工程机械：多功能拖车水井钻机在抗旱灌溉中的应用

葛林，李纯，李超
（济宁市水利机械公司，山东济宁272000）

【摘要】根据市场需求，传统的钻机逐步退出历史舞台，而多功能拖车钻机则更加适应于农田水利抗旱灌溉领域，以其移动方便、钻进稳定、成井速度快等特点占据主要钻机市场。本文介绍了多功能拖车水井钻机的技术特点，并结合实际工程分析了其效益。

【关键词】多功能；水井钻机；抗旱灌溉

DOI:10.16114/j.cnki.sdsl.2015.08.029

收稿日期：2015-04-16 
作者简介：葛林（1974—），女，工程师

随着我国水资源及工农业用水的需求，水井钻凿取水已成为主导地位。特别是近年来，我国大多地区干旱少雨，地表水严重匮乏，农田水利基本灌溉已远远不能满足用水需求，应急抗旱取水迫在眉睫，而由于地下水资源分布又不均匀，地质条件复杂，对于钻机的钻进要求越来越高。目前，传统的钻机效率低、成井质量差、打井成本高，并且自身重量大、拆卸运移困难，造成极大资源浪费，已逐步退出历史舞台。为了更好地解决钻机在不同地质条件下的实用性能，提高钻机的成井质量和效率，应对应急抗旱灌溉需求，针对市场研究，应着力发展拖车式多功能水井钻机。该钻机通过钻机的整体快速运移和多种成井工艺相组合，实现优质、高效完成水井钻凿的工作任务。

多功能拖车水井钻机采用模块化设计，通用化、标准化程度高，实用维护方便，工作灵活便利，广泛应用于农田水利、应急抗旱灌溉等工程，是水井钻凿、应急抗旱、基础施工的理想设备。

多功能拖车水井钻机与传统落后的钻机在农田水利抗旱灌溉中，既有其独特的技术特征，又有其简便的操控优势，在农田水利抗旱中，发挥着重要作用。

1.1　多功能拖车水井钻机的技术特征

该型钻机主要由机械传动系统、起升系统、拖车盘和总控台组成。在钻凿工艺上采用正、反循环钻进两种工法，实现了功能多、适应强的用户需求。

1）钻机主要技术参数。钻机深度：100～180 m，钻孔直径：550～1 200 cm，变速箱转速（正反转）：50 r/min、70 r/min、95 r/min，卷扬机提升力：120 kN，额定进给力：100 kN。

2）钻机主要结构特征。钻机为机械与液压联动形式，机械部分为变速箱驱动迴转钻进，分力箱采用齿套式离合器、液压驱动卷扬机和液压控制系统，设有液压保护和过压报警装置。迴转钻进调整范围为第四纪地层，且能破入或压碎岩石。钻机钻塔采用门字架导向系统，这不仅满足钻具工作时的导向，而且增加了钻塔提升力，保证水井施工中的质量和垂直度。钻机设有钻杆自动装卸液压功能，减少了机械外力卸扣对设备的冲击力，使钻孔施工更安全，并大大减轻了人工劳动强度。

1.2　多功能拖车水井钻机的钻孔作业

首先是根据井口进行钻机固定。钻机进入工地现场后，根据预设井口位置，将钻机的回转器中心对准井口中心，调节旋转拖车的液压支腿，将拖车胶轮悬空，钻机调平后，锁紧支腿液压回路。

然后进行桅杆的起升。控制主操纵台的升降阀，起升钻机桅杆，在该起塔油缸的进油口设置了一个节流接头，使起塔时桅杆能匀速动作，同时能控制其速度，保证起降钻塔的安全，起升后由固定销将桅杆与桅杆支架固定于一体。

下一步进行回转钻孔。操控钻机变速箱，由变速箱输出动力，由变速箱传动到分力箱，由分力箱传动到钻进系统和泥浆泵系统；由回转系统驱动主动钻杆带动钻杆工作，做回转成孔；由泥浆泵对成孔的循环液做正循环或反循环运动，把井孔内的岩屑排出孔外，直至达到目标深度。

