钻探设备课件

组件内外齿圈向右移动，升降机连接动力，组 件内外齿圈传递给齿轮轴。 5 、 回转器 该回转器为立轴式回转器，有回转装置、给进 装置、卡盘。 将分动箱水平输出的动力和运动传递给垂直布 置的立轴，再通过卡盘将动力传递给钻杆柱，给进 装置油缸是向钻具传递轴向作用力，实现加压、减 压、钻具称重、强力提拔钻具等. ①回转 大弧齿轮传递给立轴导管、立轴，主轴通过卡盘 将钻杆夹紧固定,故钻具与主轴做相同的运动。
4）离合器的间隙调整 当摩擦片磨损后，必须及时调整摩擦片之 间的间隙，先松开六角螺钉22，将调整螺母顺 时针旋转，摩擦片之间的间隙变小，离合器则 紧；逆时针旋转，摩擦片之间的间隙变大，离 合器则松。调整好后，应将六角螺钉拧紧，保 险片起定位作用，防止调整螺母自行松动。 2、变速箱 可产生四个正转速度和一个反挡速度。 1）变速箱的功用 变更回转器和卷扬机的转速及扭矩，并改 变回转器的方向。
钻探设备
地质出版社
第一章 绪论
1、钻探设备 是工程施工中应用的机械设备和装置。 有：钻机、泵、钻塔、动力机、空压机、砼机械 2、什么是钻探 在地壳内进行钻孔取样，以查明和勘探地质 构造及矿产资源为可靠的手段。 3、钻探在工程中的应用 滑坡、泥石流、连续墙、锚桩、塌陷、歪 斜、渗漏、充填、注浆、旋喷、地震的检测、 地下水和土壤污染的防止。
第三速： Z5Z9 i1,9=n1/n9= Z2Z9/Z1Z5=45 × 29/23 × 39 第四速： Ⅰ Ⅲ 轴 ： Z1Z3’ Z1=Z3’ i1,3’=n1/n3’= Z3’/Z1=1 反挡速：
Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 轴：Z1Z2 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 轴：Z1Z2
Z8Z7
Z6Z10
i1,10=n1/n10=
六 液压操纵系统 一）、液压操纵系统的功用 1 、 完成立轴下降，停留，上升，移动钻机，松 紧卡盘，拧卸钻杆 2 、 通过调整钻进压力可以满足加压钻进和减压 钻进,强力提拔。 3 、 通过流量的调节可以控制立轴下降的速度 4 、通过系统压力表可以反映系统的压力 5 、通过钻压表可以反映钻进压力，钻具重量加 减压值的大小。 二）组成 三）液压操纵系统工作原理及元件构造
2）钻机重量轻，可拆性好，便于搬 迁 3）结构简单，布局合理，手柄集中，操作灵活 可靠。 4）机架坚固，重心低，高速时稳定性好。 5）电动机驱动或柴油机驱动。 2、缺点 低挡密，高档少，不适应金刚石钻进。 二）主要技术性能 Ф42mm钻杆，1000M Ф50mm钻杆，700M 钻孔倾角 360度 外形尺寸 2640 ×1100 ×1750mm 钻机重量 15T
1 、油箱 2 、油泵 CB-33/80
5
工作压力80×10 MPa 排量 33Ｌ/min 齿轮泵 3 、液压操纵阀 由调压溢流阀，钻机移动控制阀，卡盘及 拧管机控制阀，立轴给进控制阀，回油压盖组 成。
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1）调压溢流阀的工作原理 使液压系统起到安全保护的作用。当手轮顺时 针旋转时，压缩弹簧，油压升高，反向旋转， 弹簧压力减小油压减小。松开手柄后，弹簧复 位，恢复到原调压值。 2）钻机移动控制阀的工作原理 三位六通控制阀 Ⅲ ①钻机后退 阀杆上移 1 位：P-A相接 B-ｏ相通流回油箱 ②钻机前进 阀杆下移 2位：P-B相接 A-ｏ相通流回油箱 中位：油泵—ｏ相通流回油箱
5）取样钻机 6）地震勘探钻机 7）石油钻机 8）地热钻机 9）砂矿钻机 10）坑道钻机 2、按钻进方法分类 1）冲击式钻机 2）回转式钻机 3）振动式钻机 4）复合式钻机
3、按结构特征分类 1）立轴式 2）转盘式 3）移动回转式 三、钻探设备的标准系列 三化：标准化、系列化、通用化 ----地质总局标准 标准序号 批准年份
3）液压卡盘及拧管机控制阀 三位六通阀 Ⅳ ①卡盘松开 ( 阀杆上移) １位：P A活塞下移，弹簧压缩，卡盘松开 B ｏ相通，压力油不流动拧管机不工作
五、钻探生产过程中的钻速分析
一）从开孔到终孔的全过程 钻进 起下钻具 完成特种工作和检修设备 拆卸、搬迁 从新开孔 二）衡量钻进过程的技术指标 1）机械钻速 2）回次钻速 3）经济钻速 4）循环钻速 1、机械钻速 um 单位时间内的钻进进尺数
um= h/ t1
（m/h）
回次纯钻进时间 回次进尺
要达到最高的机械钻速，必须选择正确的钻进 方法、钻头的类型和适应钻进系统的操作规程。 2、回次钻速和技术钻速 1）回次钻速 ur 回次时间 ur= h/(t1 + t2) 起下钻时间 2）技术钻速ut
2）分动箱的工作原理
①分动箱分动到回转器的工作原理 万向轴输入转速到输入轴１６，z１３与ｚ１２ 啮合、 ｚ１１与ｚ１９啮合，再ｚ１８与ｚ１９的内 齿圈啮合传递给回转器为低速挡 n1/n18=z12/z13×z19/z11×z18/z19〞 z18=z19〞 万向轴输入转速到输入轴16 ， z１３与ｚ１２ 啮合,ｚ１2与ｚ１8啮合传递给回转器为高速挡 n1/n18= z12/z13×z1８/z1２ z1２为惰轮 ②分动箱分动到升降机 组件内外齿圈向左移动升降机轴断开，切 断与升降机的动力.
