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八面通全液压水井钻机

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更新时间:2024-03-03 13:13:46浏览次数:618次

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八面通全液压水井钻机,井下动力钻是利用井下动力钻具带动钻头破碎岩石,钻进时钻柱不转动,磨损小、使用寿命短,特别适于打定向井。井下动力钻有 涡轮钻、螺杆钻和电动钻等。井下动力钻具钻井是利用涡轮钻具、螺杆钻具以及冲击旋转钻具靠钻井液驱动的方法钻井。特点是进尺快、钻压小、泵压高。适合钻定向井或特殊硬底层井段。

 

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动力头式全液压坑道钻机的工作特点全液压坑道钻机主要有如下特点: 

(1)八面通全液压水井钻机采用全液压动力头结构,分主机、泵站和操纵台三大部分,三部分之间用高压胶管连接,解体性好,搬迁方便,钻场布置灵活。同时操作人员可以远离孔口,有利于人身安全。 

(2)可实现无级调速,转速与扭矩调节范围大,钻进工艺的适应能力强。

(3)采用通孔式回转器结构,钻杆的长度不受给进行程的限制。机型的选择  由于煤矿井下坑道空间狭小,所以在井下进行钻探地质勘探孔、瓦斯抽放孔、探放水孔等作业时,普通的钻机由于体积大而不便于在坑道中进行作业。 

钻机就是针对上述问题而设计的一种钻探设备,该是一种动力头式全液压坑道钻机,该机钻速范围宽、转矩大,能够满足煤矿井下钻进各种用途的钻孔,如地质勘探孔、抽放瓦斯孔、注水孔及其它工程用孔,也可在地面勘探作业中使用。即使用于大口径牙轮钻进,也适用于大口径硬质合金钻进和冲击回转钻进。 

该钻机借鉴了模块化的设计方法,整个钻机分为泵站、机身、操纵台三大模块,中间用油管相连。机身采用槽钢底座,液压马达通过二级齿轮减速后带动平轴转动以实现钻进,液压油缸体固定在底座上,活塞杆通过托板与钻进变速箱体相连接实现进给和起拔。泵站主要由油箱、泵和电机组成。整个液压系统通过多路换向阀的动作来实现联合供油,实现了工进和快速进、退等,从而提高了钻机的整体效率。同时,本设计还对减速箱内齿轮、轴、键等重要零件进行了强度校核,并对液压系统温升进行了验算,结果表明该钻机能满足井下钻进扭矩1600N•m的设计要求。该钻机体积小、重量轻、解体性好,能够实现无级变速,从而增强了钻机对不同地质岩层的适应性。设计要求 

动力头式全液压坑道钻机的设计要求主要有以下几点:

(1)基本工作性能参数要求。所设计的是动力头式全液压坑道钻机,所以钻机的钻进深度必须满足要求, 

(2)工作面的地质岩层状况。不同的地质岩层有着不同的抗压强度,这对钻机的原动机的功率有着直接的影响。 

(3)钻机的使用场地和环境:环境温度、湿度,要不要防尘、防滴、防爆以及对钻机外形尺寸和重量的限制等。 

(4)运转要求:钻机的工作制和大修期以及在钻机的运转中可能遇到外界干扰(如振动、冲击)等。如对钻机的噪声有特殊限制,也应提出。

设计钻机应符合以下基本原则 

(1)满足用户提出的孔深、地质条件,及有关使用条件的要求。

(2)有足够长的使用寿命(应理解为钻机需要大修时间间隔的长短),足够高的使用可靠性(应理解为钻机被迫停止的次数)。 

(3)有较高的运转经济性。

(4)有良好的动力平衡性。

(5)维护检修方便。 

(6)尽可能采用新结构、新技术、新材料。 

(7)尽可能提高产品的“三化”(系列化、标准化、通用化)程度。

(8)制造工艺性良好。

(9)机器的尺寸小、重量轻。  但是,上述原则往往是彼此矛盾的。例如尺寸小、重量轻与较高的运转经济性有矛盾。总体设计时需要注意的几点  钻机是比较关键的钻探设备,在工作过程中要求连续运转时间长,停机检修时间短。

因此,总体设计时,应注意以下几点:

(1)液压易损件数目尽量少,寿命长,并能快速拆装。且要确保钻进过程中能够*连续运转。钻机的大修期应在5000~10000小时以上。 

(2)为了便于制造和维修,基本参数和零部件应符合“三化”要求。

(3)考虑到主要是在井下作业,所以可拆装性要好,可操作性要强。

(4)重量轻、占地面积小。钻机要经常搬家,对重量占地面积有一定的要求。

特点: 

