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简介

芜湖水井钻机*，目前，多功能全液压履带式水井钻机，将能满足于地源热泵孔、水井、监测井及其他勘探井孔，也可满足工程基础加固、沙砾松散地层跟管钻进、基岩穿凿等多种工艺要求，确保工程的顺利进行履带式液压潜孔钻机是我们为了凿孔成本zui低化开发设计的，是实现了“更省”凿孔成本的高性能标准型钻机。履带式液压潜孔钻机广泛用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的孔钻凿及水下钻孔炸礁工程中。履带行走，钻具回转推进，钻架提升补偿，钻机调平都采用液压驱动。以空气压输出的压缩空气为动力，冲击凿岩和冲洗炮孔。配用湿式除尘器，高压设计的气路系统。  化的采购，功率匹配与负载适应系统的应用，实现了动力系统从动力---泵---负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机性能和可靠性。履带式液压潜孔钻机是我们为了凿孔成本zui低化开发设计的，是实现了“更省”凿孔成本的高性能标准型钻机。

芜湖水井钻机*，履带式液压潜孔钻机广泛用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的孔钻凿及水下钻孔炸礁工程中。 

，履带行走，钻具回转推进，钻架提升补偿，钻机调平都采用液压驱动。以空气压输出的压缩空气为动力，冲击凿岩和冲洗炮孔。配用湿式除尘器，高压设计的气路系统。  化的采购，功率匹配与负载适应系统的应用，实现了动力系统从动力---泵---负载全局功率匹配，有效降低了整机能耗，确保了整机性能和可靠性。 

1、行走和重力轴装置  采用进口液压行走马达，行走强劲有力。提供双速行走方案。特别价值重力轴装置，外盘与支撑物面之间的滑动摩擦力大于内盘与外盘的滚动摩擦力，且外盘与支撑物面之间的滑动摩擦力与牵引力方向同向，而与车轮运动的阻力相反，故能节省行走阻力。特别加宽的履带板有效增强了钻机在泥泞路况的通行能力。 

2、推进  采用强力链条装置，液压马达连接涡轮，蜗杆变速箱，可提供1500KG的提升力。 

3、高性能动力头装置  液压回转马达，提供了强劲动力，回转扭距超过4500N/m。一级行星减速箱安装加强减震器,可减低钻孔的冲击反作用力传送至回转马达，减低零件损耗。重型结构滑架加置锰钢滑轨边条与多组式滚轮设计滑板相配合，并可承受大扭矩，抵抗变形可*延长滑板和滑架使用寿命，有效保证钻孔各种角度。 

4、负载装置（钻臂架部分）  全新结构的机械臂结构，坚固耐用。通过5个连接机构和液压油缸，扩大了钻孔方向和作业范围。 

5、除尘和油箱  钻机出厂标配湿式除尘，也可选用干式。油箱容积125升，保证一个工作日的供油量。 

6、控制盘  操作手柄集中控制，操作简单，操作手可站在主机侧面进行钻孔作业，提高了作业安全系数。 

7、空气滤清器  采用一级干式，二级油式双重过滤装置，减少发动机维修机率。

8、空冷式液压油散热器  采用油水复合散热器，在酷热地带也可以实现安全作业，此外油量传感自动控制，也可防止寒冷天气油量过低。 

9、环保型涡轮增压水冷发动机（立式直列水冷四缸）  发动机排放符合欧二排放标准，配备涡轮增压水冷发动机，节省油料，经济性优异。

该钻机具备以下优点： 

1、钻机采用复合钻塔，用两支高强度油缸作支撑，一组液压阀控制钻塔起、伏，操作极为方便快捷，省时又省力，zui大限度的为用户创造效益。 

2、底盘采用橡胶履带、其优点是重量较轻、寿命周期费用较低、能降低车辆行走机构的噪音、减小车体震动、可大幅度降低油耗，可在城市道路行走不伤路面。 

3、底盘自带四条高强度螺纹支腿（或液压高支腿）安装调整快捷方便、可用于装卸车介绍吊装成本提高效率，工作时支撑可靠稳定牢固。 

4、采用电启动柴油机，*地降低了操作者的劳动强度，特别是寒冷季节，柴油机启动困难时，更显现了*地优越性。

5、本机配套久经实际考验的BW-160独立泥浆泵作为配套,泵流量、压力大,维修保养方便，零配件全国各地方便购买。 

6、采用液压高支腿油缸、可实现自行装卸车方便运输，减少成本提高效率随着非开挖施工技术的日益成熟，作为非开挖施工主要设备的水平定向钻机也得到了突飞猛进的发展。液压系统以它体积小、重量轻、结构紧凑、动力便于传递、力量大等特点，在水平定向钻机中得到了广泛的应用。钻机液压系统的液压元件以及各回路的性能对钻机的整体性能起着决定性的作用。

