[拼音]:zuantanji
[外文]:drill
在地质勘探过程中,带动钻具从地下钻取实物地质资料岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等的主要专用机械设备,简称钻机。利用钻机,自地表按一定角度,沿一定轨迹,钻一定深度和直径的孔,取出地层的有代表性岩心、矿心或岩屑,以达到探明地下地质和矿产资源以及探索地球奥秘的目的。目前钻探机的钻进深度从 2米到15000米,其间分成若干档次。既能用于陆地,也用于江、河、湖、海,以至在月球上取样。它在人类生产和生活活动中,起着重要的作用。
中国在11世纪就已形成较完善的冲击式钻探设备和技术。最早的回转式钻机于19世纪后期出现于瑞士,当时是靠人力驱动,后来才使用蒸汽机作动力。进入20世纪,内燃机和电动机取代了蒸汽机。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。
钻探机(如图)主要由4部分组成:
(1)动力机,为全机的动力源,采用内燃机、电动机或液压马达;
(2)回转器或动力头,回转器是由变速箱传动,动力头由液压传动;
(3)孔底加压与给进装置,一般多采用液压控制,通过仪表的数字指示,对钻具实现加压或减压;
(4)卷扬机,是起下钻具的设备,有的钻机采用长油缸带动动力头实现起下钻具作业。
![XY-4型钻探机外貌图](/d/bkimg/2022110903/cysklltckt3.webp)
由于使用目的、工作能力和施工场所的不同,钻机的分类也不同。按破碎岩石的方式可分为: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、石油钻机等;按施工场地可分为地表钻机、坑道钻机、海底沉没式钻机等。
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。