钻机自动上钻杆装置

㈠ 旋挖钻机是怎样施工钻洞的

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，旋挖钻机的额定功率一般为125～450kW，动力输出扭矩为120～400kN·m，*大成孔直径可达1.5～4m，*大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工要求。

该类钻机一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感,具有操作轻便、舒适等特点。主、副两个卷扬可适用于工地多种情况的需要。该类钻机配合不同钻具,适用于干式(短螺旋)或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业,还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多种功能，主要用于市政建设、公路桥梁、工业和民用建筑、地下连续墙、水利、防渗护坡等基础施工。国内的专家认为：旋挖钻机在国内今后几年仍有很大的市场。

旋挖钻机的机械装置主要包括变幅机构、桅杆、主、辅卷扬、动力头、随动架、加压装置、钻杆、钻具等。采用了平行四边形变幅机构、自行起落折叠式桅杆;自动控制检测主机功率、回转定位及安全保护：自动检测、调整钻杆的垂直度：钻孔深度预置和监测等新技术。彩色显示屏直观显示工作状态参数，整机操纵上采用先导控制、负荷传感，最大限度地提高了操作的方便性、灵敏性和安全舒适性，充分实现了人、机、液、电一体化。

旋挖钻机所配套的短螺旋钻头、普通钻头、捞沙钻头、岩心等钻具，可钻进粘土层、沙砾层、卵石层和中风化泥岩等不同地质。


联达旋挖钻机

旋挖钻机钻进成孔工艺及原理。旋挖成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能迅速到达桩位，利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆、钻头，钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻头内，然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺。而在松散易坍塌地层，则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。

旋挖钻机钻进工艺与正反循环钻进工艺的根本区别是，前者是利用钻头将破碎的岩土直接从孔内取出，而后者是依靠泥浆循环向孔外排除钻渣。

㈡ 旋挖钻机，钻杆怎么驱动的和传动的

旋挖钻机是靠动力头上的马达驱动，马达下面行星减速机减速，减速机带动箱体，箱体驱动钻杆最外面一节转动，每节钻杆间传动是靠钻杆花管。有具体图片，传不是，要旋挖钻机和钻杆原理图请加请加QQ：734633425。
北京若鞍亿科技有限公司专业旋挖钻机钻杆制造商，宝峨技术，10年旋挖设计和施工经验。

㈢ 钻机的操作方法

一、安全警示

1)液压系统额定压力不得擅自超调。

2)压力油管不得在漏油、渗油情况下工作。

3)渗漏油液应及时掩埋处理。

4)高压胶管具有阻燃抗静电性能，不得随意更换。

二、操作方法

钻机各操作手把、手轮的位置如图3-17所示，各自功能如下所述。

图3-17 操纵台示意图

1.操作手把

1)马达回转操作手把1———用以改变马达的转向。手把向前推，回转器正转;手把往后拉，回转器反转;手把置于中间位置，回转器停转，马达浮动。

2)给进起拔操作手把3———操作此手把可使回转器在机身导轨上前进、后退和停止。手把向前推，回转器前进;手把往后拉，回转器后退;手把置于中间位置，油缸浮动。

3)起下钻功能转换手把5———用以改变卡盘、夹持器与给进油缸的联动方式。下钻时，手把推向前位;起钻时，手把拉向后位;钻进时，手把置于前位或中位(中位时联动功能失效)。

4)钻进操作手把6———操作此手把可使回转器在机身导轨上前进、后退和停止。手把向前推，回转器前进;手把往后拉，回转器后退。

5)夹转联动功能转换手把8———用于控制夹持器的联动关系。有三个位置:手把前推，夹持器与给进、起拔油缸联动;手把后拉，夹持器与回转油马达联动;手把置于中位时，夹持器油路关闭。

6)钻进方式转换手把10———手把前推，Ⅱ泵的压力油经钻进操作阀全部进入给进回路，调节溢流阀可以调整给进压力。手把向后拉，Ⅱ泵的压力油一部分进入卡盘，用于提高卡盘的工作压力，使卡盘在大转矩、大给进力的情况下仍能可靠地卡紧钻杆(此时溢流阀应关闭)，另一部分压力油通过减压阀进入给进油缸，调节减压阀可以调整给进压力的大小。减压阀手轮顺时针旋转，压力增大，反时针旋转，压力减小。同时，压力油可经过截止阀进入抱紧装置使回转器制动(采用孔底马达钻进时使用)。

