2020版全液压动力头岩心钻机性能保障
钻探技能培训十次课cs全液压钻机介绍
CS1000P6L 钻机－柴油机
选用康明斯发动机的优点： 功率强大，可达到131千瓦 涡轮增压不受高原地区使用的限制，可靠性好 售后服务好，备品配件供应充足，维修保养方便。
CS1000P6L 钻机－液压系统
液压系统模件 液压泵是液压系统的动力源。液压
CS1000P6L 钻机－动力头
CS1000P6L动力头的行程为3.5米，3 米长的钻杆可以一次钻入，效率高
立轴式钻机的动力头行程一般仅为0.5米， 钻入一根3米长的钻杆需要多次倒杆，效 率低下
CS1000P6L 钻机－卷杨
主卷扬机及绳索卷扬机组件 卷扬机组 采用安全可靠的BRADEN(巴纳顿)公司产品，
全液压顶驱式动力头 岩芯钻机简介
LOREM IPSUM DOLOR
岩芯钻探的历史和发展
19世纪下半叶，金刚石取芯钻进的方法首先在欧洲发明。到今天为止，金刚石岩心钻 探已有140多年的历史。
随着工业革命的出现，钻探工程技术也出现了技术革命。从人工手持冲击钻进到回转 钻进、从钢粒钻进到硬质合金，从硬质合金钻进（TCD）到金刚石钻进、从提钻取心 钻进到绳索取心钻进（WL）。
全液压钻机的动力传动
发动机动力
液压泵
高压油
液压马达
动力头回转马达 卷扬机马达 泥浆泵马达 泥浆搅拌器马达
液压缸
动力头推进油缸 钻塔升起推进油缸 支腿油缸 夹持器油缸
其他液压元件
CS1000P6L 钻机－柴油机
动力站模件
柴油机是钻机的动力源。动力站标配 CUMMINS (康明斯)柴油发动机，
CS1000钻机利用液压动力升降钻塔（桅杆），省时、省力、易于搬运
全液压岩心钻机给进机构及其控制分析
１ ２
何磊等：全 液压岩心钴机给还机构 及其控制 分析
第 １卷 第 ３ ２ 期
半 的行程 ，有效 减小 给进机 构 的整体 尺寸 ；而要实
现 相同提 升 （ 压 ）力 ，油缸 则 要 增 大 一 倍 的力 加 量 。这种机 构 中动力头 的位移 和速度 相应为 液压油
缸活 塞的位 移和速 度 的两倍 ，故被称 为倍 速机 构 。
绝 大多数 都采 用 的是液 压 油缸给进 的形 式 ，下 面介
般条 件下 ，钻 机给 进 系统 应 满足下 列 要求 ：
（ ）可无 级 调节钻 压 ，获取 稳 定 的孔 底钻 压 ； １ （ ）可 以无 级地均 匀调 节 给进 速度 ； ２
绍 其 中两种结 构 。
２ １ 油 缸 直 推 给 进 系统 结 构 ．
重 钻压 表来 显示钻 具重 量 和钻压 ，操 作 方便 、成 本 低廉 。但 在 钻进过 程 中 ，由于进 尺速 度很 慢 ，只有
很 少一部 分 流量提 供 给液压 油缸 ，绝 大 多数流 量都
在 高压状 态 下 通 过 溢 流 阀 流 回油 箱 ，造 成 功 率 损
该 系统 能根据 负载 变化 自动 的调 节给 进流量 ，维 持 钻压 稳定 ，满 足 给进机 构持 续稳定 的性 能要 求 ，避
免 了溢流 损失 ，提 高 了系统 的效 率 。
３ ２ 钻 压 的控 制 方 法 ．
失 、系统 发热 、系统效 率 降低 ，减小 液压 元件 的使
进油 缸 ６ 油 ，溢 流 阀 ７调节 油缸压力 并起 溢流作 供 用 。手 动换 向 阀 ２ 左位 时 ，油缸小腔 进油 ，给进 在
处 于加 压工 况 ，若 换 向阀 ２换 向至 右 位 ，油 缸 大
全液压动力头岩心钻机性能保障
