多功能拖車水井鉆機在抗旱灌溉中的應用

葛　林，李　純，李　超（濟寧市水利機械公司，山東 濟寧 272000）

多功能拖車水井鉆機在抗旱灌溉中的應用

葛林，李純，李超
（濟寧市水利機械公司，山東 濟寧 272000）

【摘要】根據(jù)市場需求，傳統(tǒng)的鉆機逐步退出歷史舞臺，而多功能拖車鉆機則更加適應于農(nóng)田水利抗旱灌溉領域，以其移動方便、鉆進穩(wěn)定、成井速度快等特點占據(jù)主要鉆機市場。本文介紹了多功能拖車水井鉆機的技術(shù)特點，并結(jié)合實際工程分析了其效益。

【關鍵詞】多功能；水井鉆機；抗旱灌溉

隨著我國水資源及工農(nóng)業(yè)用水的需求，水井鉆鑿取水已成為主導地位。特別是近年來，我國大多地區(qū)干旱少雨，地表水嚴重匱乏，農(nóng)田水利基本灌溉已遠遠不能滿足用水需求，應急抗旱取水迫在眉睫，而由于地下水資源分布又不均勻，地質(zhì)條件復雜，對于鉆機的鉆進要求越來越高。目前，傳統(tǒng)的鉆機效率低、成井質(zhì)量差、打井成本高，并且自身重量大、拆卸運移困難，造成極大資源浪費，已逐步退出歷史舞臺。為了更好地解決鉆機在不同地質(zhì)條件下的實用性能，提高鉆機的成井質(zhì)量和效率，應對應急抗旱灌溉需求，針對市場研究，應著力發(fā)展拖車式多功能水井鉆機。該鉆機通過鉆機的整體快速運移和多種成井工藝相組合，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效完成水井鉆鑿的工作任務。

多功能拖車水井鉆機采用模塊化設計，通用化、標準化程度高，實用維護方便，工作靈活便利，廣泛應用于農(nóng)田水利、應急抗旱灌溉等工程，是水井鉆鑿、應急抗旱、基礎施工的理想設備。

1　多功能拖車水井鉆機介紹

多功能拖車水井鉆機與傳統(tǒng)落后的鉆機在農(nóng)田水利抗旱灌溉中，既有其獨特的技術(shù)特征，又有其簡便的操控優(yōu)勢，在農(nóng)田水利抗旱中，發(fā)揮著重要作用。

1.1多功能拖車水井鉆機的技術(shù)特征

該型鉆機主要由機械傳動系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、拖車盤和總控臺組成。在鉆鑿工藝上采用正、反循環(huán)鉆進兩種工法，實現(xiàn)了功能多、適應強的用戶需求。

1）鉆機主要技術(shù)參數(shù)。鉆機深度：100～180m，鉆孔直徑：550～1 200 cm，變速箱轉(zhuǎn)速（正反轉(zhuǎn)）：50 r/min、70 r/min、95 r/min，卷揚機提升力：120 kN，額定進給力：100 kN。

2）鉆機主要結(jié)構(gòu)特征。鉆機為機械與液壓聯(lián)動形式，機械部分為變速箱驅(qū)動迴轉(zhuǎn)鉆進，分力箱采用齒套式離合器、液壓驅(qū)動卷揚機和液壓控制系統(tǒng)，設有液壓保護和過壓報警裝置。迴轉(zhuǎn)鉆進調(diào)整范圍為第四紀地層，且能破入或壓碎巖石。鉆機鉆塔采用門字架導向系統(tǒng)，這不僅滿足鉆具工作時的導向，而且增加了鉆塔提升力，保證水井施工中的質(zhì)量和垂直度。鉆機設有鉆桿自動裝卸液壓功能，減少了機械外力卸扣對設備的沖擊力，使鉆孔施工更安全，并大大減輕了人工勞動強度。

1.2多功能拖車水井鉆機的鉆孔作業(yè)

首先是根據(jù)井口進行鉆機固定。鉆機進入工地現(xiàn)場后，根據(jù)預設井口位置，將鉆機的回轉(zhuǎn)器中心對準井口中心，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)拖車的液壓支腿，將拖車膠輪懸空，鉆機調(diào)平后，鎖緊支腿液壓回路。

然后進行桅桿的起升?？刂浦鞑倏v臺的升降閥，起升鉆機桅桿，在該起塔油缸的進油口設置了一個節(jié)流接頭，使起塔時桅桿能勻速動作，同時能控制其速度，保證起降鉆塔的安全，起升后由固定銷將桅桿與桅桿支架固定于一體。

下一步進行回轉(zhuǎn)鉆孔。操控鉆機變速箱，由變速箱輸出動力，由變速箱傳動到分力箱，由分力箱傳動到鉆進系統(tǒng)和泥漿泵系統(tǒng)；由回轉(zhuǎn)系統(tǒng)驅(qū)動主動鉆桿帶動鉆桿工作，做回轉(zhuǎn)成孔；由泥漿泵對成孔的循環(huán)液做正循環(huán)或反循環(huán)運動，把井孔內(nèi)的巖屑排出孔外，直至達到目標深度。

