非开挖钻具及选非开挖钻具及选用用 内内 容容一、一、导向向钻具具二、二、扩孔器孔器三、泥三、泥浆回收再利用回收再利用四、四、扩孔施工注意事孔施工注意事项 一、导向钻具一、导向钻具1、土、土层导向向钻具具2、岩石、岩石导向向钻具具 鹰爪爪导向向钻头 泥泥浆马达达导向向 气气动潜孔垂潜孔垂导向向 1 1、土层导向钻具、土层导向钻具 2 2、岩石导向钻具、岩石导向钻具1 1）、鹰爪导向钻头）、鹰爪导向钻头 主要用于小主要用于小钻机短距离硬土、机短距离硬土、全全风化化软岩石地岩石地层；； 大大钻机机长距离距离导向施工不易向施工不易采用采用鹰爪爪导向向钻头易断齿，齿可更换易断齿，齿可更换 鹰爪导向钻头导向原理鹰爪导向钻头导向原理鹰爪爪导向向钻头与与普普通通土土层导 向向钻头一一样，，靠靠斜斜掌掌面面 受受力力来来改改变钻进方方向向,因因为地地 层相相对较硬硬，，无无法法靠靠直直接接顶 进改改变方方向向，，因因此此钻头需需要要 做做左左右右摆动钻进，，俗俗称称““摇钻””原方向新方向造斜面导向孔断面图60°60° 2 2）） 泥浆马达导向系统泥浆马达导向系统三牙三牙轮钻头探棒探棒仓泥泥浆马达达 泥浆马达导向原理泥浆马达导向原理 泥泥浆马达达（（螺螺杆杆钻具具））是是一一种种把把泥泥浆的的压力力能能转换为机机械械能能的的能能量量转换装装置置。
当当高高压泥泥浆进入入钻具具时，，迫迫使使转子子在在定定子子中中滚动，，马达达产生生的的扭扭矩矩和和转速速通通过万万向向轴传递到到传动轴和和钻头上，达到上，达到钻井的目的井的目的. 当当需需要要调整整方方向向时，，钻杆杆不不旋旋，，牙牙轮钻头在在马达达转子子的的带 动下下沿沿着着马达达弯弯曲曲的的方方向向钻进；当直；当直线钻进时，旋，旋转钻杆即可三牙轮三牙轮钻头钻头马达转马达转子子导向弯点导向弯点1-1-2 2°°(1.75(1.75°°））马达定马达定子子探棒仓探棒仓 泥浆马达导向原理动画演示泥浆马达导向原理动画演示• 当高压泥浆进入钻具时，迫使转子在定子中滚动，马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头上，达到钻井的目的.• 当旋转钻杆时，钻头沿直线钻进；• 要调整方向时，钻杆不转，牙轮钻头在马达转子的带动下沿着马达弯曲的方向钻进，达到调整方向的目的 泥浆马达的选配泥浆马达的选配序号钻杆型号泥浆马达规格牙轮钻头泥浆泵排量L/MIN173-89101（95）Φ152-165mm(6-6½”)320-6002102-114(NC38)120Φ165-177mm(6½-7”)750-12003114(NC46)-127165Φ216mm（（8½”)1200-15004140172Φ241mm(9½”)1300-2000 使用泥浆马达注意的几个问使用泥浆马达注意的几个问题题1 1、防止、防止““沙塞沙塞”” 首首先先，，泥泥浆中中不不能能含含沙沙、、不不允允许使使用用回收泥回收泥浆，防止沙粒及，防止沙粒及杂物从物从钻机机进入入马达；达； 其其次次，，不不向向钻杆杆注注入入空空气气，，防防止止产生生负压泥泥浆倒吸；倒吸； 正正确确的的操操作作顺顺序序：：先先注注浆浆后后钻钻进进；；先先停停钻机后停泵钻机后停泵2、防止、防止马达憋达憋压 马达达正正常常工工作作时泥泥浆压力力是是0-5MPa,泥泥浆马达达转自自转速速决决定定于于泥泥浆流流量量，，而而不不是是泥泥浆压力力，，所所以以如如果果泥泥浆泵量量不不够，，转自自转速速过低不低不连续，就会出，就会出现憋憋压 3 3、泥浆马达的转速、泥浆马达的转速 施工中泥浆马达的正常转速在每分钟施工中泥浆马达的正常转速在每分钟8080转转以上，转速过低会照成憋压，钻进缓慢；马达以上，转速过低会照成憋压，钻进缓慢；马达的转速是由泵量决定的，而不是泵压，泵量越的转速是由泵量决定的，而不是泵压，泵量越大转速越高。
