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水井钻机定义：
同江新型水井钻机正、反循环泥浆洗井转盘式钻机 常用的回转式钻机（图1）,即正循环泥浆洗井转盘式钻机由塔架、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转盘，由主动钻杆带动钻头以30～90转／分的转速旋转破碎岩层。泥浆由泥浆泵抽吸加压后通过钻杆上方的水压入空心钻杆，向下流入钻头，由水口射出，以冷却、润滑钻头；井底岩屑通过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。反循环泥浆洗井转盘式钻机的钻进方式和结构与上述基本相同，但泥浆的循环方式相反：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，回到沉淀池。这种方式称泵吸反循环。也可用水泵将加压水流从井底通过喷嘴射入钻杆内腔，形成携带岩屑的上升水流，称射流反循环。钻机在钻杆内可形成很高的上升流速，排出岩屑和卵石的能力较强，因而钻进速度较快。适用于土层、一般砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层，所用钻杆的内径较大,一般为150～200毫米，zui大可达300毫米。但因受泵的抽吸或压送能力的限制,钻井深度一般在150米以内，井深在50米以内时排屑效率较高。
同江新型水井钻机压气洗井转盘式钻机 是在转盘回转式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（图2）。即将压缩空气通过供气管路送至井内气水混合室，使其与钻杆内的水流掺混，形成比重小于 1的掺气水流。在钻杆外围环形水柱的重力作用下，钻杆内的掺气水流挟带岩屑不断上升并排出井外，流入沉淀池，沉淀后的水流以自流方式流回井内。采用这种钻机在井深较大时(50米以上)，排屑能力大于采用泵吸或射流反循环的钻机，因而适用于井深较大的情况和缺水的干旱地区，以及寒带冻土地层。所谓水井钻机就是指钻凿水井并完成下井管、洗井等作业的机械设备，是一类现代农业机械中常用的建设机械。
设计原理
目前市场上使用的钻机从钻进方式可分为回转和冲击两种，从传动方式有机械的液压两类，通过综合分析后我们认为，对大口径钻进来说，回转钻进要优于冲击钻进；在传动方式上，我们认为液压传动要比机械传动更平稳，并可实现无级调速，更适合于钻进工艺要求。因此我们设计制造的工程钻机为全液压转盘式钻机。Φ1250回转支承实现回转并传递扭矩，该装置由模数为12mm的内齿圈、Φ45mm钢球和外圈构成，具有结构紧凑，承载能力大的特点，配置双变量液压马达和一级减速的传动方式，通过与液压泵匹配，使转速可在设计的范围内任意调整，zuida扭矩可达50KN· m。转盘底座采用ZG35铸造，转盘盖采用结构钢板组焊，这就使转盘具有足够的传递扭矩能力。
转盘采用两个二级变量马达，可实现转速范围换档。
在卷扬控制回路设置平衡阀，以确保起吊重物的可靠悬停，并在油路通断和换向动作时起缓冲作用。
在滑台移动控制回路设置双向液压锁，确保滑台/井口/板底座三者间不因外界影响发生位置变化。
油箱吸油、回油口分别设置滤油器，防止油污染损伤液压件。
选用的A8V液压泵为恒功率变量泵，并设手动变量装置，使转盘在钻进过程中具有根据负载大小自动变速的功能，避免憋车，保护电动机不过载，同时，通过手动变量装置可任意设定泵zuida排量，从而设定转盘zuida转速，其在恒功率下的压力/流量曲线图及转盘的输出扭矩-转数-系统压力关系图如下所示。
性能特点：
结构紧凑，操作方便，凿速快，效率高，整机可拆性好，搬运方便。
锚杆钻机的分类：
按结构
分为单体式、钻车式、机载式（可以安装在掘进机上）；
按动力
分为电动式、气动式、液压式；
按破岩方式
分为回转式、冲击式、冲击回转式、回转冲击式。
按操作方式
分为手持式帮锚杆钻机，支腿式顶锚杆钻机，与锚杆钻机配套的钻具，因破岩方式不同而不同，总的来说有回转类破岩钻具、冲击类破岩钻具以及回转冲击类破岩钻具。目前，煤矿zui为常用的锚杆钻机为倍速单体气动锚杆钻机与回转式液压锚杆钻机。
国内外锚杆钻机发比较：