DZ 3---97 1、XY----4
系列号为1000M 特征代号 液压 类别标志 岩心
系列型号 钻孔深度 （M）
1 2 3
100 300 600
4
1000
5
1500
6
2000
2型液压给进岩心钻机
2、 S
P
C-------300
主要参数 300M 第二结构特征 车装 第一结构特征 转盘 类别标志 水文水井
A 、液压卡盘的作用原理 进油： 松开钻具 活塞下行，卡圈下行压缩弹簧，在T型槽 的作用下，卡圈将三块卡瓦向外拉出。 泄油：夹紧钻具 碟黄推动卡圈上移（在弹簧的张力作用 下）、卡圈的斜槽推动压板和卡瓦向中心移动。 B 、下卡盘 在深孔钻进或强力提拔钻具时，使用手动 下卡盘。
6、 升降机 由卷筒、行星轮转动机构，水冷装置三部分组 成 1 )提升钻具 行星轮只能自转不能公转：刹住提升抱闸（提 升制动盘），松开制动抱闸，提升钻具. 2) 制动钻具 刹住制动抱闸，松开提升抱闸，制动钻具．即 卷筒和内齿圈同时被刹住不转，钻具停止升降。 此时，行星轮既自转又公转，带动行星支架公转。 3)自重下降 两个抱闸同时松开，在钻具的自重作用下， 拉动钢绳下降钻具。
3、万向轴 变速箱与分动箱之间的连接用万向轴。 万向轴的功用： 1）将变速箱输出的动力传至分动箱。 2）降低了变速箱与分动箱之间装配对中的精度。 3）方便拆卸变速箱与分动箱。 4）万向轴为传动轴，只传递扭矩。 4、分动箱 1）分动箱的功用： ① 将动力传分配给回转器和升降机。 ②对升降机有减速的作用。 ③对回转器来说又是一个2速变速箱，分动后 将得到8个正转和2个反转。
300M车装转盘式水文水井钻机
3、
G-----1 系列号 1型 工程地质勘查钻机
系列型号 钻孔深度（M） 1 30 2 50 3 120
4、 CFG 5、 HJ 35 6、 XB—300 7、 XU---600 8、 SPC---600R 9、 SPC---300H 10、泥浆泵 B W----3
n
ut= H/∑ (t1 + t2)I × 720
I=1
M/台月
3、经济钻速
全孔总进尺与开孔到终孔所用时间之比。 Uc=H/tc ×720 M/台月 tc:开孔到终孔或将钻孔移交生产的全部 时间的消耗
n
tc= ∑ (t1 + t2)I + t3
I=1
检测、成井、成桩等停顿
4、循环钻速 全孔总进尺与循环时间之比。 Ucir=H/ tcir ×720 M/台月
系列号
长螺旋钻机 夯实夯扩钻机 手把式岩心钻机 液压给进岩心钻机 R安装在罗曼车上 H安装在黄河车上
系列号 工作排量L/min
3型
特征标志 往复 类别标志 泥浆泵 TK探矿型（煤炭部立轴式） YL冶立型（冶金部立轴式）
1 2 3 4
100 160 250 400
四、钻探设备的发展
冲击式、回转式 1、50年代 仿前苏联XB---300、XB---500 瑞士XB---1000 2、60年代 自行设计制造 XU---600 3、70—80年代 成熟地生产工程地质、水文水井钻机 4、80年代末 设计制造了全液压动力头
n
tcir= ∑ (t1 + t2)I + t3 + t4
I=1
从原孔移到新孔的时间
第二章 立轴式岩心钻机 第一节 XY---4型钻机 该钻机是一种机械传动，液压给进立轴式钻机， 主要适用于金刚石或硬质合金钻进方法，进行固体 矿产勘探，也可用于工程地质勘察、浅层石油、天 然气、地下水、堤坝灌浆、坑道通风、排水等钻探。 一、 XY---4型钻机的特点和主要技术性能 一） XY---4型钻机的特点 1、优点 1）有较高的立轴转速，最高达1588r/min，有八 个正挡，两个反挡。