1:联动性好,利用夹持器和卡盘的联动性能能实现机械化扭卸钻杆和自动进退倒杆,尤其是打向上或向下孔探矿时联动性能显得尤为重要,提钻的时候方便很多,提高不少劳效。 

2:解体性好,成套设备分成几大部分,分体重量轻、体积小、布置灵活,两个人配合可以轻松实现正常作业。 

3:该系列钻机是一款全液压钻机,利用操作台集中控制,操作简单、安全性高,是国内较为*的探矿设备。 

4: 可以在0°-360°范围内任意倾角探矿取岩芯,适合坑道内及地表探矿3. 滑架焊接结构的滑架,采用热轧碳素槽钢和方钢管作为回转头的导轨,通过单向节流阀控制油缸平稳升降。操纵台上的水平仪及角度仪控制其垂直度。 

4. 回转机构由液压马达,回转减速箱组成。两个高性能低速大扭矩液压马达驱动回转减速箱,可获得不同的扭矩和转速。  

5.推进部分推进部分由推进油缸、钢丝绳、滑板等组成。推进油缸活塞杆伸出及缩回时,带动滑轮组,通过钢丝绳使滑板在滑架上前后滑动,从而完成钻具的前进和后退。滑板上采用镶块结构,有效减少滑道的磨损。在深孔钻进中可调节轴压。 

6. 旋开式定心器旋开式定心器可分为两半,外侧的一半采用铰接,可用手旋开。可在孔口上方提供广阔的工作空间,防尘罩使工作环境干净、清洁。 

7. 调平用千斤顶有四个液压油缸组成,可快速调平钻机,液压锁可防止千斤顶蠕动。 

8. 副卷扬液压马达驱动的卷扬机,能灵活地吊起0.8吨以内的钻具或辅具。

9. 操纵台操纵台由操纵台架、手动换向阀、减压阀、调速阀、油压表、各种管路、发动机仪表、油门拉线、熄火拉线、风门控制等组成。所有控制功能均集中在操纵台上,便于操作,省时、省力。操作者可站在有足够面积的脚踏板上操作。  

10.八面通全液压水井钻机液压系统液压系统由液压油箱、液压油泵(双联泵)、液压马达、液压阀、硬管、胶管、滤油器及压力表等液压元件组成。此系统结构简单、功能可靠、使用方便。通过油泵将液压油压缩,用溢流阀调定系统压力,换向阀控制油缸的运行方向或液压马达的转向来完成钻机要求的各种动作,通过双泵合流完成钻具的快进、快退、回转。调节调速阀,确定回转速度,保证钻孔时的钻具回转速度;调节推进溢流阀,确定推进压力,调节反轴压溢流阀,确定推进时的反轴压力;推进压力和反轴压力配合使用,开始钻孔时,反轴压调到zui小,推进轴压稍大;随着钻孔深度越深,钻杆数量的增加,推进力在逐渐加大,此时需调大反轴压力,同时减小推进压力,来保证钻孔时冲击器所受轴压为值,以保证合理的钻孔效率。安全阀调定压力高于系统压力值1. 动力系统由发动机、联轴器、油泵联接盘、空气滤清器组成。空气滤清器由空气预滤器、空气精滤器三级滤清器组成。可有效的保护发动机在恶劣工况下正常使用。 

12. 油雾器油雾器是为气动装置中的气动元件提供润滑之用,它是以气体为动力,将涔涔油喷成雾状后供给需要润滑的冲击器,冲击器所需的雾化油对其所需润滑的零件润滑。油雾器加油时必须先停气,所加油必须清洁,不准带有任何杂质。 

13. 液压扳手由液压油缸驱动的扳手,可快速拆卸各种接头。

14. 提引器可简单、快速的接卸钻杆作业前一般检查 

1. 检查所有胶管(包括液压接头)的渗漏情况,如有必要,拧紧接头或更换。

2. 检查所有油杯是否加注钙基润滑脂。 

3. 柴油机检查。(参考柴油机使用维护手册)

