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钻机发展史,最早的回转式钻机出现于19世纪瑞士
钻机,又称钻探机,是在地质勘探中,带动钻具从地下钻探提取实物地质资料,如岩心、矿心、地下水、石油、天然气等专用机械设备。
钻机的一般用途是自地表按一定角度钻相当深度和直径的钻孔,取出地层中,具有代表意义的岩心或岩销,或提取有实用价值的地下水或油气资源等。钻机既能用于陆地,也用于海底或湖底甚至在外太空星球上取样。它在人类的生产和生活中,乃至科学研究领域,都具有重要的作用。
钻机按其结构主要分为几个部分:
①动力机,动力机是钻机的动力源,一般采用内燃机、电动机或液压马达;
②回转器或动力头,钻机的动力头由液压传动,回转器一般由钻机变速箱传动,;
③孔底加压与给进装置,一般多采仪表的数字指示,对钻具实现加压或减压的液压装置;
④钻机卷扬机,是起下钻具的设备。
由于工作能力、施工场所及使用目的的不同,钻机的分类也有不同标准。
按破碎岩石的方式可分:回转式钻机、冲击式钻机和冲击回转式钻机等;
按钻探深度可分为:地表取样机(2~50米)、浅孔钻机(50~300米)、中深孔钻机(300~600米)、深孔钻机(600~6000米)、超深孔钻机(6000~15000米);
根据用途可分为:岩心钻机、水文地质水井钻机、石油机等;
按施工场地可分为地表钻机、坑道钻机、海底沉没式钻机等。
世界上最早的回转式钻机出现于19世纪后期的瑞士,当时是靠人力驱动,后来才使用蒸汽机作为主要动力。进入20世纪之后,内燃机和电动逐渐取代了蒸汽机。最早的钻探机为机械传动,结构比较简单,性能较差。自20世纪50年代初发展为机械与液压相结合形式,变速档次增多,有部分参数实现仪表控制。自70年代以后,为适应高速金刚石钻探,液压化程度提高,钻具的转数最快可达1000~1500转/分,有的高达2400转/分,钻探效率也大幅度提高。
自20世纪80年代以后,在世界范围内钻探机的发展比较迅速。由于液压技术具有部件间的连接机动性强,操作集中省力,扭矩和转数变化范围大等特点,全液压钻机普遍得到研制与应用。为了适应各种钻探工艺参数的要求,能实现多工艺钻探的多功能钻探机已陆续问世,它可以用一台设备代替几种不同性能的设备使用。随着矿产开采深度的不断加大,新型深孔钻探机也不断出现,而且应用计算机进行控制,使打钻科学化成为现实。
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