鉆孔結(jié)束后，拆卸鉆桿、鉆頭，操縱控制降落鉆機桅桿，并將鉆桿、鉆頭等全套設備裝入存放槽內(nèi)，完成鉆孔作業(yè)。

1.3多功能拖車水井鉆機的操控實用性

該鉆機的操控主要在主操控臺操作，設有機械操控和液壓操控裝置。機械操控主要是變速箱的變速，分力箱的離合，進行回轉(zhuǎn)工作。而液壓控制系統(tǒng)主要由支腿油缸、卷揚機及付卷揚機馬達、鉆塔的起降和卸扣油缸等工作。鉆機所有執(zhí)行機構(gòu)的操作和控制手柄、儀表等集中在一個操作平臺上，操作人員可根據(jù)工作時的實際儀表壓力及時調(diào)整鉆進參數(shù)以獲得最佳的成孔效率和成孔質(zhì)量，操作控制方便可靠。

鉆機采用自制拖車為底盤，設有4個液壓支腿用于鉆機找平和支撐，使鉆機在施工中能減少振動，穩(wěn)定性好，找平操作簡單，移動和搬遷方便，減輕勞動強度，提高工作效率。

2　工程實例及效益分析

2014年濟寧市水利機械公司中標嘉祥高標準基本農(nóng)田建設項目，該項目新打機井96眼，設計井深130~180m、井徑φ219~325mm。項目工期短，流動性大，搬遷頻繁。工程項目的特點決定了對鉆探設備的要求，要求選用鉆探設備輕便、易于搬遷，有足夠的巖屑排出能力，鉆進效率高，成孔垂直度高，成孔質(zhì)量高。因此分別選用了多功能拖車水井鉆機、SPJ300型水井鉆機進行打井試孔。

試孔分別選擇設計井深180m、井徑φ219~ 325mm，地層及巖性相近的2眼水井進行試驗。多功能拖車水井鉆機2014-08-04進場，機臺配備操作人員4人，1 h完成設備安裝開鉆。0~120m采用反循環(huán)鉆進，120~186m采用正循環(huán)鉆進，2014-08-07完成鑿井實驗任務；SPJ300型水井鉆機2014-08-02進場，機臺配備操作人員6人，8 h完成設備安裝開鉆。0~186m均采用正循環(huán)鉆進，2014-08-10完成鑿井實驗任務。

通過試孔結(jié)果比較，多功能拖車水井鉆機在試孔中效果顯著，無論是鉆進效率還是成井質(zhì)量方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的SPJ300型水井鉆機，因此在該項目施工中全部采用多功能拖車水井鉆機進行鉆鑿施工。

多功能拖車水井鉆機，平均鉆進速度快，綜合鉆進效率高，整個鉆進成本低，節(jié)能環(huán)保。180m深水井3～5 d可成井，預計單井可創(chuàng)利稅4萬元。該項目共打高標準農(nóng)田灌溉水井95眼，可確保380 hm2高標準農(nóng)田適時灌溉、旱澇保收，每畝增產(chǎn)糧食50 kg，社會效益巨大。

3　幾點體會

1）多功能拖車水井鉆機，集中體現(xiàn)在機械、液壓于一身，各功能操控手柄、儀表在一個操作臺前，使操作控制方便可靠，使整機在鉆機施工中更加協(xié)調(diào)、安全、高效。

2）拖車鉆機集車、鉆于一身，加上液壓支腿找平，液壓起降鉆塔，節(jié)約了施工現(xiàn)場設備的準備時間。一般情況下到工地約1 h就可做好準備工作，贏得了廣大用戶的一致認可。

3）由于采用了正反兩種成井工法，使之更適合不同地質(zhì)條件下的成孔。深水井一般選用正循環(huán)鉆孔，工程孔一般選用反循環(huán)成孔。因反循環(huán)成孔快且孔底無渣，可及時澆注混凝土，使操作者可以根據(jù)不同地質(zhì)情況及孔徑的大小，選擇適合的鉆孔工藝。

4）迴轉(zhuǎn)器上配有液壓卸扣器。用卸扣器來代替原來的機械沖擊卸扣，液壓給力強且平穩(wěn)，從而減少了迴轉(zhuǎn)器沖擊力給鉆機本身造成的損害。多功能拖車水井鉆機，經(jīng)受各種地質(zhì)地層的考驗，經(jīng)過用戶多次使用反饋并改進，成為了一款適應于各種地層的高性能鉆機，并不斷發(fā)揮其多功能品質(zhì)，在農(nóng)田水利、應急抗旱等領域不斷發(fā)揮作用。

（責任編輯 崔春梅）

【中圖分類號】TV87

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-08-0055-02

收稿日期：2015-04-16

作者簡介：葛林（1974—），女，工程師