大转速越高 4 4、、 泥泥 浆浆 马马 达达 导导 向向 时时 角角 度度 变变 化化 泥泥浆马达达导向向时角角度度的的变化化不不同同于于普普通通导向向钻头靠靠泥泥土土对钻头产生生的的阻阻力力来来改改变方方向向，，泥泥浆马达达导向向时角角度度的的改改变是是靠靠泥泥浆马达达固固定定角角度度的的导向向弯弯点点来来改改变方方向向，，角角度度是是固固定定不不变的的，，一一般般是是1.75°，，所所以以钻杆杆在在变向的最大角度就是向的最大角度就是1.75° 对于比于比较软的岩石地的岩石地层每跟每跟钻杆的杆的角度可能小于角度可能小于1°，甚至无法，甚至无法变向对于于这种情况可以在种情况可以在马达弯点达弯点前方前方6点位置点位置焊一一块平板，以增加推平板，以增加推进时的阻力，从而增加的阻力，从而增加变化角度 3 3）、气动潜孔锤导向系统）、气动潜孔锤导向系统防震探棒仓1-1.5°导向弯头潜孔锤（冲潜孔锤（冲击器）击器）钻头钻头体体防震探棒仓结构潜孔锤（冲潜孔锤（冲击器）击器）1-1.5°导向弯头硬岩和软岩硬岩和软岩钻头钻头 导向原理导向原理 气气动动潜潜孔孔锤锤是是以以压压缩缩空空气气为为动动力力的的一一种种风风动动冲冲击击工工具具。
它它所所产产生生的的冲冲击击功功和和冲冲击击频频率率可可以以直直接接传传给给钻钻头头，，然然后后再再通通过过钻钻机机和和钻钻杆杆的的回回转转驱驱动动，，形形成成对对岩岩石石的的脉脉动动破破碎碎能能力力，，同同时时利利用用冲冲击击器器排排出出的的压压缩缩空空气气，，对对钻钻头头进进行行冷冷却却和和将将破破碎碎后后的的岩岩石石颗颗粒粒排排出出孔孔外外，，从从而而实实现现了了孔孔底底冲冲击击回回转转钻钻进进的目的 优点点：：与与泥泥浆马达达导向向系系统相相比比，，破破岩岩速速度度快快，，钻进效效率率高高，，尤尤其其对中中硬硬以以上上岩岩石石，，其其钻进速速度度是是泥泥浆马达达的的5-205-20倍倍, ,因而大大降低了施工成本因而大大降低了施工成本 潜潜孔孔锤使使用用寿寿命命长，，一一般般情情况况下下导向向施施工工长度度能能达达到到4000-100004000-10000米，可以极大地米，可以极大地节省省钻具及泥具及泥浆费用 现场照片及视频现场照片及视频施工前潜孔锤安装潜孔锤导向孔成功潜孔锤导向钻头水泥块钻进实验潜孔锤钻进实验潜孔锤钻进实验视频视频 二、扩孔器二、扩孔器Ù1、土、土层扩孔器孔器Ù2、岩石、岩石扩孔器孔器 1 1、土层扩孔器的种类及适、土层扩孔器的种类及适用地层用地层挤扩式式扩孔孔器器（（桶桶式式扩孔器）孔器）挤扩式扩孔器挤扩式扩孔器主要用于粘土，主要用于粘土，亚粘土地层，亚粘土地层，主要是通过将主要是通过将泥土向周围挤泥土向周围挤压的方式达到压的方式达到扩孔的目的，扩孔的目的，不能用于沙层不能用于沙层扩孔扩孔 流道式扩孔器流道式扩孔器主要用于粉土，沙土，粉砂土等地层。