编订：__________________审核：__________________单位：__________________全液压动力头岩心钻机性能保障Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-7573-13 全液压动力头岩心钻机性能保障使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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全液压动力头岩心钻机，是地质勘探工程钻孔施工最理想的施工设备，其优点为：传动效率高、工作噪音小、集成化程度高、机械故障率低、使用维护方便，大大改善了钻探工人的劳动条件，可有效提高生产效率和钻孔质量。
与立轴式钻机相比，液压动力头岩心钻机给进行程更长，一般为3.5米，深孔钻机可达5米；整体性强，将动力机、钻塔、钻机集于一身，无需建钻塔，便于倾斜孔钻进。
搬迁时可明显节约时间；钻进适应性好，动力头钻机真正实现了无级调速，且钻进时钻压恒定，无需人为调整。
随着经济与科技的发展，液压动力头岩心钻机已经在国内外得到广泛应用。
液压钻机在寿命周期内工作可靠性，技术性能稳定性，这是液压动力头钻机最主要的综合质量指标。
这其中包括系统的可靠性设计，制造；元、器、辅、附件的可靠性；以及钻机的使用维护三方面。
系统可靠性设计、制造1.1.满足功能要求。
钻机设计首要的是最大限度的满足钻探需求。
液压动力头岩心钻与机械立轴式钻机相比是全新的设计理念。
液压动力头回转机构、液压缸长行程钻进系统、液压主卷扬机和取芯卷扬机组成的提升系统工作平衡减少孔内事故。
钻机性能1
钻机性能HYDX-5A型全液压岩心钻机概述采用绳索取芯金刚石钻探技术的全液压动力头式岩心钻机已成为发达国家用于固体矿床勘探的主导机型，也成为当前我国钻探技术与装备发展的主导趋势。
在这种趋势下，连云港黄海机械股份有限公司根据中国的国情，成功开发出HYDX-5A岩心钻机，该钻机可替代进口，适用于地质、冶金、煤炭、石油、天然气、地下水等行业。
主要技术特点主要液压泵、阀和马达均选用国际著名品牌进口件。
底盘分轮胎牵引式（带有转向装置）或钢履带自行行走式（可选择订购），配有液压支腿装置，桅杆用油缸起落，可折叠运输存放，有触地功能，液压系统采用负载敏感控制，配有高位工作台和孔口工作台装置。
动力头给进采用油缸链条倍速机构，长给进行程，动力头回转采用单马达驱动，配有变速箱和液压无级变速，有上扶正和下导向装置，孔口配有液压夹持器。
整体结构：分履带自行式、轮胎式、平台式HYDX-5A型全液压岩心钻机主要技术参数YDX-3L型履带式全液压地表取芯钻机技术参数YDX-3L型全液压履带式地表取芯钻机专门为固体矿藏地表取芯作业而设计，适用于金刚石绳索取心等多种钻探工艺。
主机包括履带式底盘、柴油机、液压系统、操控系统、钻塔、主卷扬、副卷扬、动力头、动力头给进系统以及井口夹持器。
YDX-3L型履带式全液压地表取芯钻机的所有功能均为液压驱动，操控精准便捷,履带行走系统极大地方便了野外搬迁工作。
YDX-3L钻机的主要特点为:1. 参考国际顶尖级岩心钻机的设计理念，针对中国钻探行业具体情况设计，功能实用全面。
2. 可变速履带行走系统极大地方便了设备移动；3. 钻机配备4档手动变速箱和液压马达，转速在0－1200之间可无级调速，速度范围宽、扭矩大，有利于以金刚石钻进为主体的多种钻探工艺对转速的选择；4. 钻机设计回转器通孔直径117毫米，变换卡瓦可用于国内或国外标准不同孔径的钻探施工。
5. 钻机给进行程3.5米，减少了辅助工作时间，有利于提高钻探效率，减少孔内事故。
浅谈两种宝长年公司金刚石岩心钻机的提升与改进
浅谈两种宝长年公司金刚石岩心钻机的提升与改进朱江龙 符党替 潘 飞（中国地质装备总公司 北京 １０００８５）摘 要： 金刚石岩心钻探技术在我国各系统勘查单位正处在大面积推广时期，进口全液压岩心设备的大批为缓解矿产资源与经济社会发展需要之间的矛盾，我国政府近年来不断加大矿产资源普查和勘探的投资力度，计划内钻探任务和商业性钻探任务量剧增，同时需要一批“装备精良”的地质钻探设备来保证资源勘探任务的不断推进。