2  钻机液压系统  在大吨位的钻机中，采用液压系统驱动显示出了巨大的优越性，它使产品的结构变得简单，体积大大缩小。全液压水平定向钻机的液压系统包括：动力头回转液压系统、动力头推进或回拖液压系统、夹持卸扣器液压系统、履带行走液压系统、钻臂升降液压系统、钻机支腿液压系统、驾驶室平移液压系统、吊车液压系统、泥浆泵马达液压系统。在设计液压系统时，以满足性能和使用要求而又没有多余元件为。

液压系统噪声的控制技术

噪声是公害，它不仅使人感到烦躁，也使大脑产生疲劳，降低工作效率，还会因未及时听清报警信号而造成工伤事故。液压系统产生的噪声对系统本身的工作性能影响较大，它往往与振动同时发生，会造成较严重的压力振摆，致使系统无法正常工作，降低零件的使用寿命。液压系统产生噪声的因素较多，如冲击噪声、压力脉动噪声、气穴噪声、元件噪声等。在液压系统噪声中，70%左右是由液压泵引起的。液压泵输出功率越大，转速越高或泵内的空气量吸入越多，噪声就越大；液压换向冲击产生的噪声也往往会引起管路振动及油箱的共鸣。

采取如下措施可降低液压系统的噪声：

1）设计中选用低噪声泵及元件，降低泵的转速。

2）采用上置式油箱、改善泵吸油阻力，排除系统空气，设置泄压回路，延长阀的换向时间，使换向阀芯带缓冲锥度或切槽，采用滤波器，加大管径，设置蓄能器等。

3）采用立式电动机将液压泵侵入油液中，泵进出口采用橡胶软管，泵组下设置减振器，管路中使用管夹，采用隔声、吸声等措施控制噪声的传播。

油泵齿轮螺母扭紧力矩为100~110牛喷油器的安装： 

1） 将喷油器用力压入缸盖

2） 用喷油器压块调整喷油器至适当的位置（高压油进口对 正高压连接管）； 

3） 预装高压连接管，连接管螺栓扭紧力矩15~20牛；

4） 压紧喷油器，力矩40~45牛；

5） 上紧高压连接管，力矩50~55牛。  喷油器压板扭紧力矩必须严格按照要求，否则会导致喷油器工作异常。拆装喷油器时，应注意其前端垫片不能丢失或错装，否则会影响柴油机的性能燃油滤清器：  该发动机对燃油清洁度要求很高，固采用两级高效的燃油滤清器，即燃油预滤器和燃油精滤器。更换周期为运行10000~12000公里或累计运行200~250小时覆盖面广，配件货源充足，维修保养方便

曲轴、凸轮轴位置传感器： 

曲轴传感器用于计算曲轴位置、喷油时刻和喷油量计算、转速计算。  凸轮轴传感器用于判缸和曲轴传感器失效时的顶替作用。安装时保证0.5~1.5mm的空气间隙。   增压压力及温度传感器：  用于测量进气温度、修正喷油量和喷油正时、过热保护、监

测进气压力、一起计算进气量。  该传感器有4个输出端子，分别为温度、压力信号、5V电源、地线。工作温度-40~130摄氏度。工作压力50~400kpa。  

水温传感器： 

用于测量冷却水温度、冷启动、目标怠速计算、修正喷油提前角、过热保护。工作电压4.5~5.5V。  

轨压传感器： 

用于测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定。可允许zui高压力为1800bar（1bar=100kpa）。  

