作比较方便是，并可施工大顶角钻孔。   

8、反循环钻机采用具有抗大冲击功能的大动力头，回转速度适合空气反循环需要，提升力，扭矩等参数可满足100M浅空气反循环潜孔锤钻探等工艺的要求。   

由于现在施工环境都比较复杂，不同的钻机环境适应能力不一样，对于钻机操作一定要由专业人员来进行。同时施工时候应当避免机械的损坏，先制定方案，然后在进行施工，这样工作效率更高

1 水井钻机的技术发展

建国以来，我国的水井钻探技术经历了五十多年的发展，在钻探工艺和钻探设备等方面有了长足的进步。

在钻探工艺方面，水井钻探工艺技术经历了无循环静液柱护壁钢丝绳冲击钻进、清水或普通泥浆正循环回转钻进、低固相对优质泥浆正循环钻进、泵吸反循环和气举反循环回转钻进、多工艺空气钻进以及多介质反循环钻进等发展阶段。碎岩方法经历了钢丝绳冲击钻进，钻粒，硬质合金回转钻进，牙轮钻头回转钻进到球齿钻头气动或液动冲击回转钻进等。目前，冲击钻进、回转取心钻进、回转全面钻进、冲击回转钻进等钻进方法都有应用。在卵砾石地层水井钻凿工程中，钢丝绳冲击钻进仍是一种有效的方法。而在水文地质普查孔，水文地质勘探孔钻探过程中多用回转取心钻进和冲击回转钻进方法。在探采结合孔水井钻探过程中多用回转全面钻进，冲击回转钻进方法。

在钻探设备方面，早期的水井钻机钻探设备多借用岩心钻探设备，由于钻进能力不能满足要求，一般采用小口径钻进取样和大口径分级扩孔成井等方法。水井钻探多采用钢丝绳冲进钻进，静水压护壁、捞捞砂筒排渣等工艺方法;目前使用的水文水井钻探设备多为设备。常用的钻机除了20世纪50年代～20世纪70年代研制的DPP-100型，SPJ-300型，SPJT-300型，SPS-400型SPS-600型和红星-400型外，多采用新型车装SPC系列钻机，散装TSJ系列钻机。20世纪80年代～20世纪90年代研制的SDY-600型，FD-300型全液压动力头车装钻机对提高我国的水文水井勘探技术水平及钻探新工艺的推广应用起到了*的推动作用。

多功能全液压钻机应用领域

一、 铁路隧道探测及注浆孔钻进（风化岩及完整基岩上钻进） ⒈如果岩石普氏硬度f≤10，利用进口动力头回转及冲击，需配快换钎杆及钎头，采用高压水排渣，亦可以利用进口动力头回转及冲击，实现一边钻孔一边注浆，防止渗漏水涌出。 ⒉如果岩石普氏硬度f＞10,利用进口动力头回转，冲击利用高压气动潜孔锤进行潜孔钻进；同时把高压水通过冲击器注入孔内进行除尘。

二、 铁路隧道管棚孔钻进（覆盖层跟管钻进）

⒈如果管棚孔深度≤30米，且砂卵石比较小，可利用进口动力头回转实现单作用双回转，即内钻杆、套管同时回转及冲击，采用高压水排渣，降低施工成本。

⒉如果管棚孔深度＞30米，可利用进口动力头实现内钻杆、套管同时回转，冲击利用中高压气动潜孔锤配偏心/对心扩孔钻具实现，把高压水通过冲击器注入孔内。

三、城市高层建筑基坑的锚索孔钻进（覆盖层跟管钻进） 施工工艺同铁路隧道管棚钻进工艺一样。

2 水井钻机的工作原理及运用性能比较

在国内，现有水井钻机主要分回转式水井转机、冲击式水井钻机和复合式水井转机三大类。各类型的水井钻机工作原理及运用性能情况

2.1 回转式水井钻机

1）锅锥。利用其锅锥形钻机钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称大锅锥和小锅锥，可由人力或动力驱动。切下的土屑落到锅内，提升到地面卸出。其结构简单，功效低，适宜于一般土层或砂卵石土层。钻井深度小锅锥为80 m～100 m，大锅锥为30 m～40 m。