刀板式扩孔器刀板式扩孔器也叫切削式扩孔器，可以用于各种地层的扩孔施工，尤其用于挤扩和流道扩孔器不适合的沙层、卵石地层沙层和卵石地层一定要选用板式扩孔器也可以配合挤扩式扩孔器用于粘土地层的施工 其他土层扩孔器板桶式扩孔器飞旋式扩孔器 二、岩石扩孔器二、岩石扩孔器1 1、焊接式牙轮扩孔器、焊接式牙轮扩孔器出口韩国牙轮出口韩国牙轮扩孔器扩孔器 选用牙轮扩孔器注意的几个问题选用牙轮扩孔器注意的几个问题1)、牙、牙轮规格与格与钻机相匹配机相匹配 组装装扩孔孔器器的的牙牙轮规格格主主要要有有6 ½”、、8 ½””、、9 ½”、、12 ¼””等等，，牙牙轮规格格要要与与钻机机大大小小相相匹匹配配，，小小钻机机用用小小牙牙轮，，大大钻机机用用大大牙牙轮，，如如果果小小钻机机用用大大牙牙轮会会出出现扭扭矩矩大大，，扩孔孔速速度度慢慢问题；；如如果果大大钻机机用用小小牙牙轮的的话，，因因大大钻机机扭扭矩矩大，会大，会缩短牙短牙轮寿命，甚至会断掌寿命，甚至会断掌匹配原则：匹配原则： 73-89钻杆杆6 ½”-8 ½”牙牙轮 102钻杆杆8 ½”-10”牙牙轮 127-140钻杆杆9 ½”-12 ¼”” 牙牙轮 2)2)、齿形与岩石硬度相匹配、齿形与岩石硬度相匹配 岩石非开挖施工使用的牙岩石非开挖施工使用的牙轮齿形主要有形主要有 钢齿（（铣齿）、）、镶齿 钢齿主主要要用用于于全全风化化的的泥泥岩岩地地层砂砂卵卵地地层，，钢齿齿高，高，进尺快。
尺快 镶齿（（镶硬硬质合合金金齿））牙牙轮齿形形（（IADC)主主要要有有517、、537、、617、、637齿 匹配原匹配原则：： 沙沙层、、风化泥岩：化泥岩： 钢齿（（铣齿牙牙轮）） 软岩地岩地层：一般指：一般指30MPa以下地以下地层，采用，采用517齿 中硬地中硬地层：：40-80MPa硬度岩石，采用硬度岩石，采用537、、617齿 硬岩地硬岩地层：大于：大于80MPa岩石，采用岩石，采用637齿钢齿牙轮扩孔器镶齿牙轮 3)3)、牙轮个数的确定、牙轮个数的确定扩孔器牙轮个数与使用的牙轮规格和岩石硬度有关系原则：牙轮越小，数量越多；岩石越硬数量越多扩孔器规扩孔器规格格6 6 1/21/2””8 8 1/21/2””9 9 ½”½”12 12 ¼”¼” 说明说明240-2603牙轮数量越牙轮数量越多，扩孔器多，扩孔器稳定性越好，稳定性越好，摆动小岩石越硬牙岩石越硬牙轮数量应该轮数量应该越多越多300-35033400-450443450-550554550-650665650-750776750-850887850-950998 2 2、可更换式牙轮扩孔器、可更换式牙轮扩孔器Ù焊焊接接式式牙牙轮轮扩扩孔孔器器更更换换牙牙轮轮比比较较麻麻烦烦，，需需要要先先将将坏坏牙牙轮轮切切割割下下来来，，然然后后再再焊焊接接新新牙牙轮轮，，由由于于现现场场条条件件限限制制，，更更换换的的牙牙轮焊接径向误差较大，影响使用寿命。
轮焊接径向误差较大，影响使用寿命Ù相相对对于于焊焊接接式式牙牙轮轮扩扩孔孔器器来来说说，，可可更更换换牙牙轮轮扩扩孔孔器器在在现现场场不不需需要要切切割割，，将将坏坏牙牙轮轮拆拆下下来来换换上上新新的的即即可可，，更更换换牙牙轮轮极极为为方方便便，，又又能能保保证证牙牙轮轮扩扩孔孔器器的的尺尺寸寸的的精精确 Ù1）） 、、 小小 型型可可更更换牙牙轮扩孔器孔器Ù主主要要用用于于小小型型钻机机的的岩岩石石扩孔孔施施工工，，属属于于橡橡胶胶密密封封，，更更换轮体方便 