采用绳索取心金刚石钻探技术的全液压动力头式岩心钻机已成为发达国家用于固体矿床勘探的主导机型，也成为当前我国钻探技术与装备发展的主导趋势。
在这种形势之下，许多单位引进了美国宝长年（ＢｏａｒｔＬｏｎｇｙｅａｒ）、瑞典阿特拉斯・柯普科（Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ）等公司的一系列全液压岩心钻机。
我们在工程实践中对美国宝长年的ＬＦ－７０ 和ＬＦ－９０ 两种机型进行了对比分析，并加以总结，希望能给相关单位提供一些参考意见。
１ 两种机型的技术特点该两种钻机都采用如下结构：液压动力头式回转机构、长行程给进系统、液压绞车组成的提升装置、大范围钻孔角度调整的桅杆机构。
１．１ ＬＦ－７０基本型岩心钻机技术特点（１）模块化设计，七大模块的快速安装，使得安装时间缩短到一个小时之内，大大减少了运移搬迁的辅助工作时间；（２） 机体轻便，机重＜３ｔ，适用于飞机运载；（３）油缸立塔，桅杆可实现３０～９０°斜孔施工；（４）动力头、主副卷扬、泥浆泵、搅拌器、夹持器、给进油缸、立塔油缸都使用液压控制，操作简便，维修方便；（５）适用ＨＱ（Φ８８．９ｍｍ）链轮驱动动力头；（６）主卷扬提供５４５０ｋｇ的单绳提升力；（７）铝制油箱能够更好的冷却液压油。
图１ ＬＦ７０－ＨＱ施工现场图２ ＬＦ９０－ＰＱ施工现场１．２ ＬＦ－９０金刚石岩心钻机的发展变化（１）氮气弹簧夹紧、液压张开卡盘；（２）适用ＰＱ（Φ１１４．３ｍｍ）齿轮传动的动力头；（３）可选配长行程３５３０ｍｍ的给进行程；（４）选用大动力（１４９ｋＷ）的发动机；（５）主卷扬提供更大的单绳提升力，给进系统提供更大的提升、给进力；（６）使用三联液压泵－无带传动；（７）更大容量的液压油箱有利于系统散热。
全液压动力头岩心钻机性能保障
全液压动力头岩心钻机性能保证全液压动力头岩心钻机，是地质勘探工程钻孔施工最理想的施工设备，其优点为：传动效率高、工作噪音小、集成化程度高、机械故障率低、使用维护方便，大大改善了钻探工人的劳作条件，可有效提升生产效率和钻孔质量。
与立轴式钻机相比，液压动力头岩心钻机给进行程更长，一般为3.5米，深孔钻机可达5米；整体性强，将动力机、钻塔、钻机集于一身，无需建钻塔，便于倾斜孔钻进。
搬迁时可显然节约时间；钻进适应性好，动力头钻机真正实现了无级调速，且钻进时钻压恒定，无需人为调整。
随着经济与科技的发展，液压动力头岩心钻机已经在国内外得到广泛应用。
液压钻机在寿命周期内工作可靠性，技术性能稳定性，这是液压动力头钻机最主要的综合质量指标。
这其中包括系统的可靠性制定，制造；元、器、辅、附件的可靠性；以及钻机的使用维护三方面。
系统可靠性制定、制造1.1.满足功能要求。
钻机制定首要的是最大限度的满足钻探需求。
液压动力头岩心钻与机械立轴式钻机相比是全新的制定理念。
液压动力头回转机构、液压缸长行程钻进系统、液压主卷扬机和取芯卷扬机组成的提升系统工作平衡减少孔内事故。
钻塔能做大范围的钻孔角度调整，易于实现斜孔钻进，对钻探工作适应能力强。
操作仪表化，设备运行和孔内状况可通过仪表反映出来，易实现自动控制，提升了安全保证。
这种产品也应是我国岩心钻机的主流机型。
1.2.液压系统。
液压系统制定如何，是直接关系到液压系统能否满足钻机功能要求和适应钻进需要；有较高的传动效率且工作中正常运行的首要环节。
一个拙劣的液压系统制定，是不可能获得正常运行效果的，更谈不上使用寿命了。
钻机的液压系统多采纳负载敏感液压回路。
负载敏感液压回路是液压传动与控制领域内的一项革新技术，广泛用于工程领域以及其他机械设备的液压系统中。
液压岩芯钻机的回转机构和升降机构中也采纳了负载敏感液压回路。
何谓负载敏感呢？简单的说，负载敏感系统是一种感受系统压力流量需求且仅提供所需求的流量和压力的液压回路。