钻孔结束后，拆卸钻杆、钻头，操纵控制降落钻机桅杆，并将钻杆、钻头等全套设备装入存放槽内，完成钻孔作业。(www.xing528.com)

1.3　多功能拖车水井钻机的操控实用性

该钻机的操控主要在主操控台操作，设有机械操控和液压操控装置。机械操控主要是变速箱的变速，分力箱的离合，进行回转工作。而液压控制系统主要由支腿油缸、卷扬机及付卷扬机马达、钻塔的起降和卸扣油缸等工作。钻机所有执行机构的操作和控制手柄、仪表等集中在一个操作平台上，操作人员可根据工作时的实际仪表压力及时调整钻进参数以获得最佳的成孔效率和成孔质量，操作控制方便可靠。

钻机采用自制拖车为底盘，设有4个液压支腿用于钻机找平和支撑，使钻机在施工中能减少振动，稳定性好，找平操作简单，移动和搬迁方便，减轻劳动强度，提高工作效率。

2014年济宁市水利机械公司中标嘉祥高标准基本农田建设项目，该项目新打机井96眼，设计井深130～180 m、井径准219～325 mm。项目工期短，流动性大，搬迁频繁。工程项目的特点决定了对钻探设备的要求，要求选用钻探设备轻便、易于搬迁，有足够的岩屑排出能力，钻进效率高，成孔垂直度高，成孔质量高。因此分别选用了多功能拖车水井钻机、SPJ300型水井钻机进行打井试孔。

试孔分别选择设计井深180 m、井径准219～ 325 mm，地层及岩性相近的2眼水井进行试验。多功能拖车水井钻机2014-08-04进场，机台配备操作人员4人，1 h完成设备安装开钻。0～120 m采用反循环钻进，120～186 m采用正循环钻进，2014-08-07完成凿井实验任务；SPJ300型水井钻机2014-08-02进场，机台配备操作人员6人，8 h完成设备安装开钻。0～186 m均采用正循环钻进，2014-08-10完成凿井实验任务。

通过试孔结果比较，多功能拖车水井钻机在试孔中效果显著，无论是钻进效率还是成井质量方面均优于传统的SPJ300型水井钻机，因此在该项目施工中全部采用多功能拖车水井钻机进行钻凿施工。

多功能拖车水井钻机，平均钻进速度快，综合钻进效率高，整个钻进成本低，节能环保。180 m深水井3～5 d可成井，预计单井可创利税4万元。该项目共打高标准农田灌溉水井95眼，可确保380 hm2高标准农田适时灌溉、旱涝保收，每亩增产粮食50 kg，社会效益巨大。

1）多功能拖车水井钻机，集中体现在机械、液压于一身，各功能操控手柄、仪表在一个操作台前，使操作控制方便可靠，使整机在钻机施工中更加协调、安全、高效。

2）拖车钻机集车、钻于一身，加上液压支腿找平，液压起降钻塔，节约了施工现场设备的准备时间。一般情况下到工地约1 h就可做好准备工作，赢得了广大用户的一致认可。

3）由于采用了正反两种成井工法，使之更适合不同地质条件下的成孔。深水井一般选用正循环钻孔，工程孔一般选用反循环成孔。因反循环成孔快且孔底无渣，可及时浇注混凝土，使操作者可以根据不同地质情况及孔径的大小，选择适合的钻孔工艺。

4）迴转器上配有液压卸扣器。用卸扣器来代替原来的机械冲击卸扣，液压给力强且平稳，从而减少了迴转器冲击力给钻机本身造成的损害。多功能拖车水井钻机，经受各种地质地层的考验，经过用户多次使用反馈并改进，成为了一款适应于各种地层的高性能钻机，并不断发挥其多功能品质，在农田水利、应急抗旱等领域不断发挥作用。

（责任编辑　崔春梅）

【中图分类号】TV87

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-08-0055-02