2 2）、大型可更换牙轮扩孔器）、大型可更换牙轮扩孔器牙轮采用金属密封大轴承，抗冲击力强，使用寿命长，可达300-500小时，可以用于打钻机一次性完成长距离岩石扩孔施工 3 3、可更换滚刀扩孔器、可更换滚刀扩孔器牙轮扩孔器的缺点牙轮扩孔器的缺点 牙牙轮根根据据轴承承密密封封形形式式分分为橡橡胶胶密密封封和和金金属属密密封封，，橡橡胶胶密密封封牙牙轮寿寿命命一一般般在在100-120小小时左左右右，，金金属属密密封封的的牙牙轮寿寿命命一一般般在在120-150小小时左左右右，，因因此此牙牙轮寿寿命命比比较短。
短 在在遇遇到到长距距离离中中硬硬岩岩地地层扩孔孔施施工工时，，往往往往在在牙牙轮使使用用寿寿命命内内无无法法完完成成一一次次扩孔孔，，因因此此不不得得不不在在估估计牙牙轮报废前前将将牙牙轮扩孔孔器退出孔外，更器退出孔外，更换新的牙新的牙轮扩孔器 有有时扩一一遍遍孔孔甚甚至至需需要要更更换2-3次次扩孔孔器器，，因因此此效效率率较 低低，，大大大大增增加加了了施施工工成本 可更换滚刀扩孔器优点可更换滚刀扩孔器优点Ù滚滚刀刀扩扩孔孔器器的的滚滚刀刀采采用用金金属属密密封封的的大大轴轴承承，，抗抗冲冲击击力力强强，，寿寿命命可可达达300-500300-500小小时时，，因因此此在在较较长长的的中中硬硬岩岩地地层层施施工工可可以以一一次次完完成成扩扩孔孔施施工工，，中途不需要退出更换新的扩孔器中途不需要退出更换新的扩孔器Ù扩扩孔孔器器本本体体可可以以重重复复利利用用，，同同一一个个本本体体可可以以安安装装3 3中中不不同同规规格格的的轮轮体体，，可以施工可以施工3 3种尺寸的孔径扩孔种尺寸的孔径扩孔Ù滚刀体现场安装更换方便滚刀体现场安装更换方便。
滚刀扩孔器照片滚刀扩孔器照片14A14B14C10寸镶齿和焊齿滚刀 1414寸滚刀扩孔器寸滚刀扩孔器●滚刀通过丝扣与本体链接且滚刀安装有自锁防掉螺栓，不会产生掉轮事故●滚刀扩孔器摆动大，扭矩不稳，一般需要加中心定位器来增加稳定性●14寸滚刀扩孔器需要扭矩大，一般用于150吨以上钻机使用 1010寸滚刀扩孔器寸滚刀扩孔器●10寸滚刀扩孔器可以根据不同地层更换焊齿和镶齿滚刀●焊齿用于砂层、泥岩、砂卵地层；镶齿用于各种硬度的岩石地层●一般用于114-127钻杆中型钻机使用 三、泥浆回收三、泥浆回收 沙沙层层和和岩岩石石地地层层的的施施工工对对泥泥浆浆的的粘粘稠稠度度要要求求比比较较高高，，一一般般要要求求达达到到45-6045-60秒秒，，尤尤其其在在岩岩石石地地层层施施工工需需要要耗耗费费大大量量的的泥泥浆浆，，而而如如果果泥泥浆浆能能回回收收重重复复利利用用的的话话将将会会大大大大降降低低泥泥浆浆成成本本，，利利用用回回收收系系统统对对泥泥浆浆回回收收重重复复利利用用，，可可以以节节约约50-80%50-80%的的泥浆费用泥浆费用 泥浆回收设备泥浆回收设备25方泥浆回收系统1、处理能力 25m3/h2、电压： 380V 渣浆泵功率：7.5KW 振动电机功率：0.45X2 Kw3、筛网面积：0.95x0.6+1.1x0.6=1.23m24、筛网分离度：下层30目，（中层40目）上层50目5、超浓缩旋流器 FX-100GN 1个 处理精度： 10um6、外形尺寸：1900x900x1980mm7、整机重量：1040kg 5050方泥浆回收系统方泥浆回收系统1、处理能力 50m3/h2、电压： 