总体上讲，国外发达国家锚杆孔钻进设备的品种与功能多样，技术性能*，可靠性高。美国煤矿大量使用塔架钻车式锚杆钻机，班工作效率达120~240 根，并着手开发计算机控制的全自动锚杆钻机。法国生产的转架式锚杆钻机集钻孔、安装锚杆为一体，并具有储存锚杆杆体的锚杆仓。芬兰生产具有树脂注射系统的钻车式锚杆钻机，使钻孔、安装锚杆杆体、注入粘结剂*由机械完成，机械化程度颇高。澳大利亚有4 家锚杆钻机生产厂家，生产各种不同类型的锚杆钻机，尤以单体气动支腿式锚杆钻机使用居多，并有多家公司生产能与掘进配套的单体支腿式液压锚杆钻机。澳大利亚气动支腿式锚杆钻机主要有柱塞马达与齿轮马达式两种(早期叶片式气动马达已淘汰)，采用玻璃钢碳素纤维支腿。澳大利亚液压锚杆钻机可以以矿物油和难燃液为工作液，回转机构由摆线液压马达驱动，有的产品采用玻璃钢碳素纤维支腿使机重减轻。 国内锚杆钻机的研制经历了30 多年的历程，曾先后研制机械支腿式电动锚杆钻机、钻车式锚杆钻机、支腿与导轨式液压锚杆钻机、支腿式气动锚杆钻机、非机械传动支腿式电动锚杆钻机、机载式锚杆钻机和双级气腿凿岩机等。 煤矿锚杆钻机多为回转式，为配合推广小直径树脂锚杆，钻头采用27~29mm 回转钻头，其结构类型多为两翼对称、两翼不对称和两翼连筋式，可供钻进不同性质岩石选用。钻杆由B19（多数）或B22(少数)六角中空钢加工。经多年联合攻关，锚杆钻头和钻杆已能初步满足一定条件下锚杆支护的需要。 但是，由于锚杆孔钻进设备的开发、研究和生产，与锚杆支护技术的迅速发展不相适应，煤矿锚杆支护施工中大量使用的还是传统气动凿岩机与煤电钻。锚杆孔钻进设备中，使用国外进口设备较多，但因进口设备价格高和备件供应不及时，煤矿用户希望采用国产的锚杆孔钻进设备。 近来，我国生产MQT/MQS系列气动锚杆钻机，已能逐步代替国外进口的齿轮马达式锚杆钻机。我国生产的ZYX系列液压锚杆钻机在与S100 掘进机配套使用中，取得可喜进展。国产柱塞气动马达式锚杆钻机逐步投入市场；澳大利亚CRAM 倍速技研气动锚杆钻机在中国已建立专业维修公司，并在元件的中国国产化方面取得一些进步。这都有宜于使锚杆钻机进一步满足锚杆支护发展的需要。虽然，我国的锚杆钻机在技术和产业化方面取得非常大的进步，但可靠性非常高、性能优异的国产化锚杆钻机还为数不多，与锚杆钻机配套的钻具规格还不全，大部分钻具质量不稳定、并且适应岩石条件有限。
原理
有的转盘式钻机同时备有泥浆泵和空气压缩机，可根据情况选用不同的洗井方式。
液压动力头式钻机 回转式钻机的一种。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钻机上的转盘和水，驱动钻杆和钻头旋转切削岩层。可用直径达1米的大型钻头钻凿大口径水井,其特点是钻进速度快，钻具的装卸和下井管较简便，接长钻杆时无需提升钻具，简免了卷扬机、提升滑车、转盘、水、方钻杆等一系列部件。
潜孔振动回转式钻机 是以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层的一种回转式钻机。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成(图3)。振动器产生的激振力使整个钻具作锥摆运动。钻头通过摩擦圈套装在振动器外壳的外面，一方面随振动器作频率约为1000转/分、振幅约9毫米的水平圆周振动；另一方面又绕振动器轴线作3～12转/分的低速旋转运动以破碎岩层，而钻杆则不转，并借消振器避免将振动传给钻杆。采用压缩空气反循环方式洗井，使岩屑通过位于振动器中心的导管和钻杆内腔排出井外。这种钻机结构简单，钻进效率高。井孔直径为600毫米左右,钻进深度可达150米。
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,但没有循环洗井系统,岩屑的清除与钻机不能同时进行，因而工效较低。钻井深度一般在250米以内,有的可达500～600米。主要类型如下述。
冲抓锥 一种简单的冲击式钻机，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,各抓瓣*在直径约1米的圆周上切入岩层,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尖锥体内，提出井口后再张开抓瓣卸出岩屑。冲抓锥的钻井深度通常为40～50米，zui深可达100～150米。