4. 柴油机空气滤清器的检查。 

5. 液压油箱的油位、液压油滤清器的阻塞指示器。 

6. 回转箱的油位。 

7. 检查油雾器内是否注满机油。 

8. 检查各部分的螺钉、螺帽、接头处是否已拧紧,定位是否牢固可靠调平钻机

1. 将钻机放到合适位置。 

2. 操作三个千斤顶换向阀手柄,使千斤顶下降,直到其顶住地面。 

3. 继续用千斤顶顶起钻机,同时通过水平仪调平钻机。 

3.3 竖起钻架 

1. 用起落油缸慢慢竖起钻架,直到其顶住定位块。 

2. 用螺钉将钻架固定。 

3.4 接钻杆 

1. 当回转头下降到zui低点时,提升回转头,使钻杆上的扳子口处在能插入叉形扳子的位置,停止回转和进给,关闭压气。 

2. 将叉形扳子插入钻杆的扳子口处,下降回转头,以便使叉形扳子的定位面置于定心器钻杆的衬套上。  

3. 用挡销挡住叉扳子,反向回转,松开接头。 

4. 让回转头边回转,边慢速提升,直到接杆与钻杆*松开,这时钻杆由叉形扳子悬挂在定心器上。 

5. 给钻杆螺纹涂抹润滑脂后,用螺纹保护帽盖上。 

6. 给下一根钻杆螺纹涂抹润滑脂。

7. 用提引器套住钻杆的公接头端。 

8. 将带钻杆的提引器,挂到接杆的耳轴上。

9. 提起回转头,直到钻杆悬挂起来。 

10. 断续打开压气开关,用风将钻杆内壁吹干净。 

11. 取下螺纹保护帽,缓慢下降回转头,同时慢速正转,并使母接头端对准上一根钻杆的公接头端,直到上下接头拧紧。

12. 轻轻提起回转头,将叉形扳子取下。

13. 至此,接杆完毕。 

3.5 卸钻杆 

1. 提升回转头,直到*根钻杆的扳子口在合适的位置,插入叉形扳子。 

2. 下降回转头,以便使叉形扳子的定位面置于定心器钻杆的衬套上。 

3. 反向回转,使挡销挡住叉形扳子,松开接头。

4. 提升回转头,取下叉形扳子。 

5. 继续提升回转头,直到第二根钻杆的扳子口在合适的位置,插入叉形扳子。 

6. 下降回转头,以便使叉形扳子的定位面置于定心器钻杆的衬套上。

7. 将液压扳手插入*根钻杆母接头的扳子口上。 

8. 操纵液压扳手,直到松开底部接头。  

9. 液压扳手不动,使回转头反向回转并缓慢提升,使接杆与上一根钻杆松开。

10. 取下液压扳手,缓慢提升回转头,用手松开底部接头。

11. 此时钻杆悬挂在提引器上,下降回转头,向外拉出钻杆。

12. 将钻杆与提引器从接杆上取下。

13. 至此,卸杆完毕潜孔锤钻进 

1. 保持钻杆螺纹干净,并用*的润滑脂润滑。

2. 润滑脂要干净,没有其他杂质。  

3. 连接冲击器之前,要清洁钻杆螺纹。 

4. 注意:千万不要将杂质带入冲击器中。  

5. 更换钎头时,所换钎头直径不大于被换钎头直径以防卡钻。 

6. 钎头每次修磨时,要检查钎头柄部磨损及花键处的润滑情况,检查冲击器活塞冲击面的磨损情况。 

7. 扩孔时要注意,防止破坏合金柱。 

8. 要防止破碎的螺纹落入冲击器中。  

9. 要保持孔内没有断裂的合金颗粒。(用磁铁检查) 

10. 要保持冲击器所需的工作压力,因为较低的风压使钻孔效率降低,从而降低钎头寿命。 

11. 对每一根钻杆要记录开始段、中间段、zui后段的钻孔速度,如发现速度及岩屑有变化,提起冲击器,检查钎头的磨损情况。 

12. 必要的话,用冲击器的强吹特性,使孔内无岩屑。

13. 不要使用钝钎头,下列几种情况反映钎头已钝:

a) 钻孔速度下降

b) 岩屑量减少

c) 钻孔阻力增大

d) 钻杆抖动 

14. 如孔内塌方,要特别小心,因为岩石可卡钻。当预感到孔内塌方时,保持回转并立即上下提拉回转头。必要时增加转速,直到冲击器活动自由,孔内没有岩屑。 

15. 决不能将冲击器静放在泥孔中。 

16. 每次提钻时,都要将钎头提离孔底,并将冲击器吹干净。

17. 冲击器不用时,拧上螺纹保护帽。

18. 搬运钎头要小心,防止合金柱的损坏。

钎头损坏一般由下列原因引起:

a) 不合理的搬运方法。

b) 不合理的钻孔工艺。

1)钎头太钝

2)钻速太快

3)不正当的修磨 

19. 当必须停钻接卸钻杆或完成其他工作时,关闭压气阀,以防止孔内液体进入冲击器。

液压水井钻机主要适用于水井钻机施工,地热孔施工,同时适用于水电站工程、铁路、公路、城市地基等岩土工程中的大孔径垂直孔或卸孔的成孔施工;灌浆加固孔;小型基桩孔;微型桩等。钻机使用多种工艺,如常规潜孔锤钻进,长螺旋钻机、泥浆循环钻进、跟管钻进、牙轮钻头钻进、液动锤钻进等。

水井钻机特点

1、液压水井钻机的动力头主轴具有浮动功能,有效地保护钻杆丝扣;套管动力头兼做拧管机,能够实现钻具卸拧机械化;依靠钻具的回转运动破碎岩层而成孔。主要有大、小锅锥钻机,正、反循环转盘式钻机,液压动力头式钻机,潜孔振动回转式钻机等。简单的回转式钻机只有钻进装置, 结构完善的回转式钻机则有钻进装置和循环洗井装置两部分组成。转盘式水井钻机的钻具包括钻杆和钻头。常用钻杆的名义直径有60、73、76、89、102和114毫米4种。钻头分全面钻进用钻头和环状钻进用钻头两大类。 利用其锅锥形钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称为大锅锥和小锅锥,可由人力或动力驱动。 

常用的回转式钻机,即正循环泥浆洗井转盘式钻机由塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、水和电动机等组成。作业时,动力机通过传动装置驱动转盘,由主动钻杆带动钻头以30 ~ 90 转/ 分的转速旋转破碎岩层。是在转盘回转式钻机上用空气压缩机代替泥浆泵,用压缩空气代替泥浆洗井。通常采用反循环方式,又称气举反循环。即将压缩空气通过供气管路送至井内气水混合室,使其与钻杆内的水流掺混,形成比重小于1的掺气水流。在钻杆外围环形水柱的重力作用下,钻杆内的掺气水流挟带岩屑不断上升并排出井外,流入沉淀池,沉淀后的水流以自流方式流回井内。采用这种钻机在井深较大时(50 米以上),排屑能力大于采用泵吸或射流反循环的钻机,因而适用于井深较大的情况和缺水的干旱地区,以及寒带冻土地层。

有的转盘式钻机同时备有泥浆泵和空气压缩机,可根据情况选用不同的洗井方式回转式钻机的一种。由液压马达通过减速器驱动,并以沿塔架上下移动的动力头代替转盘式钻机上的转盘和水,驱动钻杆和钻头旋转切削岩层。可用直径达1 米的大型钻头钻凿大口径水井,其特点是钻进速度快,钻具的装卸和下井管较简便,接长钻杆时无需提升钻具,简免了卷扬机、提升滑车、转盘、水、方钻杆等一系列部件是以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层的一种回转式钻机。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成。振动器产生的激振力使整个钻具作锥摆运动。钻头通过摩擦圈套装在振动器外壳的外面,一方面随振动器作频率约为1000转/分、振幅约9毫米的水平圆周振动;另一方面又绕振动器轴线作3 ~ 12转/分的低速旋转运动以破碎岩层,而钻杆则不转,并借消振器避免将振动传给钻杆。采用压缩空气反循环方式洗井,使岩屑通过位于振动器中心的导管和钻杆内腔排出井外。这种钻机结构简单,钻进效率高。井孔直径为600毫米左右,钻进深度可达150米。靠钻具的垂直往复运动,使钻头冲击井底以破碎岩层。其结构简单, 但没有循环洗井系统,岩屑的清除与钻机不能同时进行,因而工效较低。钻井深度一般在250米以内,有的可达500~ 600米。

主要类型如下述:

冲抓锥:

一种简单的冲击式钻机,利用钻具本身的重量冲击地层,钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣。

钢丝绳冲击式钻机,由桅杆和其顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具(包括钻杆和钻头)、电动机等组成。 

有两种类型:

一类是在转盘回转式钻机的基础上增设冲击机构,以回转钻进为主,当遇到卵石层时用冲击钻进的两用水井钻机,对各种地层的适应性较强;另一类是将冲击与回转作用结合在一起钻进的水井钻机,如风动潜孔锤钻机。它所使用的潜孔锤钻具由缸套和在缸套中上下运动的活塞等组成。

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