油门踏板位置传感器： 

用于将驾驶员的意图传递给控制器ECU，采用的是成比例的双信号输出。控制器监测两个信号不*的话会使发动机呈现高怠速。  

燃油计量阀： 

用于控制高压油泵进油量，保持共轨压力满足指令需求，通过控制进油量来控制轨压。正常情况下线圈阻值为2.6~3.15欧姆，zui大工作电流1.8A。 

减速器是由双层行星齿轮组成，其结构是油压马达的安装法兰兼作为减速器上部外壳。 各齿轮的齿数见下表1，整个减速比为20.04。也就是说油压马达转速为1/20.04传送到输出轴。输入轴与输出轴的旋转方向相同

．粘土晶格取代 

粘土矿物晶体片中硅氧四面体和（或）铝氧八面体片中的硅原子和（或）铝原子被同号低价离子所取代，而晶体结构保持不变的现象。

2．钻井液碱度  滴定1mL样品（钻井液滤液）所需0.01mol/L（标准）H2SO4（硫酸）的毫升数。钻井液碱度又可分为*碱度和甲基橙碱度。

3．压差卡钻  又称为泥饼粘附卡钻，是指钻具在钻井液与地层压力差的作用下，被挤入泥饼而不能活动的现象。

4．聚结稳定性   分散相粒子（粘土颗粒）是否自动聚结变大的性质（现象）。

5．井喷  地层流体失去控制，喷出井口或进入其他地层的现象。

6． 粘土水化作用  粘土颗粒（晶体片）由于表面水化力、渗透水化力和毛细管作用（各种原因）吸水膨胀（体积变大）的现象。

7．井漏  在钻井、固井、测试等各种井下作业中，各种工作液（包括钻井液、水泥浆、完井液及其它流体等）在压差作用下漏入地层的现象。

8．滤失  在压差作用下钻井液向地层中渗透的现象。

9．剪切速率  垂直于流速方向上单位距离流速的增量。 

10．钻井液剪切稀释特性  钻井液静止变稠、流动变稀，且随剪切速率增大粘度变小的特性

11．流变模式 描述钻井液（流体）剪切应力与剪切速率之间关系的数学表达式，称为钻井液（流体）的流变方程，即流变模式。 

12．动力稳定性  在重力作用下分散相粒子（粘土颗粒）是否容易下沉的性质。

13．钻井液滤失造壁性 在滤失过程中，随着钻井液中的自由水进入岩层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼，就是钻井液的滤失造壁性。

发电机转子接地、短路故障查找及处理

发电机转子绕组接地故障

（1） 接地故障的分类

转子绕组的接地故障，按其接地的稳定性，可分为稳定和不稳定接地；按其接地的电阻值，可分为低阻接地（金属性接地）和高阻接地（非金属性接地）。

（2） 接地故障的查找与处理

当发电机转子励磁回路发生一点稳定接地时，应首先测量正、负滑环的电位，判断接地点位置。当测量两个滑环对轴（地）的电位为异性时，接地点位于两滑环之间的绕组内。当两滑环对地的电位为同极性时，接地点位于两滑环以外的励磁回路。当接地点在绕组内时，可用以下方法进行判断处理。

1） 针对由于转子引线受潮引起的接地故障，采用中心孔用真空泵抽真空的方法进行处理，处理过程十分简单、有效且效果良好。

处理方法如下：当停备机组发生接地故障时，其原因多为转子引线受潮。此时，首先对转子滑环及与滑环连接的导电螺钉进行清扫，将在机组运行中堆积杂碳粉及油污，并在清扫时对转子绝缘电阻进行多次测量，观察转子的绝缘电阻有无变化，排除因滑环及滑环引线螺钉脏污引起的接地情况。如无明显变化，则将励磁机组由发电机轴系中拆除（如自并励机组，将发电机励端小轴拆掉），打开发电机转子励端轴头上的中心孔密封法兰。安装发电机转子中心孔进行气密试验的法兰盘，原通气管道连接抽气管到真空泵上，管道上接真空表。真空泵，将转子中心孔中的气体缓慢抽出，观察真空表上的真空度。当真空表压力降到 400Pa左右时，停止真空泵并维持压力1--2分钟。卸压门，将发电机中心孔内的气压恢复到常压，测量转子的绝缘电阻有无变化。如绝缘电阻有所上升，则说明抽真空的方法是有效的，继续进行抽真空的处理工作，一般进行5次左右，绝缘电阻即可恢复到合格范围内。如抽真空的方法无明显效果，则有可能是转子绕组内部有接地故障，应使用其它方法进行处理。