380V 渣浆泵功率：11KW 振动电机功率：0.75x2Kw3、筛网面积：1.1x0.7+1.3x0.7=1.68m24、筛网分离度：下层30目，（中层40目）上层50目5、超浓缩旋流器：FX-100 3个 处理精度： 10um6、外形尺寸：1700x1600x2330mm7、整机重量：1600kg 100100方泥浆回收系统方泥浆回收系统1、处理能力 100m3/h2、电压： 380V 渣浆泵功率：15KW 振动电机功率：1.0x2Kw3、筛网面积：1.4x0.85+1.6x0.85=2.55m24、筛网分离度：下层30目，（中层40目）， 上层50目5、超浓缩旋流器：FX-100 5个 处理精度： 10um6、外形尺寸：1950x1850x2230mm7、整机重量：2000kg 穿山甲回收系统特点穿山甲回收系统特点Ù1、、采采用用EHM型型双双泵壳壳重重型型渣渣浆泵，，即即泵体体、、泵盖盖带有有可可更更换的的耐耐磨磨金金属属内内衬（（包包括括叶叶轮、、护套套、、护板板等等））。
叶叶轮前前后后盖盖板板带有有背背叶叶片片以以减少泄漏及提高减少泄漏及提高泵的使用寿命的使用寿命Ù2、、采采用用多多个个除除泥泥级别的的FX100加加强型型超超浓缩旋旋流流器器,分分离离度度高高达达 10UM,大大大大减减少少回回收收的的泥泥浆中的沙粒含量，提高回收中的沙粒含量，提高回收质量Ù3、、采采用用双双层或或三三层分分筛结构构，，使使泥泥浆固固液液分分离更离更彻底充分，提高泥底充分，提高泥浆回收回收质量Ù4、、结构构紧凑，便于安装运凑，便于安装运输Ù5、、储浆罐罐设计有有液液面面控控制制开开关关，，根根据据液液面面的的高高低低自自动控控制制杆杆泵的的进浆及及渣渣浆泵的的启启动和和停停止，全自止，全自动控制，无需控制，无需专门人人员值守操作 泥浆回收泥浆回收原理原理 回收原理说明由杆泵从泥浆坑（或沉淀池）抽吸来的泥浆通过进浆管进入泥浆净化装置的粗筛（下层筛网），将污浆中0.8MM以上的颗粒被筛分出来，然后进入储浆罐（2），由渣浆泵（1）从储浆罐内抽吸，将具有一定动能的泥浆沿输送管从旋流器（5）进料口（7）切向射入，由于泥浆液中的固相与液相间存在着密度差，且加上旋流器上大下小，泥浆液越向下运动，获得的角速度就越大，从而获得更大的径向加速度，固相颗粒近靠锥壁加速下移并经排沙嘴（4）排出，而密度低的液相在旋流器的进口处就在形成低压涡流，向下旋流运动的液相也将在底部产生挤压而反而向上移，从溢流口(6)排出。
由旋流器把粒径细微的泥砂从其下端的排沙嘴(4)排出落入细筛（上层筛网）经细筛脱水筛选后，较干燥的细渣料分离出来，经过细筛的泥浆再次返回储浆罐内而处理后的干净泥浆从旋流器溢流口(6)流出经出浆管流回泥浆罐重复利用 四、扩孔施工注意事四、扩孔施工注意事项项1、、根根据据铺设管管径径确确定定扩孔孔终经：：最最大大扩孔孔器器直直径径D等等于于 铺设管管道道直直径径的的1.2-1.5倍；倍；2、、根根据据地地层性性质选用用适适合合于于该地地层的的扩孔器；孔器；3、、根根据据地地层性性质及及钻机机能能力力确确定定扩孔孔级差；差；4、根据不同的地、根据不同的地层配置合适的泥配置合适的泥浆；；5、、扩孔孔施施工工式式要要求求扩孔孔器器后后面面必必须跟跟钻杆杆，，尤尤其其是是岩岩石石地地层施施工工，，以以便便于于处理理卡卡钻、断、断钻杆、埋杆、埋钻等事故 谢谢 谢谢 。