7)Ⅱ泵分流操作手把14———用以控制Ⅱ泵压力油的流向。手把前推，压力油进入稳固调角多路阀;手把后拉，压力油经Ⅱ泵油路板进入钻进系统。

8)绞车马达操作手把16———用来控制绞车马达的回转。

9)稳固调角油缸操作手把17———分别控制位于履带车体四个角位置上的八只油缸，实现钻机的稳固和角度调整。

10)钻机行走操作手把21、23———用以分别控制两侧履带的前进、后退和停止。手把前推，履带车体前进;手把后拉，履带车体后退;回复中位，履带车体停止并制动。手把一前一后，钻机转弯。

11)孔底马达钻进限压手柄24———孔底马达钻进中对回转转矩进行限定，对孔底马达钻进的钻具进行保护。

2.操作手轮

1)起拔回路节流调节手轮12———顺时针旋转，过流口增大，背压减小;逆时针旋转，过流口减小，背压增大。

2)溢流给进压力调节手轮13———顺时针旋转时，给进压力增加;反时针旋转时，给进压力减小，压力大小由给进压力表25指示。

3)减压给进压力调节手轮15———顺时针旋转时，给进压力增加;反时针旋转时，给进压力减小，压力大小由给进压力表25指示。

4)油马达变量手轮———位于油马达上，用于改变油马达排量，调整回转速度。手轮顺时针旋转排量增大，回转速度减小;手轮反时针旋转，马达排量减小，回转速度增大。

3.开机前的装备

1)通过位于油箱盖上的空气滤清器滤网向油箱内加注清洁的N46抗磨液压油，钻机正常工作后，油面应在油位指示计的中上部约2/3处。

2)检查钻机各部分的紧固件是否牢固。

3)给需要润滑的部位加注润滑油或润滑脂。为保证回转器减速装置行星齿轮轴承的润滑，在初次使用前应通过回转器后盖上的变速箱回油口往箱体内注入液压油，油面应与回油口的高度相同。

4)操纵台上各手把均置于中位，减压阀、调压阀手轮调至压力最小的位置。马达变量手轮按需要调节，一般调在中等排量。

5)关闭主操纵台左边的截止阀(采用孔底马达钻进时先打开，通入高压油后再关闭)，打开主操纵台右边的截止阀。

4.启动

1)接通电源，试转电动机，注意其转向是否与油泵的转向要求一致。

2)启动电动机，观察油泵是否正常运转(应无异常声响，操纵台上的回油压力表应有指示)，检查各部件有无渗漏油现象。

3)使油泵空载运转3～5min后再进行操作。如油温过低，空转时间应加长，待油温升高至20℃左右时，才可调大排量进行工作。

5.试运转

1)油马达正转、反转双向试验，运转应平稳、无杂音，最低转速时系统压力表读数不超过4MPa。

2)反复试验回转器的前进、后退，以排除给进油缸中的空气，直到运转平稳为止，此时系统压力不应超过2.5MPa。

3)试验卡盘、夹持器，开闭要灵活，动作要可靠。

4)试验履带钻机车体的前进和后退，确信其运转平稳，无卡滞现象。

5)在以上各项试运转过程中，各部分应无漏油现象，如发现应及时排除。

6.车体稳固与机身调角

1)将稳固车体处地面处理平整。

2)调整好车体位置后，操作稳固调角油缸手把，将下面四个油缸杆伸出至底板使履带不受力。

3)调俯角时，调整油缸使后方下面两油缸杆伸出长度大于前方下面两油缸杆伸出长度，利用高度差实现设计倾角;调仰角时，松动机身前后横梁的夹头螺钉，用附属装置将机身吊起至设计倾角，拧紧夹头螺钉。

4)伸出上面四只油缸至顶板稳固好车体，必要时加接伸缩杆。

注意:1)为确保钻机钻进时的稳定性，钻机平台前后应根据实际情况增加必要的辅助支撑，并使辅助支撑顶紧巷道岩煤壁，确保钻机前后不窜动。

2)每班次开钻前及长时间连续工作后需检查稳固油缸，如有松动需重新加压顶紧。

7.开孔(孔口回转钻进)

