鑽機自動上鑽桿裝置

㈠ 旋挖鑽機是怎樣施工鑽洞的

旋挖鑽機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械。主要適於砂土、粘性土、粉質土等土層施工，在灌注樁、連續牆、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用，旋挖鑽機的額定功率一般為125～450kW，動力輸出扭矩為120～400kN·m，*大成孔直徑可達1.5～4m，*大成孔深度為60～90m，可以滿足各類大型基礎施工要求。

該類鑽機一般採用液壓履帶式伸縮底盤、自行起落可折疊鑽桅、伸縮式鑽桿、帶有垂直度自動檢測調整、孔深數碼顯示等，整機操縱一般採用液壓先導控制、負荷感測,具有操作輕便、舒適等特點。主、副兩個卷揚可適用於工地多種情況的需要。該類鑽機配合不同鑽具,適用於乾式(短螺旋)或濕式(回轉斗)及岩層(岩心鑽)的成孔作業,還可配掛長螺旋鑽、地下連續牆抓鬥、振動樁錘等，實現多種功能，主要用於市政建設、公路橋梁、工業和民用建築、地下連續牆、水利、防滲護坡等基礎施工。國內的專家認為：旋挖鑽機在國內今後幾年仍有很大的市場。

旋挖鑽機的機械裝置主要包括變幅機構、桅桿、主、輔卷揚、動力頭、隨動架、加壓裝置、鑽桿、鑽具等。採用了平行四邊形變幅機構、自行起落折疊式桅桿;自動控制檢測主機功率、回轉定位及安全保護：自動檢測、調整鑽桿的垂直度：鑽孔深度預置和監測等新技術。彩色顯示屏直觀顯示工作狀態參數，整機操縱上採用先導控制、負荷感測，最大限度地提高了操作的方便性、靈敏性和安全舒適性，充分實現了人、機、液、電一體化。

旋挖鑽機所配套的短螺旋鑽頭、普通鑽頭、撈沙鑽頭、岩心等鑽具，可鑽進粘土層、沙礫層、卵石層和中風化泥岩等不同地質。


聯達旋挖鑽機

旋挖鑽機鑽進成孔工藝及原理。旋挖成孔首先是通過鑽機自有的行走功能和桅桿變幅機構使得鑽具能迅速到達樁位，利用桅桿導向下放鑽桿將底部帶有活門的桶式鑽頭置放到孔位，鑽機動力頭裝置為鑽桿提供扭矩、加壓裝置通過加壓動力頭的方式將加壓力傳遞給鑽桿、鑽頭，鑽頭回轉破碎岩土，並直接將其裝入鑽頭內，然後再由鑽機提升裝置和伸縮式鑽桿將鑽頭提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土、卸土，直至鑽至設計深度。對粘結性好的岩土層，可採用乾式或清水鑽進工藝。而在鬆散易坍塌地層，則必須採用靜態泥漿護壁鑽進工藝。

旋挖鑽機鑽進工藝與正反循環鑽進工藝的根本區別是，前者是利用鑽頭將破碎的岩土直接從孔內取出，而後者是依靠泥漿循環向孔外排除鑽渣。

㈡ 旋挖鑽機，鑽桿怎麼驅動的和傳動的

旋挖鑽機是靠動力頭上的馬達驅動，馬達下面行星減速機減速，減速機帶動箱體，箱體驅動鑽桿最外面一節轉動，每節鑽桿間傳動是靠鑽桿花管。有具體圖片，傳不是，要旋挖鑽機和鑽桿原理圖請加請加QQ：734633425。
北京若鞍億科技有限公司專業旋挖鑽機鑽桿製造商，寶峨技術，10年旋挖設計和施工經驗。

㈢ 鑽機的操作方法

一、安全警示

1)液壓系統額定壓力不得擅自超調。

2)壓力油管不得在漏油、滲油情況下工作。

3)滲漏油液應及時掩埋處理。

4)高壓膠管具有阻燃抗靜電性能，不得隨意更換。

二、操作方法

鑽機各操作手把、手輪的位置如圖3-17所示，各自功能如下所述。

圖3-17 操縱台示意圖

1.操作手把

1)馬達回轉操作手把1———用以改變馬達的轉向。手把向前推，回轉器正轉;手把往後拉，回轉器反轉;手把置於中間位置，回轉器停轉，馬達浮動。

2)給進起拔操作手把3———操作此手把可使回轉器在機身導軌上前進、後退和停止。手把向前推，回轉器前進;手把往後拉，回轉器後退;手把置於中間位置，油缸浮動。

3)起下鑽功能轉換手把5———用以改變卡盤、夾持器與給進油缸的聯動方式。下鑽時，手把推向前位;起鑽時，手把拉向後位;鑽進時，手把置於前位或中位(中位時聯動功能失效)。

4)鑽進操作手把6———操作此手把可使回轉器在機身導軌上前進、後退和停止。手把向前推，回轉器前進;手把往後拉，回轉器後退。

5)夾轉聯動功能轉換手把8———用於控制夾持器的聯動關系。有三個位置:手把前推，夾持器與給進、起拔油缸聯動;手把後拉，夾持器與回轉油馬達聯動;手把置於中位時，夾持器油路關閉。

6)鑽進方式轉換手把10———手把前推，Ⅱ泵的壓力油經鑽進操作閥全部進入給進迴路，調節溢流閥可以調整給進壓力。手把向後拉，Ⅱ泵的壓力油一部分進入卡盤，用於提高卡盤的工作壓力，使卡盤在大轉矩、大給進力的情況下仍能可靠地卡緊鑽桿(此時溢流閥應關閉)，另一部分壓力油通過減壓閥進入給進油缸，調節減壓閥可以調整給進壓力的大小。減壓閥手輪順時針旋轉，壓力增大，反時針旋轉，壓力減小。同時，壓力油可經過截止閥進入抱緊裝置使回轉器制動(採用孔底馬達鑽進時使用)。

7)Ⅱ泵分流操作手把14———用以控制Ⅱ泵壓力油的流向。手把前推，壓力油進入穩固調角多路閥;手把後拉，壓力油經Ⅱ泵油路板進入鑽進系統。

8)絞車馬達操作手把16———用來控制絞車馬達的回轉。

9)穩固調角油缸操作手把17———分別控制位於履帶車體四個角位置上的八隻油缸，實現鑽機的穩固和角度調整。

10)鑽機行走操作手把21、23———用以分別控制兩側履帶的前進、後退和停止。手把前推，履帶車體前進;手把後拉，履帶車體後退;回復中位，履帶車體停止並制動。手把一前一後，鑽機轉彎。

11)孔底馬達鑽進限壓手柄24———孔底馬達鑽進中對回轉轉矩進行限定，對孔底馬達鑽進的鑽具進行保護。

2.操作手輪

1)起拔迴路節流調節手輪12———順時針旋轉，過流口增大，背壓減小;逆時針旋轉，過流口減小，背壓增大。

2)溢流給進壓力調節手輪13———順時針旋轉時，給進壓力增加;反時針旋轉時，給進壓力減小，壓力大小由給進壓力表25指示。

3)減壓給進壓力調節手輪15———順時針旋轉時，給進壓力增加;反時針旋轉時，給進壓力減小，壓力大小由給進壓力表25指示。

4)油馬達變數手輪———位於油馬達上，用於改變油馬達排量，調整回轉速度。手輪順時針旋轉排量增大，回轉速度減小;手輪反時針旋轉，馬達排量減小，回轉速度增大。

3.開機前的裝備

1)通過位於油箱蓋上的空氣濾清器濾網向油箱內加註清潔的N46抗磨液壓油，鑽機正常工作後，油麵應在油位指示計的中上部約2/3處。

2)檢查鑽機各部分的緊固件是否牢固。

3)給需要潤滑的部位加註潤滑油或潤滑脂。為保證回轉器減速裝置行星齒輪軸承的潤滑，在初次使用前應通過回轉器後蓋上的變速箱回油口往箱體內注入液壓油，油麵應與回油口的高度相同。

4)操縱台上各手把均置於中位，減壓閥、調壓閥手輪調至壓力最小的位置。馬達變數手輪按需要調節，一般調在中等排量。

5)關閉主操縱台左邊的截止閥(採用孔底馬達鑽進時先打開，通入高壓油後再關閉)，打開主操縱台右邊的截止閥。

4.啟動

1)接通電源，試轉電動機，注意其轉向是否與油泵的轉向要求一致。

2)啟動電動機，觀察油泵是否正常運轉(應無異常聲響，操縱台上的回油壓力表應有指示)，檢查各部件有無滲漏油現象。

3)使油泵空載運轉3～5min後再進行操作。如油溫過低，空轉時間應加長，待油溫升高至20℃左右時，才可調大排量進行工作。

5.試運轉

1)油馬達正轉、反轉雙向試驗，運轉應平穩、無雜音，最低轉速時系統壓力表讀數不超過4MPa。

2)反復試驗回轉器的前進、後退，以排除給進油缸中的空氣，直到運轉平穩為止，此時系統壓力不應超過2.5MPa。

3)試驗卡盤、夾持器，開閉要靈活，動作要可靠。

4)試驗履帶鑽機車體的前進和後退，確信其運轉平穩，無卡滯現象。

5)在以上各項試運轉過程中，各部分應無漏油現象，如發現應及時排除。

6.車體穩固與機身調角

1)將穩固車體處地面處理平整。

2)調整好車體位置後，操作穩固調角油缸手把，將下面四個油缸桿伸出至底板使履帶不受力。

3)調俯角時，調整油缸使後方下面兩油缸桿伸出長度大於前方下面兩油缸桿伸出長度，利用高度差實現設計傾角;調仰角時，松動機身前後橫梁的夾頭螺釘，用附屬裝置將機身吊起至設計傾角，擰緊夾頭螺釘。

