动力头钻机与立轴钻机施工效率对比分析

动力头钻机与立轴钻机施工效率对比分析

对于动力头钻机和立轴钻机来讲，其机械钻速、提钻间隔、打捞岩心间隔等都有所不 同，而且这些指标又受岩石可钻性的显著影响。根据山东省地质矿产局近几年有关矿区钻探 资料进行统计分析，按照岩石可钻性等级的3种不同情况――高、中、低，将两种钻机在实际应用中所取得的钻探技术指标参数（表5-3）分别代入上述公式进行计算，结果见表5-4，以 2000m深孔为例，将两种钻机深孔钻探主要工序所需时间分别作图进行对比（图5-9）。

表5-3 动力头钻机和立轴钻机的基本钻探技术指标参数

注：WL钻探，假定提钻间隔最大与钻头寿命相同；打捞岩心间隔与回次进尺相同。

表5-4 两种钻机在不同可钻性地层施工不同深孔的各项钻探施工时间对比

续表

图5-9 两种钻机不同可钻性地层深孔钻探各项主要工序时间对比

根据表5-4将两种钻机在不同可钻性地层钻进不同深孔时的钻探总时间作图进行对比，如图5-10～图5-12所示。

分析对比图5-10～图5-12可得出以下结论：

（1）动力头钻机在机械钻速、回次进尺、钻头寿命和提钻间隔等方面都优于立轴钻速。不管深孔、浅孔、地层可钻性高低，除提下钻时间比立轴钻机长外，其他各工序所需 时间均比立轴钻机要少。

（2）不论地层可钻性高低，施工较浅钻孔时，动力头钻机的钻探施工效率要高于立轴钻机，且优势明显。但随着钻孔的不断加深，动力头钻机的优势逐渐减小。这是由于钻孔 变深后，提下钻时间增长幅度加大，所占比例增大，动力头钻机提下钻速度慢的弱点进一 步显现。

（3）动力头钻机究竟适宜多大深度钻孔不能一概而论，仅就钻探总时间而言也要看地层可钻性条件。目前动力头钻机（不配高钻塔），通常条件下，中等可钻性地层，施工深 度不超过1600～1900m的钻孔，动力头钻机所用钻探总时间要少于立轴钻机，超过这个深 度，动力头钻机将逐渐失去其优势；施工可钻性较低的地层，直到3000m深孔，动力头钻机的施工效率还具有一定优势；而施工可钻性较高的地层时，超过1300m左右深孔动力头 钻机的优势就消失，施工效率逐渐低于立轴钻机。

图5-10 两种钻机施工可钻性低地层钻孔所需钻探总时间对比

图5-11 两种钻机施工可钻性中等地层钻孔所需钻探总时间对比

图5-12 两种钻机施工可钻性较高地层钻孔所需钻探总时间对比

全液压动力头钻机？

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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： (1) 冲击式钻机：钢丝绳冲击式、钻杆冲击式钻机。 (2) 回转式钻机：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。 (3) 振动钻机。 (4) 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。