地表岩心钻机动力头液压系统设计(液压系统经典设计实例)
组合机床动力滑台液压系统 4.2 动力头液பைடு நூலகம்系统方案拟定
4.2.3 动力图液压主回路方案拟定 液压系统的设计必须考虑到负载特性对液压回路的性能要求， 选择最佳的液压系统设计方案。 钻机动力头液压系统全回路可采用开式循环回路和闭式循环 回路，如图所示。
组合机床动力滑台液压系统 4.2 动力头液压系统方案拟定
组合机床动力滑台液压系统 4.1 地表岩心钻机动力头液压系统设计要求
升降机构实际上是 由主、副卷扬机两 个执行器组成，其 中主卷扬用于提放 成孔钻具，副卷扬 用于提放取心钻具， 主、副卷扬一般采 用了定制的液压绞 车成品部件。 在副塔上安装 有钻杆扶正器，可 在加接钻杆过程中 协助上部钻杆轴线 对准动力头回转中 心。钻杆扶正器的 执行元件是一个轻 型液压缸，该液压 缸驱动一套带有扶 正凸轮的连杆机构， 可实现钻杆导板的 升高和降落。
组合机床动力滑台液压系统 4.1 地表岩心钻机动力头液压系统设计要求
由于岩心钻机主轴转速高，安装在输入轴侧的液压马达通常选择高速小扭 矩马达。 输入端变速箱用于手动变速，能够可靠锁定在确定档位。 主变速箱用于驱动动力头主轴回转。
组合机床动力滑台液压系统 4.1 地表岩心钻机动力头液压系统设计要求
液压夹盘与动力头主轴刚性相连，在夹持钻杆的状态下，其内套可在动力 头主轴驱动下随同钻杆一同回转。夹盘通过动力头主轴上的推力调心滚子轴承 克服轴向载荷。 翻转机构由锁紧液压缸和翻转液压缸组成，用于完成下钻过程中的动力头 开合操作。
组合机床动力滑台液压系统 4.1 地表岩心钻机动力头液压系统设计要求
在动力头工作过程中，由高速液压马达驱动输入端变速箱，然后通过变速 箱输出轴驱动主变速箱，传递功率，带动主轴回转。动力头主轴与液压夹盘相 连接，夹盘夹持钻杆后可带动钻杆回转，实现加压回转钻进。在工作过程中， 动力头在驱动钻杆钻头回转的同时需要承受钻进、回拖过程中的反力。
关于我国地质岩心钻机发展方向的分析
关于我国地质岩心钻机发展方向的分析张伟（中国地质调查局，北京100037）摘要：文章对立轴式钻机和全液压动力头钻机进行了全面的对比分析，重点对两种钻机进行了技术经济对比。
结果表明，动力头钻机不仅在搬迁和运移性方面要优于立轴式钻机，而且在钻进施工的技术经济指标方面也要优于立轴式钻机。
钻孔深度加大后，动力头钻机在钻进施工效率方面的对比优势会逐渐减弱，应该考虑采取加大钻杆立根长度，从而加大起下钻速度的措施。
关键词：岩心钻机；技术经济学；对比Analysis on the Development Trend of Geological CoreDrill in ChinaZHANG Wei（China Geological Survey，Beijing 100037）Abstract:A comprehensive analysis on and comparison between spindle core drill and hydraulic top-drive core drill is made in this article. Special concern is focused on the technical economics in the drilling operation of the two types of the core drills. The result shows that hydraulic top-drive core drill is superior over spindle core drill not only in its light weight and portability, but