4)伸出上面四隻油缸至頂板穩固好車體，必要時加接伸縮桿。

注意:1)為確保鑽機鑽進時的穩定性，鑽機平台前後應根據實際情況增加必要的輔助支撐，並使輔助支撐頂緊巷道岩煤壁，確保鑽機前後不竄動。

2)每班次開鑽前及長時間連續工作後需檢查穩固油缸，如有松動需重新加壓頂緊。

7.開孔(孔口回轉鑽進)

1)從回轉器後端插入一根鑽桿，穿過卡盤，頂在夾持器端面上(因此時夾持器閉合，不能穿入)。若因卡瓦在回油壓力作用下閉合，鑽桿不能插入卡盤，可關掉電機，待卡盤自動松開，穿過鑽桿後，再重新啟動電機。

2)將起下鑽功能轉換手把和夾轉聯動功能轉換手把推到前位(即「下鑽聯動」、「夾轉聯動分離」位)，再向前推給進起拔手把至「給進」位，夾持器自動張開(若夾持器張開不充分，可逆時針旋轉節流閥手輪人為背壓使夾持器張開)，即可使鑽桿通過夾持器，將給進起拔手把扳回「中位」。在夾持器前方人工擰上鑽頭。

3)在鑽桿末端接上送水器(水便)，開動泥漿泵送入沖洗液，開孔鑽進。

8.鑽進

開動泥漿S泵向孔內送入沖洗液。待孔口見到返水後按如下程序操作:

1)打開夾持器，然後關閉截止閥使夾持器常開，再將給進起拔手把置於中位，將起下鑽功能轉換手把置於前位，即「下鑽聯動」位。

2)扳動馬達回轉手把讓回轉器正向旋轉(切勿反轉)。再通過馬達的變數手輪調整回轉速度，使之達到規定值。

3)給進可以採用溢流給進或減壓給進。

4)待鑽頭接觸孔底岩石後，調節給進壓力緩慢到規定值，開始正常鑽進。

注意:1)在回轉轉矩較小，系統壓力較低時，夾轉聯動狀態下夾持器不能充分打開，卡瓦與鑽桿易發生摩擦，因此從保護鑽桿的角度考慮，盡管這種操作比較簡單，也盡量不要過多使用夾轉聯動功能。操作者應在鑽進時完全打開夾持器(方法有多種)、同時關閉截止閥，而在倒桿時，則要先打開截止閥;

2)在鑽進過程中要隨時注意觀察各壓力表的讀數變化，發現異常情況及時處理;

3)鑽機在鑽進過程中，嚴禁在夾持器打開的情況下反轉回轉器，防止發生掉鑽事故;

4)在鑽進過程中必須先回轉，然後再給進，嚴禁相反順序操作。

9.倒桿

1)在一個回次結束時，先減小給進壓力，停止給進，然後停止回轉，打開截止閥，夾持器夾住鑽具。

2)後拉鑽進操作手把退回回轉器(也稱「倒桿」)後，打開夾持器，然後重新開始鑽進(操作同前)。

10.加桿(接長鑽具)

1)減小給進壓力，停止給進和回轉，關閉夾持器，使之夾緊鑽桿。

2)停供沖洗液，卸下送水器。

3)接上加尺鑽桿，接上送水器。

4)退回回轉器，打開夾持器，將夾持器功能轉換手把扳到中位(或關閉截止閥)，開始下一回次鑽進。

11.停鑽

1)減小給進壓力，停止給進和回轉。

2)後退回轉器，將鑽具提離孔底一定距離，前推夾持器功能轉換手把(或打開截止閥)，使夾持器夾緊鑽桿。

3)停供沖洗液。

12.起鑽

1)停鑽，卸下送水器。

2)將起下鑽轉換手把置於起鑽位置，回轉器馬達排量調到最大。

3)操作給進起拔操作手把，後退回轉器向孔外退出鑽桿，反復向外倒桿，待欲卸的鑽桿接頭處於回轉器和夾持器之間、距夾持器250～300mm時停止倒鑽桿，馬達反轉擰松鑽桿絲扣。

4)操作給進起拔手把和鑽進操作手把，繼續向外倒鑽桿，當已擰松的鑽桿全部退出回轉器主軸後，人工卸下鑽桿。

5)重復上述3)至4)項操作，拉出下一根鑽桿，直到拔出孔內全部鑽桿。

6)在拉出最後一根鑽桿時，仍需在夾持器前方人工卸下鑽頭。

注意:1)卸鑽桿時回轉器不能後退到極限位置，須留70mm以上的空位，使回轉器能在卸扣過程中隨著絲扣的脫開而自動後退，否則會造成鑽機或鑽桿螺紋的損壞。

2)為避免鑽桿螺紋損壞，用回轉器擰松鑽桿即可，剩餘部分仍要人工卸出。

13.下鑽

1)按照開孔的操作，將第一根鑽桿插入回轉器和夾持器，並安裝好鑽頭，將起下鑽轉換手把置於下鑽位置，同時也將鑽進方式轉換手把前推至「溢流給進」位。

2)操作給進起拔手把，回轉器的往復移動將鑽桿送入孔內，反復倒桿，待鑽桿尾端接近回轉器主軸後端面時停止。

3)從回轉器後端人工接上一根新鑽桿。

4)繼續向孔內下鑽，當新擰上的鑽桿接頭移到卡盤和夾持器之間時，回轉器正轉(卡盤自動夾緊)擰緊鑽桿螺紋。

5)重復上述2)至4)項操作，繼續向孔內鑽桿。

注意:孔內有鑽具時，除按規定程序卸鑽桿外，不允許回轉器反轉。

14.孔底馬達定向鑽進

孔底馬達定向鑽進依靠高壓水驅動孔底馬達實現回轉，帶動鑽頭切削煤岩，配合隨鑽測斜(量)等輔助測量技術手段。對鑽孔軌跡進行較精確的定向控制，鑽桿不回轉並且要求可靠定位。

1)加接鑽桿及起下鑽參見回轉鑽進。

2)定向鑽進中主軸制動、卡盤加緊鑽桿、夾持器松開，用Ⅱ泵加壓鑽進。

㈣ 什麼是鑽機自動送鑽

通俗點講，就是你不用另外加力鑽機會自動往深里鑽。

㈤ 鑽機的結構及特點

鑽機為整體式布局(圖3-1)，由主機、操縱台、泵站、履帶車體和穩固裝置五大部分組成，主機、泵站、操縱台之間用高壓膠管連接，共同安裝在履帶車體之上，結構緊湊，便於井下搬遷運輸。

圖3-1 鑽機結構示意圖

一、主機

主機(圖3-2)由回轉器、給進裝置、夾持器、調角裝置組成。

圖3-2 主機結構示意圖

1.回轉器

回轉器由油馬達、變速箱、抱緊裝置和液壓卡盤組成(圖3-3;表3-1)。

圖3-3 回轉器結構示意圖

油馬達為手動變數斜軸式柱塞馬達，通過齒輪減速驅動主軸和液壓卡盤回轉，調節馬達排量可以實現無級變速。變速箱包含行星齒輪和圓柱斜齒輪兩級減速。抱緊裝置為常開式結構，在採用孔底馬達鑽進工藝時通入高壓油，使之抱緊輸入軸，防止鑽桿轉動。液壓卡盤為油壓夾緊、彈簧松開的膠筒式結構，具有自動對中、卡緊力大等特點。控制液壓卡盤的壓力油通過箱體上的濾油器和主軸上的配油裝置供給。配油裝置的泄漏油通過變速箱後經回油濾油器直接回到油箱，這部分油既起到潤滑齒輪和軸承的作用，又可帶走齒輪攪油產生的熱量。

表3-1 回轉器零部件明細

續表

注:表中的序號與圖3-3中的編號對應。

回轉器採用卡槽式連接安裝在給進裝置的拖板上，藉助給進油缸帶動拖板沿機身導軌往復運動，實現鑽具的給進或起拔。回轉器主軸為通孔式結構，使用鑽桿的長度不受鑽機給進行程的限制。

(1)抱緊裝置

抱緊裝置(圖3-4;表3-2)為常開式結構，在採用孔底馬達鑽進工藝時通入高壓油，使之抱緊輸入軸，防止鑽桿轉動。

圖3-4 抱緊裝置結構示意圖

表3-2 抱緊裝置零部件明細

續表

注:表中序號與圖3-4中的編號對應。

(2)液壓卡盤

液壓卡盤(圖3-5;表3-3)為油壓夾緊、彈簧松開的膠筒式結構，具有自動對中、卡緊力大等特點。控制液壓卡盤的壓力油通過箱體上的濾油器和主軸上的配油裝置供給。

圖3-5 液壓卡盤結構示意圖

表3-3 液壓卡盤零部件明細

注:表中的序號與圖3-5中的編號對應。

2.給進裝置

給進裝置由兩根並列的給進油缸、機身和拖板組成(圖3-6;表3-4)。給進油缸選用雙桿缸，兩側的活塞桿與機身的兩端固定。缸體上的卡環卡在拖板的擋塊之間，缸體在活塞桿上往復運動即可帶動拖板及回轉器沿機身導軌移動。

表3-4 給進裝置零部件明細

續表

注:表中序號與圖3-6中的編號對應。

圖3-6 給進裝置結構示意圖

3.夾持器

夾持器(圖3-7;表3-5)固定在給進裝置機身的前端，用於夾持孔內鑽具，還可配合回轉器實現機械擰卸鑽桿。卡瓦由螺釘固定在卡瓦體上，卡瓦體靠擋邊與銷軸實現軸向固定。將兩根銷軸抽出即可從一側取出卡瓦體，使夾持器通孔擴大，以便通過粗徑鑽具。在夾持器與給進機身的連接處設有兩組調整墊片，用於調整夾持器卡瓦組的中心高，使之與回轉器主軸中心高相一致。