钢丝绳冲击式钻机 由桅杆和其顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具（包括钻杆和钻头）、电动机等组成（图4）。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。向下运动时靠钻具本身重量使钻头切入并破碎岩层，向上运动则靠钢丝绳的牵引。钻具下落的高度即冲程大小，根据岩层情况确定，一般为0.5～1米，硬岩层用大值；冲击频率常用为30～60次／分。切下的岩屑用抽砂筒清出地面，也可用将钻头与抽砂筒合成一体的抽筒钻具，钻进与清除岩屑同时进行，使切下的岩屑直接进入抽筒，积满后提升钻具，将岩屑倒出。为提高钻头的耐磨性和钻进速度，常在钻头端部堆焊钨钢粉，成为合金补焊钻头。
复合式钻机 有两种类型：一类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较强；另一类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。它所使用的潜孔锤钻具(图5)由缸套和在缸套中上下运动的活塞等组成。缸套下端与钻头连接，上端通过螺纹接头与钻杆相连，由空气压缩机提供的0.7～1.4兆帕的高压空气通过活塞上方的逆止阀、空气分配器和活塞下方的进气口，推动活塞冲击频率作为 700～1200次／分的上下往复运动，使活塞频繁地冲击钻头，以增强钻头钻进岩层的能力。与此同时，钻具以35～60转／分的较低转速作回转运动。由活塞上、下空腔排出的空气，向下进入钻头，起冷却钻头的作用，并将孔底岩屑带出井口。其回转和循环洗井部分的结构与用压缩空气洗井的转盘回转式钻机基本相同，所用钻头为碳化钨球齿钻头或牙轮钻头等。风动潜孔锤钻机可用于硬岩层深井的钻进，钻进速度高，且钻井速度不因钻进深度的增加而降低，钻出的井孔较直。
钻机构成
由于岩土钻掘工程的目的与施工对象各异，因而钻机种类较多。钻机可按用途分类，如岩心钻机、石油钻机、水文地质调查与水井钻机、工程地质勘查钻机、坑道钻机及工程施工钻机等。按钻进方法可把钻机分成四类：
冲击式钻机,又分为钢丝绳冲击式、钻杆冲击式两种钻机。回转式钻机,又分为下面三种：立轴式--手把给进式、螺旋差动给进式、液压给进式钻机；转盘式--钢绳加减压式、液压缸加减压式钻机；移动回转器式--全液压动力头式、机械动力头式钻机。振动钻机。复合式钻机：振动、冲击、回转、静压等功能以不同组合方式复合在一起的钻机
水井钻机种类：
根据水井钻机的工作原理的不同可以分为回转式钻机、冲击式钻机、复合式钻机三大类型，并且不同类型的水井钻机其功能效果也各是不相同的。
1、回转式钻机：
这类型的水井钻机是依靠钻具的回转运动破碎岩层而成孔，主要有大、小锅锥钻机，正、反循环转盘式钻机，液压动力头式钻机，潜孔振动回转式钻机等。简单的回转式钻机只有钻进装置，结构完善的回转式钻机则有钻进装置和循环洗井装置两部分组成，转盘式水井钻机的钻具包括钻杆和钻头。
2、冲击式钻机：
这类型的水井钻机主要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，但没有循环洗井系统，岩屑的清除与钻机不能同时进行，因而工效较低，钻井深度一般在250米以内，有的可达500～600米。
3、复合式钻机：
这种水井钻机主要有两种类型：一类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较强；另一类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。
水井钻机组成部件：
无论是何种类型的水井钻机，其基本组成部件都是差不多的，大体组成部件有：
1、液压油泵：为双联式，大排量泵为动力头提供动力，小排量 泵为四个支腿油缸、起落桅杆油缸、加力/提升滑车油缸提供动力。
2、四个支腿：小型打井设备由液压油缸和固定架组成。可在工作现场调整机体的水平度，起到支撑和稳定机体的作用。
3、桅杆：为巨型钢管、槽钢和角钢 组合焊接的框架结构，以两侧槽钢的内槽为动力头上下运行的轨道，保证钻孔的垂直度。打井桅杆的起落由液压油缸完成。
4、动力头：采用齿轮减速箱的机构，其低速轴中间有一个大孔的芯轴，芯轴的上口可与混凝土灌注设备的胶管接口连接，进行灌注混凝土；芯轴的下口通过法兰盘连接钻杆、钻头，高速轴由大扭，矩液压马达驱动。