2）针对不稳定接地的故障，可用电容冲击法进行处理。

此种处理方法在转子绕组内有异物接地时，用冲击电压产生的电动力可以将异物击开消除接地点，并且有较高的成功几率。即使转子绕组不是由于异物引起的接地情况，也可以将转子绕组在护环部位的故障点，用眼看、耳听的方法观察到，而不用再进行复杂的试验来进行判断，缩短了判断故障点的时间。当故障点在转子的直线部位时，可以在电容放电时用手触摸感觉电动力振动的方法进行判断，或将故障点击穿变成金属性接地，便于进行进一步的试验判断。

3）对金属性接地故障，可以用以下方法进行查找：

在使用直流电压降法进行测量时，要注意以下几点：

要用同内阻、同量程的电压表测量U、U1和U2。电压表的内阻不应小于105Ω（使用量程的总内阻）。

②要在滑环上直接测量电压并保证接触良好，减小测量误差。

b） 直流电阻比较法

直流电阻比较法与直流压降法的原理基本一样。用电桥分别测得总电阻与正、负滑环对

地电阻，其对地电阻与总电阻的比值，即为接地点的绕组长度与绕组的总长度之比。

c） 转子大轴通电流法

用测量接地点距滑环的距离来计算绕组的长度，确定接地点的位置误差较大。而用转子大轴通电流法查找接地点的轴向位置比较准确，其试验接线如图2-2所示。在转子本体两端转轴上用抱箍压紧，通入较大的直流电流（在我厂#1、2发电机查找故障点试验时，通入250A、400A电流分别进行试验）。此时，沿转子轴长度的电位分布，将是在接地点为零、距接地点距离越远电压越高。由于转子滑环与转子绕组与接地点电位相同，在测量时将检流计的一端接滑环，另一端接探针，将探针沿转子本体轴向移动，监视检流计的指示，当移动到检流计的指示值为零（或接近于零）时，该处即为绕组接地点所在的轴向位置

1 水井钻机的技术发展

建国以来，我国的水井钻探技术经历了五十多年的发展，在钻探工艺和钻探设备等方面有了长足的进步。

在钻探工艺方面，水井钻探工艺技术经历了无循环静液柱护壁钢丝绳冲击钻进、清水或普通泥浆正循环回转钻进、低固相对优质泥浆正循环钻进、泵吸反循环和气举反循环回转钻进、多工艺空气钻进以及多介质反循环钻进等发展阶段。碎岩方法经历了钢丝绳冲击钻进，钻粒，硬质合金回转钻进，牙轮钻头回转钻进到球齿钻头气动或液动冲击回转钻进等。目前，冲击钻进、回转取心钻进、回转全面钻进、冲击回转钻进等钻进方法都有应用。在卵砾石地层水井钻凿工程中，钢丝绳冲击钻进仍是一种有效的方法。而在水文地质普查孔，水文地质勘探孔钻探过程中多用回转取心钻进和冲击回转钻进方法。在探采结合孔水井钻探过程中多用回转全面钻进，冲击回转钻进方法。

在钻探设备方面，早期的水井钻机钻探设备多借用岩心钻探设备，由于钻进能力不能满足要求，一般采用小口径钻进取样和大口径分级扩孔成井等方法。水井钻探多采用钢丝绳冲进钻进，静水压护壁、捞捞砂筒排渣等工艺方法;目前使用的水文水井钻探设备多为设备。常用的钻机除了20世纪50年代～20世纪70年代研制的DPP-100型，SPJ-300型，SPJT-300型，SPS-400型SPS-600型和红星-400型外，多采用新型车装SPC系列钻机，散装TSJ系列钻机。20世纪80年代～20世纪90年代研制的SDY-600型，FD-300型全液压动力头车装钻机对提高我国的水文水井勘探技术水平及钻探新工艺的推广应用起到了*的推动作用。

2 水井钻机的工作原理及运用性能比较

在国内，现有水井钻机主要分回转式水井转机、冲击式水井钻机和复合式水井转机三大类。各类型的水井钻机工作原理及运用性能情况

2.1 回转式水井钻机

1）锅锥。利用其锅锥形钻机钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称大锅锥和小锅锥，可由人力或动力驱动。切下的土屑落到锅内，提升到地面卸出。其结构简单，功效低，适宜于一般土层或砂卵石土层。钻井深度小锅锥为80 m～100 m，大锅锥为30 m～40 m。