圖3-7 夾持器結構示意圖

表3-5 夾持器零部件明細

續表

注:表中序號與圖3-7中的編號對應。

4.調角裝置

調角裝置由橫梁、撐桿、滑輪裝置、支座、墊板和銷組成。橫梁用來穩固給進裝置。調角時滑輪裝置套裝在上穩固裝置前油缸上，用鋼絲繩繞過滑輪和橫梁。油缸上頂，橫梁即上升，進而帶動給進裝置上仰。俯角調整是通過調整下穩固裝置前後支腿高度差實現的。

二、操縱台

圖3-8 操縱台結構示意圖

操縱台是鑽機的控制中心，由多種液壓控制閥、壓力表及管件組成(圖3-8;表3-6)。鑽機行走、轉向、動力頭回轉、給進起拔、機身調角穩固等動作的控制和執行機構之間的聯動功能都是通過操縱台上的閥類組合來實現的。為使鑽機布局合理，結構緊湊，按不同的工作狀態，將操縱台分為主操縱台和副操縱台兩部分。主操縱台在鑽孔時使用，設在履帶車體後方左側，也便於在鑽進時觀察孔口情況，遠離孔口進行操作，有利於安全。副操縱台在鑽機行走、車體穩固調角或測斜時使用，設在履帶車體後方中間位置，符合操作及駕駛習慣。

表3-6 操縱台零部件明細

續表

注:表中的序號與圖3-8中的編號對應。

主操縱台上設有馬達回轉、給進與起拔、起下鑽功能轉換、鑽進功能轉換、夾持器功能轉換、Ⅱ泵功能轉換、Ⅱ泵分流功能轉換七個操作手把，溢流閥調壓、減壓閥調壓和起拔節流三個調節手輪，以及Ⅰ泵系統壓力表、給進壓力表、起拔壓力表、Ⅱ泵系統壓力表和回油壓力表等五塊壓力表。為實現聯動功能而設置的專用閥安裝在油路板內，所有油路控制閥、壓力表及其間的連接管路均安裝在一個框架內。副操縱台靠主操縱台供給高壓油工作，共設兩個履帶行走操作手把和一個九聯多路閥，其中一聯控制絞車馬達，其餘八聯控制八隻穩固調角油缸的伸縮。正常鑽進時，上述油缸均不工作，主操縱台也不向副操縱台供油。

三、泵站

泵站(圖3-9)是鑽機的動力源。由防爆電機泵組(圖3-10;表3-7)和油箱(圖3-11;表3-8)等部件組成。電動機通過彈性聯軸器帶動Ⅰ、Ⅱ泵工作，從油箱吸油並排出高壓油，經操縱台的控制和調節使鑽機的各執行機構按要求工作。Ⅰ、Ⅱ泵均為液控變數泵，效率高，溫升慢。

圖3-9 泵站結構示意圖

圖3-10 電機泵組結構示意圖

圖3-11 油箱結構示意圖(隱藏後側板)

表3-7 電機泵組零部件明細

續表

注:表中序號與圖3-10中的編號對應。

表3-8 油箱零部件明細

續表

續表

注:表中序號與圖3-11中的編號對應。

注意:1)為避免油箱內液壓油污染，必須通過空氣濾清器的濾網加入符合標準的液壓油;

2)為保證進油順暢，應定期清洗油箱和吸油濾油器;

3)為保證鑽機連續工作時油箱內的液壓油溫度不超過60℃，應通過冷卻器使液壓油降溫;

4)冷卻器的冷卻水壓力不得超過1MPa;

5)當冷卻器的出水不暢時，應對其進行清洗。

四、履帶車體

履帶車體(圖3-12;表3-9)由履帶底盤、車體平台組成。履帶底盤選用鋼制履帶片，耐磨、強度高。車體平台固接在履帶底盤的橫樑上，用來安裝固定主機、泵站和操縱台等部件。

圖3-12 履帶車體結構示意圖

表3-9 履帶車體零部件明細

注:表中序號與圖3-12中的編號對應。

五、穩固裝置

穩固裝置由油缸、伸縮桿、上下接地裝置等組成(圖3-13;表3-10)，鑽機運輸時若高度超高可將油缸以上的伸縮桿等去掉。穩固裝置統一由副操縱台上的九聯閥控制油缸的伸縮實現鑽機的穩固。

圖3-13 穩固裝置結構示意圖

表3-10 穩固裝置零部件明細

注:表中序號與圖3-13中的編號對應。

六、鑽機特點

1)主機、泵站、操縱台三大件集中布置在自行式履帶車體之上，搬遷方便。

2)卡盤和夾持器相配合，可實現鑽具擰卸機械化，減輕工人勞動強度。鑽機上設置多種聯動功能，可提高工作效率。

3)給進與起拔鑽具能力大，提高了鑽機處理孔內事故的能力。

4)採用雙泵系統，回轉參數與給進參數可以獨立調節。變數油泵和變數油馬達組合，轉速和轉矩可在較大范圍內無級調整，提高了鑽機的適應能力。

5)回轉器主軸為通孔式結構，鑽桿長度不受鑽機給進行程的限制。取出夾持器卡瓦體，可擴大其通孔直徑，便於起下粗徑鑽具。

6)液壓元件採用進口或國產先進定型產品，性能穩定，通用性強，質量可靠。

㈥ 頂部驅動裝置原理

什麼是頂部驅動鑽井系統？編輯

所謂的頂驅，就是可以直接從井架空間上部直接旋轉鑽柱，並沿井架內專用導軌向下送進，完成鑽柱旋轉鑽進，循環鑽井液、接單根、上卸扣和倒劃眼等多種鑽井操作的鑽井機械設備。
見圖：它主要有三個部分組成：導向滑車總成、水龍頭-鑽井馬達總成和鑽桿上卸扣裝置總成。
該系統是當前鑽井設備自動化發展更新的突出階段成果之一。經實踐證明：這種系統可節省鑽井時間20%到30%，並可預防卡鑽事故，用於鑽高難度的定向井時經濟效果尤為顯著。

3頂部驅動系統的研製過程：編輯
1、鑽井自動化進程推動了頂部驅動鑽井法的誕生。
二十世紀初期，美國首先使用旋轉鑽井法獲得成功，此種方法較頓鑽方法是一種歷史性的飛躍，據統計，美國有63%的石油井是用旋轉法鑽井打成的。
但在延續百多年的轉盤鑽井方式中，有兩個突出的矛盾未能得到有效的解決：其一、起下鑽時不能及時實現循環旋轉的功能，遇上復雜地層或是岩屑沉澱，往往造成卡鑽。其二、方鑽桿的長度限制了鑽進的深度（每次只能接單根），降低了效率，增加了勞動的強度，降低了安全系數。
二十世紀七十年代，出現了動力水龍頭，改革了驅動的方式，在相當的程度上改善了工人的操作條件，加快了鑽井的速度以及同期出現的「鐵鑽工」裝置、液氣大鉗等等，局部解決了鑽桿位移、連接等問題，但遠沒有達到石油工人盼望的理想程度。

TDS-3SB
二十世紀八十年代，美國首先研製了頂部驅動鑽井系統TDS-3S投入石油鑽井的生產。80年代末期新式高扭矩馬達的出現為頂驅注入了新的血液和活力。TDS—3H、TDS—4應運而生，直至後來的TDS-3SB、TDS-4SB、TDS-6SB。
二十世紀九十年代研製的IDS型整體式頂部驅動鑽井裝置，用緊湊的行星齒輪驅動，才形成了真正意義上的頂驅，既有TDS到IDS，由頂部驅動鑽井裝置到整體式頂部驅動鑽井裝置，實現了歷史性的飛躍。
2、挪威DDM-HY-650型頂部驅動鑽井裝置：
最大載荷6500kN，液壓驅動，工作扭矩為55kN.m，工作時最大扭矩為63.5kN.m，工作轉速為130—230r/min，液壓動力壓力為33MPa，排量1600L/min，水龍頭吊環到吊卡上平面的距離為6.79米，質量17噸。
3、加拿大8035E頂部驅動鑽井裝置：
額定鑽井深度5000米，額定載荷3500kN，輸出功率670kW，最大連續扭矩33.10kN.m，最高轉速200r/min，質量為8.6噸。最低井架高度要求39米。
4、美國ES-7型頂部驅動鑽井系統：
採用25kW直流電機驅動鑽柱，連續旋轉扭矩34.5kN.m，間歇運轉扭矩41.5kN.m，額定載荷5000kN，最高轉速300r/min，鑽井液壓力35.1MPa，系統總高7.01米，質量8.1噸。
5、國產DQ-60D型頂部驅動鑽井裝置。
額定鑽井深度6000m，最大鉤載4500kN，動力水龍頭最大扭矩40kN.m，轉速范圍0—183r/min，無級調速；直流電機最大輸出功率940kw；傾斜臂最大傾斜角，前傾30°，後傾15°；回轉半徑1350mm；最大卸扣扭矩80kN.m；上卸扣裝置夾持鑽桿的范圍Ø89—Ø216mm（3½—8½ in）。