also in its excellent drilling performance. With the increase of borehole depth, the comparative advantage of hydraulic top-drive core drill decreases. In this case, the length of drill rod stand should be increased to improve efficiency of round-trip operation.Key words: geological core drill; technical economics; comparison1 引言目前以及在可以预见的将来，在地质钻探施工中得到应用的岩心钻机主要有两种，一种是立轴式岩心钻机，另一种是全液压动力头岩心钻机。
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2020版全液压动力头岩心钻机
性能保障
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
2020版全液压动力头岩心钻机性能保障
全液压动力头岩心钻机，是地质勘探工程钻孔施工最理想的施工设备，其优点为：传动效率高、工作噪音小、集成化程度高、机械故障率低、使用维护方便，大大改善了钻探工人的劳动条件，可有效提高生产效率和钻孔质量。
与立轴式钻机相比，液压动力头岩心钻机给进行程更长，一般为3.5米，深孔钻机可达5米；整体性强，将动力机、钻塔、钻机集于一身，无需建钻塔，便于倾斜孔钻进。
搬迁时可明显节约时间；钻进适应性好，动力头钻机真正实现了无级调速，且钻进时钻压恒定，无需人为调整。
随着经济与科技的发展，液压动力头岩心钻机已经在国内外得到广泛应用。
液压钻机在寿命周期内工作可靠性，技术性能稳定性，这是液压动力头钻机最主要的综合质量指标。
这其中包括系统的可靠性设计，制造；元、器、辅、附件的可靠性；以及钻机的使用维护三方面。
系统可靠性设计、制造
1.1.满足功能要求。
钻机设计首要的是最大限度的满足钻探需求。
液压动力头岩心钻与机械立轴式钻机相比是全新的设计理念。
液压动力头回转机构、液压缸长行程钻进系统、液压主卷扬机和取芯卷扬机组成的提升系统工作平衡减少孔内事故。
钻塔能做大范围的钻孔角度调整，易于实现斜孔钻进，对钻探工作适应能力强。
操作仪表化，设备运行和孔内情况可通过仪表反映出来，易实现自动控制，提高了安全保障。
这种产品也应是我国岩心钻机的主流机型。
1.2.液压系统。
液压系统设计如何，是直接关系到液压系统能否满足钻机功能要求和适应钻进需要；有较高的传动效率且工作中正常运行的首要环节。
一个拙劣的液压系统设计，是不可能获得正常运行效果的，更谈不上使用寿命了。
钻机的液压系统多采用负载敏感液压回路。
负载敏感液压回路是液压传动与控制领域内的一项革新技术，广泛用于工程领域以及其他机械设备的液压系统中。
液压岩芯钻机的回转机构和升降机构中也采用了负载敏感液压回路。
何谓负载敏感呢？简单的说，负载敏感系统是一种感受系统压力—
流量需求且仅提供所需求的流量和压力的液压回路。
负载敏感液压回路对钻探工况适应性强，真正实现了无级调速。
没有溢流损失，热损耗小，传动效率高，节约能源。
1.3.产品模块设计。
产品模块设计（或称积木式组合设计）是当代工程机械设计的显著特征。
模块设计表现在钻机的通用性部件或元件，均采用全球性能可靠，质地优良的市场定型产品，专用的部件均以采用标准模块型设计、加工。
可以根据工程和客户需要进行互换和组合，这样即可缩短新产品的设计、研制周期，减少研制费用，又有利于确保产品质量充分，最大化利用社会各工业部门的优质技术产品优势，保证产品制造质量的可靠性。
