[科普中国]-转式钻探

概念

转式钻探是工程上钻去钻井所用的一种加工方式。所用的装置为不同类型的转式钻机。

回转钻探它是借助由钻具驱动回转的钻头，在轴心压力的作用下破碎岩石以钻进。视破碎岩石所用切制研磨材料的不同，钻进方法分有三类，即金刚石钻进、硬质合金钻进和钻粒(包括铁砂与钢粒)钻进。前二者是将金刚石或硬质合金直接镶嵌或焊牢在钻头端面上，随钻头同作回转；而后者刖则是将钻粒一次或分次陆续地散投在孔底和钻头端面及内外侧壁之劂间，随钻头滚动和刮制岩石。金刚石钻进围优点甚多，但以量少价高，实际应用不多（图4）。

岩心回转钻探主要设备及其布置见图5，将硬质合金钻头或钻粒钻头
连接在岩心管上，再通过异径接头和钻杆相连。钻杆上部夹持在钻机回转器的立袖轴卡盘中，由卡盘带动转动，并随钻孔的不断延深而加长。

钻机不仅给钻头以扭矩，还能通过回转器上的进给装置或升降机来调整钻具施于孔底的压力。钻头在适当的轴心压力下回转时，切削具便在岩石上钻出一环状间隙，当中未被钻去的岩柱即称为岩心，它随钻孔的延深而进入岩心管内。

钻进过程中，水泵通过送水胶管提引水接头和钻杆将冲洗液逡入钻孔中，借以冷却钻头并将孔底岩屑通过钻杆与孔壁之间的环状间隙携至地面。然后沿泥浆槽循环至沉淀池沉淀，澄清的冲洗液流至水源箱重被吸水管吸入、并再通过钻杆压入孔中，周而复始，如此循环不已。

当用钻粒钻进时，由于技术上要求冲洗液返回地面的流速很慢，在这种情况下，比重
较大的岩屑将不能随冲洗液返回地面。因此为避免孔内岩屑过多造成事故，特在岩心管上
再联一取粉管，以使比重较大的岩屑就近沉淀在该管中。1

移动式及半移动式转式钻机移动式及半移动式转式钻机在安装扣拆卸设备上需要消耗很多的时间，因此在钻比较浅的钻井时，相常广泛地采用移动的和半移动的轮转式装置。

当勘察石油时，采用By-40型钻探装置，该装置适用于钻进深度在1000公尺以下的钻井。此装置的全貌如图1所示。

By-40型的全套装置包括：带有转动装置的绞车，轮转器，两台泥浆水泵，带有天车、滑车、提引钩、提引接头可折叠的钻塔，在设置钻塔下之的金属底基，小桥，泥浆搅拌机及保存燃料的附设装置。由雨台300马力的B-2-300型柴油机带动钻探装置，每一台柴油机又用四速的变速箱转动。柴油机中的一台为备用品。当有电能时，可以容量各为95的两台电动机代替柴油机。

绞车的卷筒是用链子带动的。用摩擦结合板结合卷筒。当安装的滑车装置为3×4时，绞车的起重量为40吨。此时，提引钩提升的速度为0.35、0.65、0.92及1.3公尺/秒。

用万向接头轴将轮转器和传动箱相连。轮转器的通孔为410公厘，输转器旋转速度每分钟为80、150、210及300转。

当活塞直径为寸时，每一台水泵最大的排水量为24公升/秒。当活塞直径为寸时，水泵的排水量为10公升/秒，并将压力增至160大气压。带动每台水泵所需的容量为130马力。水泵可平行地及个别地工作。为了减轻安装工作起见，水泵安装在特制的机架上，并且设有进气歧管。

By-40型装置的钻塔为折叠式的，它用钻机上的绞车的起重臂来提起，钻塔高度为20公尺。立根长12.5公尺。钻杆直径为4寸。当提升时，应垂直地安设立根；立根的上端应放入特制的架子内，该架高出地板10.5公尺。 ·

钻塔和设备下面的基础是以焊接的方法用压型钢材做成的坛形架，在放到钻探地点之前应将其连接好。

轮转式钻探装置很多都安装在载重汽车上。此种自动钻探装置的全貌如图2所示。2

轮转式钻探用水泵轮转式钻探是用强力的泥浆冲洗进行的。

要钻很深的和直径很大的钻井时，水泵也应具有大的排水量及高的压力。

由于水泵系为抽送泥浆而用的，而泥浆中几乎经常含有砂粒，因此水泵的构造应有下列各项特点：

一、水泵的汽缸应安有易于置换的缸套，该套用特制螺钉拧住，并用填料填紧。因此，就有可能安装调整水泵排水量和压力的各种不同直径的汽缸套。

二、活塞上安装橡皮垫圈。

三、活瓣及活瓣槽设置在大尺寸的室中，并使之易于俭查及替换。活瓣有胶垫。

四、所有水泵都装有空气帽及安全阀。

依据现有动力的种类，采用蒸汽的或是传动的水泵。2

深井回转钻选用钻塔用回转方法作深井钻进时采用下列钻塔：

1)预计能提升三个长18-19公尺立根的，用于800-1200公尺钻进的钻塔，此类塔高为28公尺。

2)预计提升长25公尺的立根，用于钻进3000公尺以内的钻塔；在此情况下使用两种型式的标准钻塔：1.高37.3公尺的木板制钻塔，2.高为41公尺的管子制钻塔。

3)预计提升37公尺长的立根(用于超深度钻进)的高54公尺的钻塔。

高37.3公尺的木板制钻塔如图3所示。这种钻塔安在四个基础支柱上。钻塔下的基础应是很坚固的，因此在不坚固的基础常会发生下沉、歪斜，有时会使塔架倾倒。在1000~1500公尺以下的回转式钻探大都采用本制的基础。 2