4頂部驅動鑽井裝置的結構：編輯
（一）、 頂部驅動鑽井裝置主要有以下部件和附件組成:
1、水龍頭－－鑽井馬達總成（關鍵部件）；
2、馬達支架/導向滑車總成（關鍵部件）；
3、鑽桿上卸扣總成（體現最大優點的部件）；
4、平衡系統；
5、冷卻系統；
6、頂部驅動鑽井裝置控制系統；
7、可選用的附屬設備。
頂部驅動鑽井裝置的主體部件，主要包括：
1、鑽井馬達；
2、齒輪箱；
3、整體水龍頭；
4、平衡器。
鑽井馬達的冷卻系統：
馬達的冷卻為風冷。
1、近距離安裝鼓風機
2、加高進氣口的近距離安裝鼓風機
3、遠距離安裝鼓風機近距離就是近距離向馬達提供冷卻風，取風高度在馬達行程最低點距離鑽台6米以上。
遠距離安裝鼓風機：
在不能保證提供安全冷卻空氣的情況下，例如：井架為密閉式的即可採用直徑8in軟管冷卻系統，且鼓風機馬達為40hp（比近距離安裝提高了一倍），馬達安在二層平台，從井架外吸進空氣，增加的馬力用於驅使空氣流過較長的進氣軟管。
（二）、導向滑車總成
整個導向滑車總成沿著導軌與游車導向滑車一起運動。當鑽井馬達處於排放立根的位置上時，導向滑車則可作為馬達的支撐梁。導軌有單軌和雙軌兩種。
（三）、鑽桿上卸扣裝置
主要組成部件：
1、扭矩扳手
2、內防噴器和啟動器
3、吊環連接器和限扭器
4、吊環傾斜裝置
5、旋轉頭
扭矩扳手總成提供鑽桿的上卸扣的手段。他位於內防噴器下部的保護接頭一側，他有兩個液缸在扭矩管和下鉗頭之間。
鉗頭有一直徑為10in的夾緊活塞，用以夾持與保護接頭相連接的鑽桿母扣。范圍：3½in--7⅜in。
鑽桿上卸扣裝置另有兩個緩沖液缸，類似大鉤彈簧，可提供絲扣補償行程125mm。
內防噴器是全尺寸、內開口、球型安全閥式的。帶花鍵的遠控上部內防噴器和手動的下部內防噴器形成井控防噴系統，內防噴器採用6⅝in正規扣，工作壓力為105MPa。
吊環傾斜裝置：
有兩種功用：
1、吊鼠洞中的單根。
2、接立柱時，不用井架工在二層台上將大鉤拉靠到二層台上。若行程1.3米的傾斜裝置不能滿足要求則可選擇2.9米的長行程吊環傾斜裝置。
平衡系統的主要作用是防止上卸接頭扣時螺紋的損壞，其次在卸扣時可幫助公扣接頭從母扣接頭中彈出，這依賴於它為頂部驅動鑽井裝置提供了一個類似於大鉤的152 毫米的減震沖程。是因為使用頂部驅動鑽井裝置後沒有再安裝大鉤了；退一步說，即使裝有大鉤，它的彈簧也將由於頂部驅動鑽井裝置的重量而吊長，起不了緩沖作用。

5頂部驅動裝置操作過程編輯
接立根鑽進
接立根鑽進是頂部驅動鑽井裝置普遍採用的方式。採用立根鑽進方法很多。對鑽從式井的軌道鑽機和可帶立根運移的鑽機，鑽桿立根可立在井架上不動，留待下一口井接立根鑽進使用。若沒有立根，推薦兩種接立根方法：一是下鑽時留下一些立根豎在井架上不動，接單根下鑽到底，用留下的立根鑽完鑽頭進尺；二是在鑽進期間或休閑時，在小鼠洞內接立根。為安全起見，小鼠洞最好垂直，以保證在垂直平面內對扣，簡化接扣程序。還應當注意接頭只要旋進鑽柱母扣即可，因為頂部驅動鑽井鑽井馬達還要施加緊扣扭矩上接頭。
接單根鑽進
通常在兩種情況需要接單根鑽進。一種是新開鑽井，井架中沒有接好的立根；另一種是利用井下馬達造斜時每9．4 m必須測一次斜。吊環傾斜裝置將吊卡推向小鼠洞提起單根，從而保證了接單根的安全，提高了接單根鑽進的效率。接單根鑽進程序如下：
1 鑽完單根坐放卡瓦於鑽柱上，停止泥漿循環(圖a)；
2 用鑽桿上卸扣裝置上的扭矩扳手卸開保護接頭與鑽桿的連接扣；
3 用鑽井馬達旋扣；
4 提升頂部驅動鑽井裝置。提升前打開鑽桿吊卡，以便讓吊卡通過卡瓦中的母接箍(圖b)；
5 起動吊環傾斜裝置，使吊卡擺至鼠洞單根上，扣好吊卡；
6 提單根出鼠洞。當單根公扣露出鼠洞後，關閉起動器使單根擺至井眼中心(圖c)；
7 對好鑽檯面的接扣，下放頂部驅動鑽井裝置，使單根底部進入插入引鞋(圖d)；
8 用鑽井馬達旋扣和緊扣，打背鉗承受反扭矩；
起下鑽操作
起下鑽仍採用常規方法。為提高井架工扣吊卡的能力和減少起下鑽時間，可以使用吊環傾斜裝置使吊卡靠近井架工。吊環傾斜裝置有一個中停機構，通過它可調節吊卡距二層台的距離，便於井架工操作。
打開旋轉鎖定機構和旋轉鑽桿上卸扣裝置可使吊卡開口定在任一方向。如鑽柱旋轉，吊卡將回到原定位置。起鑽中遇到縮徑或鍵槽卡鑽，鑽井馬達可在井架任一高度同立根相接，立即建立循環和旋轉活動鑽具，使鑽具通過卡點。
倒劃眼操作
1、使用頂部驅動鑽井裝置倒劃眼
可以利用頂部驅動鑽井裝置倒劃眼，從而防止鑽桿粘卡和破壞井下鍵槽。倒劃眼並不影響正常起鑽排放立根，即不必卸單根。
2、倒劃眼起升程序
倒劃眼起升步驟如下(參見下圖)：
1) 在循環和旋轉時提升游車，直至提出的鑽柱第三個接頭時停止泥漿循環和旋轉(圖a)，即已起升提出一個立根；
2) 鑽工坐放卡瓦於鑽柱上，把鑽柱卡在簡易轉盤中；
3) 從鑽檯面上卸開立根，用鑽井馬達旋扣(倒車扣)；
4) 用扭矩扳手卸開立根上部與馬達的連接扣，這時只有頂部驅動鑽井裝置吊卡卡住立根。在鑽台上打好背鉗，用鑽井馬達旋扣（圖b）；
5) 用鑽桿吊卡提起自由立根(圖c)；
6) 將立根排放在鑽桿盒中(圖d)；
7) 放下游車和頂部驅動鑽井裝置到鑽台(圖e)；
8) 將鑽井馬達下部的公接頭插入鑽柱母扣，用鑽井馬達旋扣和緊扣。稍微施加一點卡瓦力，則鑽桿上卸扣裝置的扭矩扳手就可用於緊扣；
9) 恢復循環，提卡瓦，起升和旋轉轉柱，繼續倒劃眼起升。
一、下管套
頂部驅動鑽井裝置配用500～750 t吊環和足夠額定提升能力的游動滑車，就能進行額定重量500～650 t的下套管作業。為留有足夠的空間裝水龍頭，必須使用4．6 m的長吊環。
將一段泥漿軟管線同鑽桿上卸扣裝置保護接頭相連，下套管過程中可控制遠控內防噴器的開啟與關閉，實現套管的灌漿。
如果需要，也可使用懸掛在頂部驅動鑽井裝置外側的游動滑車和大鉤，配用Varco BJ規定吊卡和適當的游動設備，按常規方法下套管。頂部驅動鑽井裝置起下套管裝置如圖3—5所示。

6頂部驅動鑽井裝置的優越性編輯
1、節省接單根時間。頂部驅動鑽井裝置不使用方鑽桿，不受方鑽桿長度的限制也就避免了鑽進9米左右接一個單根的麻煩。取而帶之的是利用立根鑽進，這樣就大大減少了接單的時間。按常規鑽井接一個單根用3—4min計算，鑽進1000米就可以節省4-5h。
2、倒劃眼防止卡鑽。由於不用接方鑽桿就可以循環和旋轉，所以在不增加起下 鑽時間的前提下，頂部驅動鑽井裝置就能夠非常順利的將鑽具起出井眼，在定向鑽井中，這種功能可以節約大量的時間和降低事故發生的機率。
3、下鑽劃眼。頂部驅動鑽井裝置具有不接方鑽桿鑽過砂橋和縮徑點的能力。
4、節省定向鑽進時間。該裝置可以通過28米立根鑽進、循環，這樣就相應的減少了井下馬達定向的時間。
5、人員安全。頂部驅動鑽井裝置，是鑽井機械操作自動化的標志性產品，終於將鑽井工人從繁重的體力勞動中解救出來。接單根的次數減少了2/3，並且由於其自動化的程度高，從而大大減少了作業者工作的危險程度，進而大大降低了事故的發生率。
6、井下安全。在起下鑽遇阻、遇卡時，管子處理裝置可以在任何位置相連，開泵循環，進行立根劃眼作業。
7、設備安全。頂部驅動鑽井裝置採用馬達旋轉上扣，操作動作平穩、可以從扭矩表上觀察上扣扭矩，避免上扣過贏或不足。最大扭矩的設定，使鑽井中出現憋鑽扭矩超過設定范圍時馬達就會自動停止旋轉，待調整鑽井參數後再進行鑽進。這樣就避免了設備長時間超負荷運轉，增加了使用壽命。
8、井控安全。該裝置可以在井架的任何位置鑽具的對接，數秒鍾內恢復循環，雙內防噴器可安全控制鑽柱內壓力。
9、便於維修。鑽井馬達清晰可見。熟練的現場人員約12小時就能將其組裝和拆卸。
10、使用常規的水龍頭部件。頂部驅動裝置可使用650噸常規水龍頭的一些部件，特殊設計後維修難度沒有增加。
11、下套管。頂部驅動鑽井裝置的提升能力很大（650噸），在套管和主軸之間加一個轉換頭（大小頭）就可以在套管中進行壓力循環。套管可以旋轉和循環入井，從而減少縮徑井段的摩阻力。
12、取心。能夠連續鑽進28米，取心中間不需接單根。這樣可以提高取心收獲率，減少起鑽的次數與傳統的取心作業相比它的優點明顯。污染小、質量高。
13、使用靈活。可以下入各種井下作業工具、完井工具和其他設備，即可以正轉又可以反轉。
14、節約泥漿。在上部內防噴器內接有泥漿截流閥，在接單根時保證泥漿不會外溢。
15、拆卸方便。工作需要時不必將它從導軌上移下就可以拆下其他設備。
16、內防噴器功能。起鑽時如果有井噴的跡象即可由司鑽遙控鑽桿上卸扣裝置，迅速實現水龍頭與鑽桿的連接，循環鑽井液，避免事故的發生。
17、其他優點：採用交流電機驅動，減低維修保養費用；特別適用於定向井和水平井，因為立根鑽進能使鑽桿盡快的通過水平井段的一些橫向截面。

