摘要
CMD系列模块化钻机是顺应国家对能源开发和相应勘探钻机国情发展的需要而研制的新一代能源钻机。本文对CMD系列模块化各规格钻机的性能参数和结构功能进行了介绍，并结合该系列钻机在地热井施工中的应用情况，对该系列钻机在地热井施工中具有的优势进行了归纳和总结。
我国煤层气、页岩气和地热资源储备丰富，是非常洁净、热值高、开发前景广阔的新能源，是对石油和天然气等常规能源的重要补充。大力发展清洁能源勘查开发，实现清洁资源科学、高效、综合开发利用，对优化我国能源 结构、节能减排、环境保护和减少雾霾具有积极意义，也是促进生态文明建设的重要举
煤层气、页岩气和地热开发是高投入、高风险、高技术的产
我公司在原有CMD100车型载钻
CMD150T型钻机主要应用于页岩气井、地热井、煤层气井等施工。依据“性能先进，工作可靠，运移方便，运行经济”的原则进行设计和制造，整体采用模块化设计，方便运输及就位调整，单模块尺寸满足汽车运输要求，并具有无吊车辅助装卸车的功能。目前该型号的第一台钻机已完成4个钻孔的施工，最深钻进深度达到2608 m。整机由主机模块、井口架模块、动力模块、猫道模块4个模块组成，钻机如
图1 CMD150T型钻机
钻机性能参数如
CMD180T型钻机是在CMD150T型基础上研发的更大吨位的模块化钻机，已作为该型号的第一台钻机完成2口井的施工，第3口井正在施工中，施工井设计井深3500 m，目前已钻进2900 m。钻机如
图2 CMD180T型钻机
钻机性能参数如
CMD模块化同系列钻机，具有很多共通之处，但在功能和结构上又各有特点，以CMD180T型钻机为例对钻机各模块进行简单介绍。该型号钻机主要由4个模块组成：主机拖车模块、动力模块、井口架模块、猫道模块，各模块按照相对位置组合在一起，构成CMD180T型钻机系统。
主机拖车模块由顶驱单元、钻塔单元和拖车底架单元组成。
顶驱主要功能有回转钻进、管柱辅助作业、循环钻井液
钻塔单元作为顶驱移动的载体，可以提供1800 kN的提升力和300 kN的加压力。钻塔采用伸缩式结构，最大高度26 m，顶驱行程15.2 m，可满足常规多规格套管及钻杆的起下作
拖车底架采用定制4轴低平板半挂车，配置有空气悬挂，为降低转弯半径，满足复杂路况条件下道路行驶的要求，拖车配置有2个转向桥。
动力模块是钻机工作的动力源，采用柴油机组带动的液压泵站形式。配置有2台康明斯KTA19型发电机，单台功率559 kW，常规钻井模式下，仅开启1台发动机即可满足动力要求，在需要高速起下钻作业时，也可同时开启2台发电机。
动力模块同时集成安装了司钻房单元，可通过具有特有专利技术的液压升降形式，实现运输状态和工作状态的自由转换。
井口架既是井场施工人员的工作平台，又是钻具座卡的载体。井口架平台高度4.5 m，最大净空4 m，孔口可安装多种标准规格补心，最大通孔直径可达到952 mm。在研发时充分考虑了井口架对现场工况的适用性，在承载2000 kN载荷时，接地比压<0.5 MPa。井口架采用伸缩式结构，在满足运输高度限制的前提下，可满足工作状态时防喷器的安装要求。井口架配置有两组爬梯方便人员上下钻台作业。
井口架模块集成安装有铁钻工单元，工作时铁钻工单元安装在钻台面上，运输时可借助布置在钻塔的工具吊臂，穿过钻台上的翻转门，放置在井口架内部，满足良好的运输状态。
CMD系列模块化钻机主要用于地热、煤层气勘探，抢险救灾，矿山治理等多领域的施工，目前销售出的钻机产品全部在山西、河北、陕西等地区施工，完成几万米的进尺工作量，使用效果良好。其中有2个典型的地热施工案例介绍如下。
天镇地热井位于山西省天镇县水桶寺村，工程主要目的是通过开展山西省阳高县-天镇县一带干热岩地热资源勘查，为开发利用干热岩地热资源奠定基础，为干热岩建设远景规划提供科学依
在该地热井施工过程中，钻进深至1624 m孔段时，出现井喷现象，水温高达158℃，喷水时长延续近2个月，钻机在现场顺利完成压井、固井等相应后续处理作业。钻机施工现场如
图5 CMD150T型钻机天镇施工
尚义地热井位于张家口坝上地区，海拔1330 m左右，四季分明，光照充足，温差较大。雨季多集中在6~8月，夏季气温高达35℃，冬季最低气温-30℃以下，本地区地质资料较少，仅以物探资料作为钻进依据，300 m以下均为石英砂岩或沙砾岩，地层坚
图6 CMD180T型钻机施工
（1）钻机采用模块化设计，相对于传统钻机具有更高效和安全的就位与拆解过程，同时也降低了运输成本；
（2）电气先导的液压控制方式和多样的功能配置和操作模式，为施工工艺的执行和稳定的钻进操作提供了有力的保障；
（3）边回转边提升的操作形式和较大的提升力对处理施工中的钻进事故具有很大的帮助；
（4）CMD系列模块化钻机在实际施工应用中，经受了多种多样的工况考验，是值得用户信赖的优秀钻机产品。
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