1)从回转器后端插入一根钻杆，穿过卡盘，顶在夹持器端面上(因此时夹持器闭合，不能穿入)。若因卡瓦在回油压力作用下闭合，钻杆不能插入卡盘，可关掉电机，待卡盘自动松开，穿过钻杆后，再重新启动电机。

2)将起下钻功能转换手把和夹转联动功能转换手把推到前位(即“下钻联动”、“夹转联动分离”位)，再向前推给进起拔手把至“给进”位，夹持器自动张开(若夹持器张开不充分，可逆时针旋转节流阀手轮人为背压使夹持器张开)，即可使钻杆通过夹持器，将给进起拔手把扳回“中位”。在夹持器前方人工拧上钻头。

3)在钻杆末端接上送水器(水便)，开动泥浆泵送入冲洗液，开孔钻进。

8.钻进

开动泥浆S泵向孔内送入冲洗液。待孔口见到返水后按如下程序操作:

1)打开夹持器，然后关闭截止阀使夹持器常开，再将给进起拔手把置于中位，将起下钻功能转换手把置于前位，即“下钻联动”位。

2)扳动马达回转手把让回转器正向旋转(切勿反转)。再通过马达的变量手轮调整回转速度，使之达到规定值。

3)给进可以采用溢流给进或减压给进。

4)待钻头接触孔底岩石后，调节给进压力缓慢到规定值，开始正常钻进。

注意:1)在回转转矩较小，系统压力较低时，夹转联动状态下夹持器不能充分打开，卡瓦与钻杆易发生摩擦，因此从保护钻杆的角度考虑，尽管这种操作比较简单，也尽量不要过多使用夹转联动功能。操作者应在钻进时完全打开夹持器(方法有多种)、同时关闭截止阀，而在倒杆时，则要先打开截止阀;

2)在钻进过程中要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常情况及时处理;

3)钻机在钻进过程中，严禁在夹持器打开的情况下反转回转器，防止发生掉钻事故;

4)在钻进过程中必须先回转，然后再给进，严禁相反顺序操作。

9.倒杆

1)在一个回次结束时，先减小给进压力，停止给进，然后停止回转，打开截止阀，夹持器夹住钻具。

2)后拉钻进操作手把退回回转器(也称“倒杆”)后，打开夹持器，然后重新开始钻进(操作同前)。

10.加杆(接长钻具)

1)减小给进压力，停止给进和回转，关闭夹持器，使之夹紧钻杆。

2)停供冲洗液，卸下送水器。

3)接上加尺钻杆，接上送水器。

4)退回回转器，打开夹持器，将夹持器功能转换手把扳到中位(或关闭截止阀)，开始下一回次钻进。

11.停钻

1)减小给进压力，停止给进和回转。

2)后退回转器，将钻具提离孔底一定距离，前推夹持器功能转换手把(或打开截止阀)，使夹持器夹紧钻杆。

3)停供冲洗液。

12.起钻

1)停钻，卸下送水器。

2)将起下钻转换手把置于起钻位置，回转器马达排量调到最大。

3)操作给进起拔操作手把，后退回转器向孔外退出钻杆，反复向外倒杆，待欲卸的钻杆接头处于回转器和夹持器之间、距夹持器250～300mm时停止倒钻杆，马达反转拧松钻杆丝扣。