7頂驅鑽井裝置與常規鑽井設備的比較編輯
鑽井效率明顯提高。
A、從鑽井到起下鑽或從起下鑽恢復鑽進狀態，該裝置不存在常規鑽機的上、卸水龍頭和方鑽桿所造成的時間損失。
B、不存在常規鑽機轉盤方補心蹦出所造成的停工。
C、不用鑽鼠洞。
D、立根鑽進，從而減少了常規鑽井接單根上提鑽柱需從新定工具面角的時間。
E、在井下純作業時間增多，上扣、起下鑽、測量和其他非純鑽進時間減少。
立柱鑽進節省了大量的時間
A、減少了坍塌頁岩層擴眼或清洗井底的時間。
B、在井徑不足需擴眼或首次下入足尺寸穩定器進行擴眼時減少了鑽進時間。
C、在同一平台鑽叢式井，不用甩鑽具或卸立柱。
D、不需要接單根就能夠回收最大長度的岩心。
E、定向鑽井時，減少了定向時間。
連續旋轉和循環降低了風險。
A、連續的旋轉和循環是頂部驅動鑽井裝置的重要特徵。
B、頂部驅動鑽井裝置允許使用少量的、比較便宜的潤滑劑、鑽井液或添加劑。
c、減少了鑽柱或昂貴的井下工具卡鑽的幾率。
有利於井控。
A、任何時間和位置的於鑽柱對接。
B、隨時可以進行的循環和旋轉。
C、減少鑽柱被卡後，上卸方鑽桿的危險作業程序。
安全性提高。
A、減少了使用大鉗和貓頭等，降低了鑽井工人作業危險。
B、減少許多笨重的工作，提高了起升重鑽具的安全性。
C、自動吊卡，消除了人工操作吊卡的事故隱患。
D、井控安全性得到大大提高。
E、遙控防噴盒，防止泥漿濺落到鑽台上，增加了工作的安全性。
作業時間的比較
起下鑽

非生產

純鑽進

典型鑽井的作業時間分配

30%

40%

30%

頂部驅動鑽井裝置鑽井時間分配

25%

35%

40%

水平井費用比較
項 目

轉盤/方鑽桿

頂驅裝置

日成本，美元

40800

43000

測深，M

2000

2000

機械鑽速， m/h

30

30

日進尺

240

288

鑽2000m所需天數

8.3

6.9

單井成本，美圓

338640

296700

單井用頂驅節約，美圓

41940

8口井用頂驅節約，美圓

335120

8維護保養以及操作注意事項編輯
強電系統
1)、防塵、防潮是最主要的兩條。SCR主控櫃、綜合櫃在尚未置放在空調房前必須注意防潮、防塵，並且
不能在溫度過高(45°C以上)、過低(一10℃以下)的環境中工作。放置一段時間重新啟用前，須用吸塵器將元件積存的塵埃除去，然後用電吹風將元件烘乾，最後須測絕緣電阻值，至少在1MΩ以上，一般應在5MΩ以上。只有在進行了以上步驟以後，方可啟動SCR。
2)、一定要先啟動鼓風電機，然後選擇主電機的轉向。再給定額定電流值(即額定鑽井扭矩值)，最後開動主電機，即給出一個電壓值(轉速值)。
3)、一般說來應先啟動冷卻風機及合上勵磁開關後再合主開關。如先合主開關，那就該盡快合上勵磁關。
4)、運行中要隨時注意觀察電流大小(PLC操作櫃上的扭矩表反映出主電機工作電流的大小)。
5)、各部分電纜應連接牢靠，焊接部位不應有虛焊現象。
6)、由於光線照射及空氣的氧化作用，電纜會發生老化現象，使用二年以後應注意觀察有無裂開、剝落老化現象，一般說，使用四年後應更換電纜。
弱電控制系統
1)、PLC櫃、操作櫃均為正壓防爆系統，要配備動三大件，保證空氣的乾燥、清潔，不含易燃、易爆危險氣體。
2)、使用操作櫃時應先合上電源開關，再打開操作櫃開關，最後打開PLC開關，停止操作時先關PLC，再關操作櫃，最後關電源櫃。
3)、PLC櫃操作櫃也應注意防潮防塵，但因其具有防爆結構，相應地防潮防塵能力也較強。
主電機
1)、吸風口應朝下，防止雨水進入。
2)、主電機外殼不應承受本身重量以外的負荷。
3)、由於主電機停止轉動，加熱器即自動加熱，當長期不用時應關掉加熱電路。
4)、電樞及勵磁部分的絕緣電阻應大於1MΩ，當小於0．8MΩ時必須先烘乾再工作。
5)、主電機軸伸錐度、粗糙度、接觸斑點均應符合要求。
6)、由於泥漿管路從電機中心穿過，故在密封要求上必須嚴格。
7)、正常鑽井時，每天應在主軸承部位加潤滑脂。
液壓系統
1)、油箱的液位不低於250mm，油溫不高於80℃。
2)、過濾器應定期更換濾芯(3月至6月)，具有發訊裝置 的過濾器更應勤清洗和制訂相應的更換措施。
3)、液壓油必須干凈，在使用三個月以後應更換。
4)、開泵前，吸油口閘閥一定要打開，出口管應與系統連起來。
5)、管路連接一定要可靠，注意各部位組合墊。o形圈不要遺忘，在不經常拆卸的螺紋處可以使用密封膠。
6)、濾芯應經常清洗，半年應重新更換濾芯，二年至三年應更換高壓膠管。
7)、要防止在拆裝、搬運、加油、修理過程中外界 污染物進入系統。
8)、液壓源的溢流閥應調整至略高於泵的壓力限定值，一般地不要在無油流輸出情況下啟動泵。
本體部分：
減速箱是一個傳遞動力和運動的重要部件，潤滑油應經常更換(三個月至半年)，油麵應保持一定高度，初次裝配需經充分空運轉跑合，出廠前應更換為干凈的潤滑油。減速箱內裝有鉑電阻溫度感測器，箱體外裝有溫度變送器，用來監視潤滑油的溫度，現已調整為75℃，超過此溫度，PLC操作櫃相應的紅燈將顯示，並有聲報警。
兩個防噴器（手動、液動各一個）均應密封可靠，試壓在50Mpa以上。正常情況下當主軸轉動時，不得操作內防噴器，只有發生井噴井涌時才操作，使之關閉。起下鑽時為節省鑽井液的消耗，應將內防噴器關閉，開鑽前一定要先打開內防噴器，再開鑽井泵。
上卸扣機構應根據鑽桿的尺寸選擇相應牙板，各油缸之間的協調動作藉助於減壓閥、順序閥來調整。
上卸扣機構與回轉頭相連的鏈條長度應調整合適，略微鬆弛一些，可起到安全的作用。

㈦ 煤礦鑽機自動換鑽桿設備是什麼

自動拆卸鑽桿的設備叫夾持器，由兩組油缸組成，就是下面的樣子可以具體咨詢一下

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國內封'旋挖鑽機結構特點的探討

張啟君,張忠海,陳以田,鄭華
(徐州工程機械股份科技有限公司,江蘇徐州221004)

摘要:以國內外旋挖鑽機現有的底盤機構,鑽桅,自行起落架,主副卷揚,動力頭,鑽桿,發動機系統等
結構為背景,分析了國內外旋挖鑽機常見的結構特點,為國內企業開發起到一定的借鑒作用.
關鍵詞:旋挖鑽機;結構;特點;底盤結構
中圖分類號:U445.3文獻標識碼:B文章編號:1000-033X(2004)10-0037-05