2）循环泥浆洗井转盘式水井钻机。由钻机塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、水和电动机等组成。作业时，动力机通过传动装置驱动钻机转盘，由主动钻杆带动钻机钻头旋转破碎岩层。有正、反两种循环方式。正循环钻机工作时，井底岩屑通过钻机钻杆外的环形通道被带出井口，在沉淀池沉淀后，泥浆流回泥浆池供循环使用。反循环钻机工作时，泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底，携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井，回沉到沉淀池。钻机在钻杆内形成很高的上升流速，排出岩屑和卵石的能力较强，钻井速度快，适用于土层、砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层，钻井深度一般在150 m以内。

3）压气洗井转盘式水井钻机。在转盘回转式水井钻机上用空气压缩机代替泥浆泵，用压缩空气代替泥浆洗井。通常采用反循环方式，又称气举反循环，适用于井深较大和缺水的干旱地区及寒带冻土层。

4）液压动力头式水井钻机。由液压马达通过减速器驱动，并以沿塔架上下移动的动力头代替转盘式水井钻机上的转盘和水，驱动钻机钻杆和钻头旋转切削岩层，可钻凿大口径水井。

5）潜孔振动回转式水井钻机。以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成。振动器产生的激振力使整个钻具作锥摆运动以破碎岩层。采用压缩空气反循环方式洗井，使岩屑通过导管和钻杆内腔排出井外，钻井深度可达150 m。

2.2 冲击式水井钻机

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250 m以内，有时可达500 m～600 m。主要有以下两种。

1）冲抓锥。利用钻具本身的重量冲击地层。钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣，当钻具在自身重量作用下向下运动时，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 m～50 m，zui深达100 m～150 m。

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量切入并破碎岩层，向上运动靠钢丝绳牵引。钻头冲程为0.5 m～1 m，冲击频率30次/分～60次/分。岩屑由抽砂筒清出地面，钻进与清除岩屑同时进行。

2.3 复合式钻机

一种是在转盘回转式钻机的基础上增设冲击机构，以回转钻进为主，当遇到卵石层时用冲击钻进的两用水井钻机，对各种地层的适应性强。另一种是将冲击与回转作用结合在一起钻进的水井钻机，如风动潜孔锤钻机。潜孔锤钻具由缸套和活塞等组成。由空气压缩机提供高压空气推动活塞上下往复运动，冲击钻头以增强钻头钻进岩层的能力。与此同时，钻具以35转/分～60转/分的较低转速作回转运动。由活塞上、下空腔排出的空气进入钻头，并将孔底岩屑带出井口。风动潜孔锤钻机可用于硬岩层深井的钻进，钻进速度高，钻出的井孔较直。

3 水井钻机现场运用建议

1）走机时要根据路况场地等保持重心平衡，施工场地禁止随意钻孔，回填坑池要做好标志，窄道或危险路段需落桅收缩履带行走，倾斜路段需调节钻机桅杆起落角度、左右倾斜，上车回转调节钻机重心；当便道或施工场地积水时，可以用钻杆钻头引导走机。

2）维修时需冷却后再动手，以免因高温造员烫伤，钻机液压系统需要泄压后维修，避免内蓄高压而造成危险。当拆卸钻机主卷制动系统时，严禁主卷带载维修；拆卸右捻非防旋转钢丝绳与提引器连接时，要注意机械的旋转伤害。

3）设备维护保养重点要注意检查水气管路，钻机各配件的螺栓、螺帽是否牢固，随时检查风力马达的润滑油状况，检查钻机钻杆接头和减速器用黄油润滑；钻机在短时间内停止工作时，要给予少量的压气，以免泥沙侵入钻机冲击器的内部。