液压动力头岩心钻机由六个模块组成，柴油机、液压系统及操作台、动力头、钻塔及给进液压缸、主卷扬机及取心卷扬机、钻机底盘。
这种模块化设计，便于产品系列化和变形设计。
1.4.元、器、辅、附件的可靠性
液压钻机的动力源、控制部分和执行部分均由液压件完成，所以液压件是钻机的核心部分。
其中某一件质量出现问题，关系到液
压系统工作的可靠性和运行的稳定性，甚至整台钻机无法运行，使钻探工作延后工期，带来经济损失。
液压件属精密机械。
如优良的轴向柱塞泵可长期在32Mpa高压，6000r/min的高速和连续在80℃高温下工作。
并要有很高的容积效率和总效率。
这就要求泵的运转零件除具有足够的强度、刚度外，还要有很高的尺寸精度和形位精度。
一个压力阀心外径圆柱度公差为0.0005mm，棱边倒角最大R0.005mm，并要求保留尖边。
实践证明阀心工作棱边的显微毛刺小至0.001mm也会影响伺服阀的性能，甚至阀心卡死，伺服阀失去工作能力。
所以液压元件不是任何一个机械厂都能制造的。
购进的元、器、辅、附件必须是诚信度高的液压专业厂，一般而论，名牌厂的产品质量佳，可信度差的工厂生产和产品会给整台设备带来麻烦。
现在选用液压件的渠道很多，可选用进口件，国外独资企业、中外合资企业和国产件。
要保证钻机工作的安全可靠性。
多投资也要购买世界名牌产品。
液压件质量优秀就能保证在限定工况下，工作寿命期内产品性能的安全、可靠性。
以及某些零件在高压下的强
度和密封件的密封性能。
1.5.钻机的使用维护
钻机正确使用与精心保养，可以防止机件过早磨损和遭受不应有的损坏，从而减少故障发生，可使设备经常处于良好的工作状态，发挥应有的功能，并能有效地延长使用寿命。
液压钻机的操作者和现场设备管理工程师、设备机修工程师必须有一定水平的液压传动知识和熟悉液压钻机工作原理、结构、性能。
这些知识，一是靠平时的学习和工作实践的积累；另一方面要使用好一台新钻机要靠产品操作说明书。
操作说明书是钻机的一部分，它提供了关于钻机机组的性能、结构、操作、安全、维护、保养的知识。
是操作员的培训教材，是操作员必须熟读、掌握的基本知识和技能。
只有熟悉和掌握了钻机的基本知识，才能在安全的工作环境中把钻机操作在良好的状态下工作。
不遵守安全规范，不执行钻机的操作步骤和附加说明，不及时维护和维护保养时间表安排来进行维护，会造成设备损坏和人身伤害事故。
钻机长期在野外使用后，零件会磨损、疲劳、连接处会松动。
因此，定期检查、维护保养钻机可以使钻机保持在最佳工作状态并能延长其使用寿命。
液压系统的维护保养，钻机上使用的液压元件多为精密元件，而液压油作为传动介质应该保证其质量，液压油的清洁至关重要，赃物进入液压系统中是导致系统故障的最主要也是最常见因素。
所以要尽量保证钻机的清洁，切勿将液压系统的任何一个部分敞开或者暴露于外部。
液压油要根据规定参数定期更换以保证其质量。
钻机上的回油滤清器要定期更换，冷却系统要定期检查清理，防止液压油过热导致液压系统密封损坏。
全液压动力头岩心钻机作为高科技钻探设备，以其高效率、高性能、整体性强、操作性强等优点为国内外广泛应用，但是在我们国家对于机器的维护保养重视程度还不够，一台好的设备能否长期有效的发挥其高科技的优势，很大一部分取决于其在使用过程中的维护与保养。
在资源消耗不断增加的现代社会，寻找资源已经成为重中之重，地质勘探则尤其显出其重要性。
那么随着勘探任务的增
多，钻机的使用也会日趋常态化，那么随着经验的积累，钻机的性能会在设计生产中不断得以改进，于此同时，使用者随着技术的成熟以及认识的改变，也势必要对钻机的保养和维护更加认真负责的对待。
这样一来，钻机的性能便会得到很好的保障。
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