Discussion of drilling rig structure

ZHANG Qi-jun, ZHANG Zhong-hai, CHEN Yi-tian, ZHENG Hua

(Xugong Science&Technology Co. Ltd, Xuzhou 221004, China)
Abstract: This paper analyzed the structure characteristics of present drilling rig,such as chasis, drill string,
lifting frame, windlass, power head, drill rod, engine,etc.
Key words: drilling rig; characterstics; chasis; structure
旋挖鑽機是一種多功能,高效率的灌注樁成孔設
備,被廣泛應用於水利工程,高層建築,城市交通建設,
鐵路公路橋梁等樁基礎工程的施工.旋挖鑽機還可配
套長短螺旋鑽具,普通鑽斗,撈砂鑽斗,筒式岩石鑽頭
等鑽具以適應粘土層,砂礫層,卵石層和中風化泥岩等
不同的施工要求.
1概述
旋挖鑽機的結構主要由底盤機構,鑽桅,自行起落
架,主副卷揚,動力頭,鑽桿,鑽頭,轉台,發動機系統,
駕駛室,覆蓋件,配重,液壓系統,電氣系統等組成,其
工作原理也完全相同,都是由全液壓動力頭產生扭矩,
由安裝在鑽架上的油缸提供鑽壓力,並通過伸縮式鑽
桿傳遞至鑽頭,鑽下的鑽渣充入鑽頭,由主卷揚提拔出
孔外.徐工研究院在調查研究的基礎上已開發出
RD15, RD 18 , RD22旋挖鑽機,RD系列產品的旋挖鑽機
的整機主要由底盤,動力頭,鑽架,發動機系統,鑽桿自
動存取裝置,鑽桿自動潤滑裝置,虎鉗,錨固裝置,鑽
具,液壓系統,電氣系統及泥漿系統等部件組成.
2主要結構特點
2.1底盤的結構
旋挖鑽機的底盤一般為液壓驅動,軌距可調,'剛性
焊接式車架,履帶自行式的結構.底盤主要包括車架及
行走裝置,行走裝置主要包括履帶張緊裝置,履帶總
成,驅動輪,導向輪,承重輪,托鏈輪及行走減速機等組
成.目前國內外旋挖鑽機的底盤結構大小不一樣,履帶
板寬度為800一1 200 mm.如義大利SOILMEC R622 HD
旋挖鑽機的底盤採用的是擺動伸縮式底盤,尺寸相對
較小,驅動輪節距為216,單邊10個支重輪2個托鏈輪,
底盤高度相對較低.底盤伸縮採用的是擺動式,在行走
過程中實現底盤的伸縮;行走減速機採用義大利BON-
FIGLIOLI公司產品.義大利的CMV公司的旋挖鑽機采
用228.6節距的驅動輪,支重輪,托鏈輪及鏈軌,履帶板
擬全部採用柏殼優士吉公司的進口件.單邊11個支重
輪2個托鏈輪,底盤伸縮仍採用通過油缸伸縮來實現,
底架採用框架結構.CMV TH22的車架為箱形主體結
構,上部布置有回轉支承支座,中心回轉體支座,車架
的前,後部設置有履帶伸縮箱形框架機構,車架主體兩
邊上部固定托鏈輪,下部固定支重輪,前部設置了導向
輪及其張緊裝置,後部設置了驅動輪及其傳動裝置.
MAIT公司採用自行設計的多功能底盤,穩定性好,重
量輕,可配預留裝置實現多功能,並具有上下車水平調
整系統可進行傾斜調節.意馬公司採用卡特彼勒履帶
底盤.義大利,德國製造的各類旋挖鑽機的履帶底盤均
可以伸縮.國內的三一SYR220型旋挖鑽機選用卡特彼
勒3300底盤,C-9電噴發動機,內藏式液壓可伸縮履帶
結構,寬履帶提供較低的接地比壓,提高施工時整機的
翼期踐C黔 2oo4Ao 37
萬方數據
黔黝
穩定性和適應性,且便於施工和運輸.總之,國內外生
產的旋挖鑽機大多數應用的是專用底盤,軌距可調,能
根據施工情況對底盤進行寬度調整,以增加鑽機的整
體穩定性,駕駛室前窗配有防墜物保護;也有少數廠家
應用的是起重機底盤或挖掘機底盤.
2.2發動機系統
旋挖鑽機的發動機系統一般包括發動機,散熱器,
空濾器,消音器,燃油箱等.一般旋挖鑽機設計時發動
機選用國外的增壓中冷式水冷發動機,選用進口
CUMMINS發動機,為了適應不同用戶的需求,也可選
裝國內二汽東風的康明斯發動機.其水散熱器,空濾器
等附件選用國產配套件,燃油箱自製.
2.3變幅機構及鑽桅的結構
目前國內旋挖鑽機的變幅機構一般採用兩級變幅
油缸,平行四邊形連桿機構,上端一級變幅油缸兩端具
有萬向節頭便於調整,鑽桅截面形式為梯形截面,鑽桅
下端有液壓垂直支腿,上端有兩套滑輪機構,上下兩端
均可折疊,鑽桅左右可調整角度為士50,前傾可調整角
度為50,後傾可調整角度為150.三一SYR220型旋挖鑽
機的桅桿採用大箱形截面,為動力頭和鑽桿提供導向
作用,具有良好的剛性和穩定性,抗沖擊,耐振動,無需
拆卸的可折疊式結構能減少整機長度和高度,便於運
輸.採用流行的平行四邊形結構,通過其上油缸的作
用,可使桅桿遠離機體或靠近機體.通過桅桿角度的調
整,可實現桅桿工作幅度或運輸狀態桅桿高度,桅桿相
對地面角度的調節,使其動作機動靈活,施工效率高.
義大利,德國製造的各類旋挖鑽機可自行移動,自
立桅桿,整個工作機構可在履帶底盤上做土3600回轉.
因而現場轉移,對孔位靈活方便,輔助時間少;鑽架采
用"平行四邊形連桿機構十三角形"的支撐結構,非常
適合城市狹窄場地的施工;鑽架上裝有垂直度檢測儀,
可以檢測和顯示鑽架的偏斜度,並可通過鑽機的"微
動"系統調整鑽架的垂直度;國外的SOILMEC公司的
旋挖鑽機產品品種有R-210,11-312,11-416,11-5161-11),
R-620,R-622,R-625,11-725,11-825,11-930,11-940,R-
1240等,其中SOILMEC R622 HD鑽孔機的鑽桅部分與
國內的鑽機產品相比,主要有以下幾點不同.
(1)動力頭滑軌的形式SOILMEC R622 HD鑽孔
機的滑軌採用板式滑軌,但目前許多新型的鑽機採用
的是方形鋼管式滑軌,這種新型的滑軌在強度上容易
保證.
(2)變幅機構與鑽桅之間的十字軸結構SOILMEC
R622 HD鑽孔機的十字軸採用的是轉盤式結構;
鑽機的十字軸結構採用的是柱式結構.
(3)加壓油缸的固定型式SOILMEC R622 HD鑽
孔機的加壓油缸採用的是2個鉸點固定的方式,鉸點所
需的立板通過2--3個鉸點固定在鑽桅上;國內的鑽機
是將鉸點所需的立板通過螺栓間接地焊在鑽桅上.
(4)加壓油缸的防掉SOILMEC R622 HD鑽孔機
的加壓油缸在加壓油缸的末端另有保護裝置;國內的
鑽機則是利用上鉸點來防掉的.
(5)動力頭的下限位塊SOILMEC R622 HD鑽孔
機的下限位塊是在限位塊與動力頭之間加一橡膠塊,
並在橡膠塊的動力頭端加一金屬擋板;國內鑽機的下
限位塊是金屬的,沒有緩沖.
(6)背輪的結構SOILMEC R622 HD鑽孔機背輪
上的2個滑輪是共面布置,主,副卷揚機的鋼絲繩,在前
後方向上錯開;國內的鑽機背輪上的2個滑輪是同心布
置,主,副卷揚機的鋼絲繩在左右方向上錯開.
(7)背輪的位置及收放SOILMEC R622 HD鑽孔
機背輪在運輸狀態下,位於發動機與副卷揚機之間,並
在用手動棘輪機構使之水平;國內的鑽機背輪在運輸
狀態下,位於配重後面,呈豎直狀態.
(8)由於SOILMEC R622 HD鑽孔機採用的是擺動
伸縮式底盤,其鑽桅沒有在鑽桅底部的支腿機構.
寶峨公司的產品系列為BG12H,BG15H,BG18H,
BG24H, BG24H, BG40H, BG24, BG25 , BG36, BG40,
BG48等,該公司最新組裝生產的BG20旋挖鑽孔機,其
二級變幅的結構形式較為特別,在轉台上升起一橫向
支柱,變幅油缸安裝在上面.這一設計可以加大變幅油
缸安裝距,增大鑽桅的穩定性;但他也使轉台的設計變
的復雜,且升高了運輸時的整車高度.國外車型中也僅
有Bauer公司一家使用此結構.另一個特點是主,副卷
揚機都安裝在鑽桅上,節省了回轉平台上的安裝空間,
便於轉台的布置.
2.4動力頭的結構
動力頭是螺旋鑽孔機的關鍵工作部件,其性能好
壞直接影響鑽孔機整機性能的發揮.動力頭的功能:動
力頭是鑽孔機工作的動力源,他驅動鑽桿,鑽頭回轉,
並能提供鑽孔所需的加壓力,提升力,能滿足高速甩土
和低速鑽進2種工況.動力頭驅動鑽桿,鑽頭回轉時應
能根據不同的土壤地質條件自動調整轉速與扭矩,以
滿足不斷變化的工況.國內的動力頭為液壓驅動,齒輪
減速,可實現雙向鑽進和拋土作業,主要包括回轉機
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38