4）施工时当工作面浸入水中，开孔要用大直径的钎头，插入钻杆，使钻杆露出水面1 m～2 m，防止泥浆和岩渣掉入孔内；钻机在钻凿作业时不允午反转以免钻杆掉入孔内；工作时应注意冲击器的声音和减速箱运转情况，发现不正常的声音和现象应立即停机，并及时进行检查；加新钻杆时，要注意钻孔内保持清洁，以避免泥沙混入钻机冲击器内部，损坏钻机零件。

钻机安全操作规程 

一、钻机安装 

1、安装钻机的场地应平整、坚实。若在松软地层处安装钻机，应对地基进行处理，然后铺垫枕木，保证钻机在工作时的稳固性，以免钻机在钻进工作中发生局部下沉，影响钻孔精度。 

2、钻机安装时，必须保持机架水平。 

3、钻进就位确认安置正确后，在桅杆顶上先系上四根缆风绳，然后将桅杆竖起，桅杆竖起后，将下节桅杆固定好，再将上节桅杆拉出，并将上下节桅杆固定、安装好拉杆后，再将缆风绳系好。可用法兰螺丝调整缆风绳拉力，使桅杆立正以免倾斜（开动主桅杆卷筒竖起桅杆时，动作要缓慢）。 

4、桅杆竖立起后，将桅杆底部的千斤顶旋出，以便载荷通过千斤顶传递到支座上。 

二、开动前检查 

1、检查钻机所有机构的正确性，并向全部润滑点和油嘴加注润滑油。

2、松开所有摩擦离合器，并清除钻机上的无关杂物。 

3、检查电动机旋向，从皮带轮方向观察电机时，电动机的旋向应按顺时针方向旋转。 

4、各种安全防护装置齐全。 

5、空运转3-5min，待一切正常后方可开始钻进。

三、操作者须知 

1、不要在不良的机况下进行工作。 

2、不要用打滑的摩擦离合器，防止摩擦片的磨损。 

3、将卷筒刹住后，再间断地松开，将钻头降落到井孔内，不要使其自由降落。经常检查钢丝绳损伤情况，如断丝超过5%时，应及时更换。钨金套应作拉力试验。钢丝绳与钻头连接的夹子数，应按等强度安装。 

4、在下降工作中，若钻具停住，不应悬在空中，而应将钻具提上以后，再重新下降。 

5、拧上钻具后，为检查接合处的螺纹连接情况，必须用凿子作检查标记线。

6、钻具下降到井底以前，应检查钻头安装正确，钻具上应无裂纹等。

7、为了避免机器过早磨损与损坏，在工作中不要采用重量比说明书内规定的还要大的钻具。 

8、为避免钻具未夹住，不工作时，不得将其停留在井底。 

9、工作时要注意拉杆的拉力是否正常，不要在拉杆松驰时进行工作，以防桅杆损坏。 

10、在用钢丝绳滑轮组中的两个滑轮进行工作时，为使桅杆负荷均匀，应使两边的滑轮受负荷，而中间的滑轮能自由活动。 

四、钻机操作时的安全技术

1、钻孔工作地点应保持清洁。 

2、钻机的安装及拆卸时，要保证正确和完整无缺。

3、钻机的桅杆升降时，操作人员应站在安全的位置上进行。

4、开动电动机时，应打开钻机所有的摩擦离合器。

5、当钻机工作时，严禁去掉防护罩。 

6、工作开始前，应该检查制动装置的可靠性，以及摩擦离合器和起动装置的工作性能。 

7、电动机未停止前，禁止检查钻机。

8、钻机工作时，严禁紧固钻机任何零件。 

9、当钻机运转时，严禁加油。桅杆上部润滑加油应在钻机停止时进行。

10、电动机未停止前，不允许在桅杆上工作。     

11、无论什么情况下，当桅杆上有人工作时，桅杆下不许停留其他人员。

12、遇有恶劣气候，不许在桅杆上工作。

13、严禁使用裂股的钢丝绳。

14、钻具升降时，严禁用手摸钢丝绳。

15、停止工作时，应把钻具从井内取出