一、钻探设备的组成及功用
1、钻机 功能：1）深部钻进 2）起下钻具 2、泵 泥浆泵、砂石泵、注浆泵、砼泵 3、钻塔 升降钻具的构筑物。 1）A字型 2）桅杆 3）三腿 4）四腿
4、动力机 电动机、柴油机 5、空压机 通风、洗井、高压旋喷注奖 6、砼机械 搅拌机、输送车、振捣器 二、钻机的分类 1、按用途分类 1）岩心钻机 2）水文水井钻机 3）工程地质勘查钻机 4）工程施工钻机
1
二、机械传动系统及主要部件构造的工作原理 一）机械传动系统 电动机、变速箱、万向轴、分动箱、回转器、 升降机
二）各部件结构与工作原理 1、摩擦离合器
1）离合器的功用 在动力机运转时用于接通或切断动力，在 负荷超载时摩擦面打滑，限制扭矩，起到过载 保护作用。 2）离合器的结构特点 3）离合器的工作原理 将手柄向左扳动，转动拨叉，带动滑套、 连杆、压脚，推动压力盘向左移动压紧，4个 弹簧被压缩，使主动摩擦盘与从动摩擦盘、动 摩擦盘紧密地贴合在一起，靠摩擦力的作用传 递力矩，将操纵手柄向右扳动，由于4个弹簧 的作用，使主动摩擦盘与从动摩擦盘、动摩擦 盘间出现间隙，即三者分离，动力被切断。
②给进装置 回转器箱体两侧有两个给进油缸，用螺母 将活塞杆与横梁固定在一起，液压卡盘和活 塞、活塞杆固定在一起，在液压油的作用下， 活塞和活塞杆作上下运动时，横梁即可带动 立轴上下运动，以实现给进，倒杆和提升运 动，同时又不会影响主轴的回转运动，为了 增加立轴与卡盘回转的稳定性，横梁上对称 地固定有两杆导向杆，左导向杆上刻有cm为 单位的给进标尺，用以观察给进速度。 3 、液压卡盘和手动卡盘 功用：将回转运动、轴向运动、给进力 传给钻杆柱。
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4 )微动升降钻具 再处理事故时，控制对两个抱闸压紧程度 不同，产生的摩擦力矩不同，可以进行微动钻 具。 注意：不允许同时刹住两个制动盘，以免 机械损坏。 7 、机座 机座用型钢和钢板焊接而成 由座底、前机架、后机架、移动油缸、压板 挡铁组成。 五、 液压拧管机 液压拧管机的作用： 减轻升降钻具时拧管的劳动强度。
Z2Z7Z10/Z1Z6Z8=45×27×45/23×23×22
齿轮啮合图
②换挡机构 三个拨叉滑杆都处于空挡位置时，钢球不 会进入球窝而不起互锁作用，此时只允许任意 一根滑杆移动，当拨动某一拨叉滑杆使其所控 滑动齿轮啮合时，就会使钢球分别嵌入另两根 拨叉滑杆的球窝内，阻止它们移动，这两根拨 叉所控制的齿轮就被锁定于空挡位置，换挡时 必须将原挂挡的滑杆回到空挡位置时，才能拨 动另一拨叉滑杆换挡。
2)变速箱的组成 由工作机构和换挡机构组成。 ①工作机构： 第一速： Ⅰ Ⅱ Ⅲ 轴：Z1Z2 Z8Z10
i1,10=n1/n10= Z2Z10/Z1Z8=45 × 45/23 × 23
第二速： Ⅰ Ⅱ Ⅲ 轴 ： Z1Z2 Z4Z3
i1,10=n1/n3= Z2Z3/Z1Z4=45 × 35/23 × 33
一）、技术性能 二）、构造及工作原理 1、 拧管时先将下垫叉插入钻杆母接头的 切口，上垫叉插在公锁接头的切口出，然后向 前推头拧管机操纵杆，动盘顺时针方向回转， 即拧管上口 。
2、卸管时，上下垫叉安放位置与拧管 时相同，但必须使动盘拔柱与上垫叉尾 部夹角呈350°左右，以产生较大的冲击 力，拉动拧管机操纵杆使动盘反时针旋 转，冲打上垫叉。