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2004.10
萬方數據
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有葬聲芭畝三畝畝面面畝畝或互畝面菌面面面面或畝
構,動力驅動機構及支撐機構.回轉機構主要有齒輪與
鑽桿互鎖的套管,兩端支撐採用回轉支承,密封等組
成.動力驅動機構採用雙變數馬達帶動減速機及小馬
達小減速機同時驅動鑽進.拋土作業時,大減速機脫
離,小馬達小減速機工作,實現高速拋土.另外,支撐機
構由滑槽,支座上蓋與油缸連接件等組成,均為焊接結
構件,應充分考慮其內部潤滑,應有潤滑油高度顯示,
加油口,放油口等,易於保養,維修.國內三一集團的動
力頭採用雙變數液壓馬達驅動小齒輪,由小齒輪嚙合
大齒輪帶動鍵套與鑽桿配套,可根據不同地質條件自
動無級改變旋轉速度和輸出扭矩.高品質雙速減速機
還可實現高速甩土功能.動力頭有獨立的潤滑,冷卻和
換速液壓系統,確保動力頭可靠高效地工作.OILMEC
R622 HD鑽孔機的動力頭部分與國內鑽機的產品相
比,主要有以下幾點不大相同:SOILMEC R622 HD鑽
孔機的動力頭由三液壓馬達驅動,其中有一對馬達同
軸驅動一齒輪,在反向拋土時,只依靠小馬達提供動
力.國內的鑽機只是由兩液壓馬達提供動力,在反向拋
土作業時,兩馬達均提供動力輸出.SOILMEC R622
HD鑽孔機的動力頭反向旋轉由一單獨機構實現,依靠
此機構實現驅動齒輪與回轉支承外齒輪的離合.國內
的鑽機是通過對減速器的更改來實現這一功能的;國
內的鑽機與SOILMEC R622 HD鑽孔機與CMV鑽孔機
的動力頭部分就結構上來講,大體上是相似的,但
SOILMEC R622 HD鑽孔機與CMV鑽孔機的動力頭更
為相似.他們均為三液壓馬達驅動,減速器與液壓馬達
之間有一拋土換向機構.由於採用的三馬達正常驅動
及一馬達反向拋土驅動.CMV公司的鑽機採用平行連
桿機構加三角形支撐型式,動力頭可按土層自動調整
扭矩和轉速.意馬公司採用動力頭裝有油浴式潤滑.邁
特公司系列旋挖鑽機的動力頭配有套管鑽進增扭裝
置,鑽機的摩擦鑽桿驅動鍵的寬度和厚度大,可鎖式鑽
桿為短鍵嵌入式可保證快速加鎖和解鎖.從國際知名
大公司的鑽孔機產品我們可以看出帶有離合機構的鑽
孔機是比較普遍的機型.
採用恆功率泵與變數液壓馬達配合,使動力頭可
根據地質條件自動改變其排量和壓力,從而改變了輸
出扭矩及轉速,即使動力頭具有土壤自適應特性;採用
帶三擋或離合器的減速機,用遠程液壓操縱換檔來實
現鑽孔機的低速鑽進和高速拋土;液壓換檔,操作簡單
方便,提高了機器的作業效率.採用2個小齒輪同時驅
動I個大齒輪且3個齒輪處於同一水平面.有利於倍增
大齒輪所能傳遞的扭矩;齒輪中心連線為銳角三角形,
使動力頭結構緊湊.大齒輪與空心軸被聯接為一體;空
心軸內壁上均布有3條牙嵌板,其牙嵌鑽進時與鑽桿上
的外牙嵌嵌合,可有效地傳遞扭矩和加壓力;空心軸反
轉時,牙嵌即可分離.此結構不僅實現了軸的功能,也
加強了軸的強度和剛度.動力頭上,下箱體均為焊接結
構,外形輪廓為一條包括幾條圓弧及幾條切線的封閉
曲線;此結構不僅具有足夠的強度和剛度,而且具有良
好的工藝性.
2.5轉台的結構
目前國內旋挖鑽機的轉台為整體焊接式結構,主
縱梁為"工字梁"形截面,主要包括回轉支承,轉台主
體,鑽桅後支撐,配重組成,鑽桅後支撐位於配重前與
轉台主體用螺栓固定,便於拆卸,配重採用分體鑄造大
圓弧結構,運輸時可拆卸.國外旋挖鑽機轉台的結構不
太一樣,如R622-HD旋挖鑽機回轉平台整體上採用了
高鉸點,大截面結構,這也是由轉台受力大,應力高的
特點決定的.轉台主梁為變截面工字梁結構,採用的是
等強度設計,這種設計較矩形梁設計具有重量輕,省材
等優點.邊梁設計與徐工集團RD 18大致相同,採用大
圓弧造型設計.轉台上布置與國內的具有較大區別,在
布置上顯得更為緊湊些,主要區別是回轉減速機前置,
充分利用了前面的空間,主泵和液壓油箱均放在轉台
左邊,燃油箱放在發動機前端,吸油阻力較小,發動機
水散和液壓油散熱放在轉台右邊,主閥等液壓元件放
在轉台右邊油散熱之前,這樣管路布置不會太亂.後面
配重也採用大圓弧設計,與邊梁和機棚造型相適應.
2.6鑽桿的結構
決定設備地層適應能力的主要因素在於旋挖鑽機
所使用的鑽桿形式,鑽頭類型以及與之相適應的設備
本身的結構,其中採用什麼樣的凱式伸縮鑽桿是最重
要的因素.這是因為鑽桿要將動力頭的全部扭矩一直
傳遞到孔底的鑽頭上,並且還要將加壓液壓缸的壓力,
動力頭自重和鑽桿自重等鑽壓穩定地傳遞到幾十米以
下的鑽頭上,因此當鑽進較堅硬的地層時,鑽桿可能要
同時承受大扭矩和大鑽壓,還要克服很大的彎矩,這樣
使得鑽桿的受力條件變得非常復雜,如果鑽桿本身的
能力達不到要求,則很容易損壞.凱式鑽桿可以分為摩
擦鑽桿和鎖緊鑽桿2大類.摩擦鑽桿是指鑽桿上的鍵只
能傳遞扭矩而不能傳遞鑽壓的鑽桿,而鎖緊鑽桿是指
鑽桿之間通過加壓平台可以鎖成一個剛性體對地層加
壓鑽進的鑽桿.摩擦鑽桿在提鑽時不需要解鎖,操作簡
封撰農慕解2004.1o 39
萬方數據
單,但由於加壓能力有限無法鑽進較硬地層.鎖緊鑽桿
的地層適應能力強,但需要解決提鑽時可能對鑽桿造
成強烈沖擊的問題.鎖緊鑽桿又可分為簡單的加壓式
鑽桿和六鍵式嵌岩鑽桿.簡單加壓式鑽桿可以實現加
壓,但加壓平台較窄,壓強較大,容易磨損造成加壓失
效,因此不能真正適應堅硬地層的施工.而六鍵式嵌岩
鑽桿的加壓平台寬大,可以穩定地傳遞大鑽壓,又因為
是六鍵結構,鑽桿本身抗失穩的能力很強,可以有效地
克服鑽桿的細長桿效應.國內外的六鍵式嵌岩鑽桿和
簡單鎖緊式鑽桿都可以實現加壓,但是這類鑽桿也有
不足,就是在提鑽時必須先反轉解鎖,然後再卸土.正
常的提鑽順序應該是鑽桿由內向外依次上升,但是如
果反轉解鎖不完全,就會造成某相鄰兩節鑽桿尚未解
鎖就一起縮進外層鑽桿,一般稱為掛鑽.而這兩節鑽桿
繼續往上運動時,受到輕微的擾動就會自動解鎖,這樣
外面的鑽桿就會懸空,對鑽桿和動力頭會形成強大的
沖擊.通常單節鑽桿的質量約為2t,假如鑽桿從3m甚
至8m高度自由落體沖擊下來,沖擊能量將非常大,如
果沒有保護裝置,很容易造成動力頭和鑽桿的嚴重破
壞.因此使用六鍵式或其他鎖緊式加壓鑽桿必須配置
動力頭減振器.減振器包括彈簧裝置和液壓減振裝置,
能有效緩沖並吸收鑽桿對動力頭的沖擊以及鑽桿之間
的沖擊,保證鎖緊式鑽桿的安全使用.目前國內外旋挖
鑽機的鑽桿採用4節或5節伸縮內鎖式鑽桿,每節長度
大約為13 m,裝配後總長不小於48 m,採用高強度合
金鋼管,鑽桿與動力頭採用長牙嵌內鎖式連接方式.頂
端與上滑動板用010系列無齒回轉支承相連,下端帶有
彈簧緩沖,第4節上端用可滑轉萬向節與主卷鋼絲繩相
連,下端採用方形截面桿通過銷軸與鑽頭相連,每隻鑽
頭應與方形截面桿相配,具有互換性.
2.7鑽頭的結構
鑽頭是決定旋挖鑽機能否較好適應復雜地層,提
高工效的重要部件,目前國內外旋挖鑽機的鑽頭共分3
種常用的結構:短螺旋鑽頭(0600-02 500 mm),回轉
斗鑽頭(0800-02 500 mm)和岩心鑽鑽頭(0800-02
500 mm),如R622-HD旋挖鑽機的鑽頭有:短螺旋鑽頭,
單層底旋挖鑽頭,雙層底旋挖鑽頭共4個沙900,
O1 000,0800,01 500)0目前國內外旋扮鑽機鑽頭的3
種常用的進土結構如下.
(1)短螺旋鑽頭旋挖鑽頭主要縱短螺旋鑽頭為
主,他主要靠螺旋葉片之間的間隙來容納從孔底切削
下來的土,砂礫等,這種鑽頭結構簡單,造價低.地層較
好時,使用他也可達到好的效果,如果地下砂礫石較多
或含水較多時,在提鑽時很容易掉塊,鑽進效率低,甚
至於不能成孔.
(2)單層底旋挖鑽頭在地下水位較高,或含砂礫
較多的地層,目前多數旋挖鑽機均採用鑽頭鑽進,用靜
壓泥漿護壁,這種鑽孔工藝已明顯優於短螺旋鑽頭鑽
孔.最早的旋挖鑽頭是單層底,在底下方有對稱的2扇
僅可向頭內方向打開的合頁門.當鑽頭鑽進時,孔底切
削下來的土,砂經合頁門壓入頭內;在提鑽時,在頭內
土砂的重力作用下,兩扇門向下關閉,以阻止砂土漏回
孔內.由於這種重力作用不是十分可靠,時常發生合頁
門關閉不嚴,造成砂土漏回孔內,降低了鑽進效率,還
會影響孔底清潔度.
(3)雙層底旋挖鑽頭自20世紀90年代以來,國外
的一些鑽機製造公司,在原單層底鑽頭的基礎上,開發
出雙層底的旋挖鑽頭.其特點是2層底可以相對回轉一
個角度,以實現頭底進土口的打開與關閉.即在順時針
旋轉切削時,底部的進土口為開放狀態,當鑽完一個回
次後,將鑽頭逆時針旋轉一個角度,致使進土口強行關
閉,從而使切削物完整地保存在頭內.實踐表明,在復
雜地層中,雙層底鑽頭的鑽進效率及孔底清潔度明顯
優於單層底鑽頭.
2.8卷揚的結構
國內外旋挖鑽機的卷揚有主副卷揚2種,卷揚的結
構採用卷揚減速機,具有卷揚,下放,制動功能,捲筒自
行設計,主卷揚應具有自由下放功能,且實現快,慢雙
速控制.主,副卷揚應配有壓繩器.
2.9液壓電器系統
義大利,德國製造的各類旋挖鑽機的機,電,液一
體化高度集中,結構緊湊,操縱靈活方便,自動化程度
高.他採用伸縮式鑽桿,節省了人力和加接鑽桿的時
間,施工中只需一人即可操縱整台鑽機,工人勞動強度
低.鑽架上裝有垂直度檢測儀,可以檢測和顯示鑽架的
偏斜度,並可通過鑽機的"微動"系統調整鑽架的垂直
度.駕駛室控制面板上裝有孔深和鑽架垂直度顯示儀
以及反映發動機,液壓系統工作狀態的儀表,顯示屏及
報警裝置,有的還裝有全電腦操作系統,使操作手能實
時掌握鑽進深度,鑽架垂直度,保證鑽孔准確到達設計
深度和良好的垂直度.
2.10旋挖鑽機的電液比例伺服控制系統
國內外旋挖鑽機採用電液比例伺服控制系統,
PLC,CAN匯流排控制等,提高了定位鑽孔精度,具有鑽
40髯黔及 Cd 2004.10
萬方數據
築黯機鐮與旅篡橇戮化
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孔深度的自動化檢測,熒光屏顯示功能等,當鑽桅發生
傾斜時,鑽機會自動報警,並進行自動調整.採用能顯
示多種信息的多功能液晶顯示器,能進行起鑽桅控制,
自動垂直調平,回轉倒土控制,發動機的監控,鑽孔深
度測量及顯示,車身工作狀態動畫顯示及虛擬儀表顯
示,故障檢測與報警等信息的顯示.
2.11安全保護
國內外鑽機的設計充分考慮操作人員的安全,並
採取了一些措施,例如:駕駛室前窗配有FOPS(防墜物
保護);卷揚的高度限位;駕駛室內操作台安全控制;發
動機,液壓等參數顯示,報警等.
3國外旋挖鑽機主要特點
義大利,德國等製造的各類旋挖鑽機雖然能力大
小有別,結構上略有差異,但總體性能和質量都比較先
進,可靠,具有以下特點.
(1)機,電,液一體化高度集中,結構緊湊,操縱靈
活方便,自動化程度高,採用伸縮式鑽桿,節省了人力
和加接鑽桿的時間.
(2)可自行移動,自立桅桿,整個工作機構可在履
帶底盤上做13600回轉.因而現場轉移,對孔位靈活方
便,輔助時間少.
(3)與施工能力相同的常規鑽機相比,回轉扭矩
大,並可根據地層情況自動調整.
(4)鑽架採用"平行四邊形連桿機構+三角形"的支
撐結構,非常適合城市狹窄場地的施工.
(5)履帶底盤可以伸縮.
(6)鑽架上裝有垂直度檢測儀,可以檢測和顯示鑽
架的偏斜度,並可通過鑽機的"微動"系統調整鑽架的
垂直度.
(7)駕駛室控制面板上裝有孔深和鑽架垂直度顯
示儀,以及反映發動機,液壓系統工作狀態的儀表,顯
示屏及報警裝置,有的還裝有全電腦操作系統,使操作
手能實時掌握鑽進深度,鑽架垂直度,保證鑽孔准確到
達設計深度和良好的垂直度;實時掌握各系統工作情
況,便於及時採取維修措施,保證鑽機正常運轉.
(8)可實現多工藝鑽進,能適應不同地層,不同樁
基礎處理方法施工的需要.一般類型的旋挖鑽機除能
進行旋挖鑽進外,通過更換工作裝置,還可實現跟管鑽
進和長螺旋鑽進.
參考文獻:
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程,2002,12(3).
[2]王平,趙永生,趙政.旋挖鑽機選型及其在成孔施工中存在問題
的探討〔J].探礦工程,2001, 45(4).
[3」侯再民.旋挖鑽機卡鑽原因及其對策〔J].探礦工程,2001,45(l).
[41 JTJ 034-2000.公路路面基層施工技術規范[S].
[51 GY 203-1996.M筋混凝土預制樁打樁工藝標准〔S].
[61 GY 208-1996.設備基礎施工工藝標准【S工
[71 GY 204-1996.泥漿護壁回轉鑽孔灌注樁施工工藝標准【S].