2）循环泥浆洗井转盘式水井钻机。由钻机塔架、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钻机转盘，由主动钻杆带动钻机钻头旋转破碎岩层。有正、反两种循环方式。正循环钻机工作时，井底岩屑通过钻机钻杆外的环形通道被带出井口，在沉淀池沉淀后，泥浆流回泥浆池供循环使用。反循环钻机工作时，泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底，携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井，回沉到沉淀池。钻机在钻杆内形成很高的上升流速，排出岩屑和卵石的能力较强，钻井速度快，适用于土层、砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层，钻井深度一般在150 m以内。

3）压气洗井转盘式水井钻机。在转盘回转式水井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，适用于井深较大和缺水的干旱地区及寒带冻土层。

4）液压动力头式水井钻机。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水井钻机上的转盘和水，驱动钻机钻杆和钻头旋转切削岩层，可钻凿大口径水井。

5）潜孔振动回转式水井钻机。以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层。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以破碎岩层。采用压缩空气反循环方式洗井，使岩屑通过导管和钻杆内腔排出井外，钻井深度可达150 m。

2.2 冲击式水井钻机

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，没有循环洗井系统，岩屑的清除与钻机不能同时进行，因而功效较低。钻井深度一般在250 m以内，有时可达500 m～600 m。主要有以下两种。

1）冲抓锥。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，当钻具在自身重量作用下向下运动时，抓瓣张开，切入岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升钻具，抓瓣在闭合过程中将岩屑抓入锥体内，提出井口卸出岩屑。钻井深度通常为40 m～50 m，zui深达100 m～150 m。

2）钢丝绳冲击式钻机。由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具、电动机等组成。作业时，电动机通过传动装置驱动冲击机构，带动钢丝绳使钻具作上下往复运动，在向下运动时靠钻头本身的重量切入并破碎岩层，向上运动靠钢丝绳牵引。钻头冲程为0.5 m～1 m，冲击频率30次/分～60次/分。岩屑由抽砂筒清出地面，钻进与清除岩屑同时进行。

2.3 复合式钻机

一种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强。另一种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。潜孔锤钻具由缸套和活塞等组成。由空气压缩机提供高压空气推动活塞上下往复运动，冲击钻头以增强钻头钻进岩层的能力。与此同时，钻具以35转/分～60转/分的较低转速作回转运动。由活塞上、下空腔排出的空气进入钻头，并将孔底岩屑带出井口。风动潜孔锤钻机可用于硬岩层深井的钻进，钻进速度高，钻出的井孔较直。

3 水井钻机现场运用建议

1）走机时要根据路况场地等保持重心平衡，施工场地禁止随意钻孔，回填坑池要做好标志，窄道或危险路段需落桅收缩履带行走，倾斜路段需调节钻机桅杆起落角度、左右倾斜，上车回转调节钻机重心；当便道或施工场地积水时，可以用钻杆钻头引导走机。

2）维修时需冷却后再动手，以免因高温造员烫伤，钻机液压系统需要泄压后维修，避免内蓄高压而造成危险。当拆卸钻机主卷制动系统时，严禁主卷带载维修；拆卸右捻非防旋转钢丝绳与提引器连接时，要注意机械的旋转伤害。

3）设备维护保养重点要注意检查水气管路，钻机各配件的螺栓、螺帽是否牢固，随时检查风力马达的润滑油状况，检查钻机钻杆接头和减速器用黄油润滑；钻机在短时间内停止工作时，要给予少量的压气，以免泥沙侵入钻机冲击器的内部。

4）施工时当工作面浸入水中，开孔要用大直径的钎头，插入钻杆，使钻杆露出水面1 m～2 m，防止泥浆和岩渣掉入孔内；钻机在钻凿作业时不允午反转以免钻杆掉入孔内；工作时应注意冲击器的声音和减速箱运转情况，发现不正常的声音和现象应立即停机，并及时进行检查；加新钻杆时，要注意钻孔内保持清洁，以避免泥沙混入钻机冲击器内部，损坏钻机零件。