液压动力头岩芯钻机的工作特点

目前，地质钻探所使用的取心钻机有两种，一种是机械传动、短液压缸进给立轴式取心钻机，另一种是液压驱动动力头式取心钻机。几十年来，垂直轴岩芯钻机仍然是我国地质钻探的主要类型。液压动力头岩芯钻机具有重要施工管理效率高、施工企业质量好、事故率低、钻井适应性强、轻便等优良的技术产品性能，是我国国家地质岩芯钻机的发展研究方向。

与立轴钻机相比，液压动力头岩芯钻机具有以下优点：

（1）给定行程较长，一般为3.5米，钻床深度达5米，比垂直轴钻床0.5-0.6米行程长得多。目前，钢丝绳取芯钻杆的定长长度为3m（有的使用4.5m）。如果钻完3m，垂直轴钻机需要倒杆5～6次，而动力头钻机只需1次。不仅每次反转杆需要更多的时间，而且还可能导致芯断裂和芯阻塞。由于垂直轴钻机每次换杆时都须停止钻机陀螺仪的转动，而且岩芯钻机的启停是由离合器进行控制的，所以我们不如液压系统动力头钻机稳定，立轴钻机突然一个高速旋转，容易发展造成影响岩心机械性断裂或堵塞。以上因素的影响在裂隙地层中尤为明显。因此，动力头钻机在机械钻速、钻头使用寿命、回程时间长度和钻孔进行间隔控制等方面均优于立轴钻机。这些因素直接影响钻井效率。

（2）整体性强，动力机械、钻塔、钻机一体化，无需搭建钻塔，易于钻斜孔。搬迁时间可以大大节省，尤其是在交通不便的地区。动力头钻机搬迁只需1-2天，而垂直轴钻机搬迁通常需要4-7天。

相关资料显示，在钻井工程施工中，垂直轴钻机进行配备钻塔，但起下钻操作时间比学习动力头钻机短，其他所有施工都比动力头钻机需要更多时间。对于2000m以内的钻孔，无论是钻软岩还是硬岩，动力头钻机的钻孔进行施工工作时间都少于一个垂直轴钻机。在软岩中，动力头钻机可节省更多时间。由于软岩钻头寿命较长，钻孔间隔较大，总钻孔时间较短，从而削弱了动力头钻机起升辅助时间长的弱点。

动力头钻机桅杆高度有限，起下钻根短，起下次数和起下次数增加。随着钻孔深度的不断增加，根长对施工时间的影响逐渐明显。 1000m以下的钻机可使用6m长的站立； 1500m钻机应使用9m长的立柱； 2000m钻机应使用时间更长的钻机或建造过程中钻机。

（3）钻井适应性强。 不同的钻井工艺和不同的岩层对钻机的速度有不同的要求。动力头钻机真正实现无级调速，适应性强。

动力头钻机操作系统采用仪表化设计和操作。动力机的运行发展情况、钻机的运行管理情况、孔内情况、岩心堵塞报警等都可以可以通过分析仪表反映企业出来。钻孔时，钻孔压力由液压系统预先设定，钻孔时施加在钻头上的压力恒定，无需人工调节，体现人性化管理和人性化操作。

（4） 液压系统动力头岩芯钻机工作可在学习动力头液压卡盘上方进行加装钻杆，在取芯连接以及钻杆时无需将钻具抬离孔底，大大提高了钻杆效率。降低了孔底塌陷落块、钻头反复折断、芯堵发生的概率，因此在施工过程中孔壁比较稳定，钻头堵芯的可能性较小, 提取率高。