收稿日期:2004-05-13
(上接第36頁)
3)墩頭必須墩圓,以免滑絲;
4)千斤頂的張拉桿必須擰進錨杯10扣絲以上;
5)鋼絲束接長時,連接桿必須擰進錨杯至10扣絲
以上;
6)如未張拉的鋼絲要進行接長時,應套上一個比
錨杯還大的鋼套管,以便張拉時自由伸長;
7)張拉時要隨著張拉力的增加緊固螺帽,以防錨
杯絲扣變形,不易錨固;
8)錨下混凝土要振搗密實,以免大噸位張拉時造
成混凝土崩裂.
4壓漿與封錨
壓漿是為了加強鋼筋束與混凝土的整體作用,增
大鋼束與混凝土之間的粘結力,把力傳遞給混凝土,防
止鋼絲銹蝕.因此,壓漿必須及時進行,以免長時間綳
緊的鋼絲束產生疲勞荷載,造成預應力損失.壓漿前應
選配好適宜的水灰比,水灰比太小,漿太稠給壓漿造成
困難;太大,漿太稀易離析沉澱,一般情況水灰比以
0.45較適宜.
封錨是為了保護錨頭不受空氣的腐蝕,保證其預
應力的永久性,因此封錨一定要封得密實.
參考文獻:
[1]許尚江.濱州黃河大橋引橋橫隔梁維修加固方案[J].築路機械與施
工機械化,2003 , 20(6).

收稿日期:2004-05-24
獲麟磊豁粼2004Ao 41

萬方數據的資料下的好亂，見諒

㈨ 連續起下鑽及連續循環鑽機

連續起下鑽及連續循環鑽機（CMR）是一種新型的雙井架自動鑽機，能夠完成常規的連續、快速起下鑽，以及常規套管的連續、快速下套管作業，並實現連續循環和連續鑽進。其可行性研究已於2010年年中完成，得出的結論是這種新型鑽機是可行的。目前，它正由挪威油井系統技術集團（WEST）集團旗下的WEST鑽井產品公司通過一個聯合工業研究項目開展研發。

CMR鑽機的主要部件包括：雙井架，設計緊湊，合二為一，看上去像一個井架；兩個井架機器人；兩套提升系統，配備頂驅和自動上卸扣裝置，兩提升系統各自的提升能力為7350kN；兩套自動管子操作設備。

F2.1 主要優點

（1）提高作業效率

1）實現常規鑽桿連續、快速和勻速的起下鑽。在起下鑽過程中鑽桿做連續、快速和勻速的軸向運動，在運動中完成上卸扣，而不像常規鑽機那樣需要停下來進行上卸扣。設計的最大起下鑽速度為1800～3600m／h，大致相當於60～120根立柱／h。

2）實現連續、快速和勻速的下套管或尾管。套管或尾管在連續下入過程中完成連接。設計的最大下套管速度為900m/h。

3）實現連續循環。在起下鑽和鑽進過程中，鑽井液的循環不間斷，有利於實施控壓鑽井。

4）實現連續鑽進。在鑽進過程中，不用為連接鑽桿而停鑽，可以邊鑽邊接鑽桿，有利於提高機械鑽速（圖F2.1）。

圖F2.1 連續循環與連續鑽井過程示意圖

（2）提高作業安全性

1）實現鑽井作業過程的全自動，無需鑽台工和井架工，避免人員受傷；

2）連續起下鑽可減少或避免壓差卡鑽；

3）連續和勻速起下鑽可減少或避免激動和抽吸作用引起的井筒壓力波動，有利於維持井壁穩定；

4）連續循環有利於降低起下鑽、下套管和接單根期間發生井下復雜情況的可能性。

（3）降低成本

因作業效率的提高，鑽井周期有望縮短20%以上。鑽井周期的縮短和作業安全性的提高所帶來的效益完全可以抵消鑽機日費的增加，並有望降低鑽井成本。

F2.2 主要缺點

1）井架的高度和重量有所增加，但均在可接受的范圍的；

2）鑽機相對復雜，預期成本高，鑽機日費高。

F2.3 前景展望

CMR鑽機有望實現全自動的連續鑽井作業，使鑽機和鑽井過程的自動水平再上一個大台階，研製成功後，將成為鑽機技術的一次重大突破，並在陸上和海上鑽井中得到推廣應用。如與正在推廣應用的海上雙作業鑽機的功能集成在一起，在海洋鑽井中提速潛力將更大。

㈩ 什麼是頂部驅動裝置鑽井

多年來，石油鑽井一直是依靠鑽機的轉盤帶動方鑽桿和鑽具、鑽頭旋轉進行鑽井作業的。近年來，隨著鑽井裝備技術的不斷發展，為了更好地滿足鑽特殊工藝井的需要，20世紀80年代，國外研製出一種將水龍頭與馬達相結合，在井架空間的上部帶動鑽具、鑽頭旋轉，並可沿井架內安放的導軌向下送進的鑽井裝置，同時配備了鑽桿的上、卸絲扣裝置，可完成井下鑽柱旋轉、循環鑽井液、鑽桿上卸、起下鑽、邊起下邊轉動等操作。因該裝置在鑽機的游動滑車之下，驅動的位置比原轉盤位置要高，所以稱之為頂部驅動鑽井裝置。頂部驅動鑽井裝置可接立柱（三根鑽桿組成一根立柱）鑽進，省去了轉盤鑽井時接、卸方鑽桿的常規操作，節約鑽井時間20%～25%，同時，減輕了工人勞動強度，減少了操作者的人身事故。使用頂部驅動裝置鑽井時，在起下鑽具的同時可循環鑽井液、轉動鑽具，有利鑽井中井下復雜情況和事故的處理，對深井、特殊工藝井的鑽井施工非常有利。頂部驅動裝置鑽井使鑽機的鑽檯面貌為之一新，為今後實現自動化鑽井創造了條件。

目前國內外的深井鑽機、海洋及淺海石油鑽井平台、施工特殊工藝井的鑽機大多配備了頂部驅動鑽井裝置。1993年，國內開始了頂部驅動裝置的研究工作，1996年完成了頂部驅動裝置樣機的台架試驗。1997年，寶雞石油機械廠生產出了DQ60D型頂部驅動裝置，在塔里木油田鑽井隊使用後現已批量生產。截至2004年我國在用的頂部驅動鑽井裝置大約有150台左右。

頂部驅動鑽井裝置