4)操作给进起拔手把和钻进操作手把，继续向外倒钻杆，当已拧松的钻杆全部退出回转器主轴后，人工卸下钻杆。

5)重复上述3)至4)项操作，拉出下一根钻杆，直到拔出孔内全部钻杆。

6)在拉出最后一根钻杆时，仍需在夹持器前方人工卸下钻头。

注意:1)卸钻杆时回转器不能后退到极限位置，须留70mm以上的空位，使回转器能在卸扣过程中随着丝扣的脱开而自动后退，否则会造成钻机或钻杆螺纹的损坏。

2)为避免钻杆螺纹损坏，用回转器拧松钻杆即可，剩余部分仍要人工卸出。

13.下钻

1)按照开孔的操作，将第一根钻杆插入回转器和夹持器，并安装好钻头，将起下钻转换手把置于下钻位置，同时也将钻进方式转换手把前推至“溢流给进”位。

2)操作给进起拔手把，回转器的往复移动将钻杆送入孔内，反复倒杆，待钻杆尾端接近回转器主轴后端面时停止。

3)从回转器后端人工接上一根新钻杆。

4)继续向孔内下钻，当新拧上的钻杆接头移到卡盘和夹持器之间时，回转器正转(卡盘自动夹紧)拧紧钻杆螺纹。

5)重复上述2)至4)项操作，继续向孔内钻杆。

注意:孔内有钻具时，除按规定程序卸钻杆外，不允许回转器反转。

14.孔底马达定向钻进

孔底马达定向钻进依靠高压水驱动孔底马达实现回转，带动钻头切削煤岩，配合随钻测斜(量)等辅助测量技术手段。对钻孔轨迹进行较精确的定向控制，钻杆不回转并且要求可靠定位。

1)加接钻杆及起下钻参见回转钻进。

2)定向钻进中主轴制动、卡盘加紧钻杆、夹持器松开，用Ⅱ泵加压钻进。

㈣ 什么是钻机自动送钻

通俗点讲，就是你不用另外加力钻机会自动往深里钻。

㈤ 钻机的结构及特点

钻机为整体式布局(图3-1)，由主机、操纵台、泵站、履带车体和稳固装置五大部分组成，主机、泵站、操纵台之间用高压胶管连接，共同安装在履带车体之上，结构紧凑，便于井下搬迁运输。

图3-1 钻机结构示意图

一、主机

主机(图3-2)由回转器、给进装置、夹持器、调角装置组成。

图3-2 主机结构示意图

1.回转器

回转器由油马达、变速箱、抱紧装置和液压卡盘组成(图3-3;表3-1)。

图3-3 回转器结构示意图

油马达为手动变量斜轴式柱塞马达，通过齿轮减速驱动主轴和液压卡盘回转，调节马达排量可以实现无级变速。变速箱包含行星齿轮和圆柱斜齿轮两级减速。抱紧装置为常开式结构，在采用孔底马达钻进工艺时通入高压油，使之抱紧输入轴，防止钻杆转动。液压卡盘为油压夹紧、弹簧松开的胶筒式结构，具有自动对中、卡紧力大等特点。控制液压卡盘的压力油通过箱体上的滤油器和主轴上的配油装置供给。配油装置的泄漏油通过变速箱后经回油滤油器直接回到油箱，这部分油既起到润滑齿轮和轴承的作用，又可带走齿轮搅油产生的热量。

表3-1 回转器零部件明细

续表

注:表中的序号与图3-3中的编号对应。

回转器采用卡槽式连接安装在给进装置的拖板上，借助给进油缸带动拖板沿机身导轨往复运动，实现钻具的给进或起拔。回转器主轴为通孔式结构，使用钻杆的长度不受钻机给进行程的限制。

(1)抱紧装置

抱紧装置(图3-4;表3-2)为常开式结构，在采用孔底马达钻进工艺时通入高压油，使之抱紧输入轴，防止钻杆转动。

图3-4 抱紧装置结构示意图

表3-2 抱紧装置零部件明细

续表

注:表中序号与图3-4中的编号对应。

(2)液压卡盘

液压卡盘(图3-5;表3-3)为油压夹紧、弹簧松开的胶筒式结构，具有自动对中、卡紧力大等特点。控制液压卡盘的压力油通过箱体上的滤油器和主轴上的配油装置供给。

图3-5 液压卡盘结构示意图

表3-3 液压卡盘零部件明细

注:表中的序号与图3-5中的编号对应。

2.给进装置

给进装置由两根并列的给进油缸、机身和拖板组成(图3-6;表3-4)。给进油缸选用双杆缸，两侧的活塞杆与机身的两端固定。缸体上的卡环卡在拖板的挡块之间，缸体在活塞杆上往复运动即可带动拖板及回转器沿机身导轨移动。

表3-4 给进装置零部件明细

续表

注:表中序号与图3-6中的编号对应。

图3-6 给进装置结构示意图

3.夹持器

夹持器(图3-7;表3-5)固定在给进装置机身的前端，用于夹持孔内钻具，还可配合回转器实现机械拧卸钻杆。卡瓦由螺钉固定在卡瓦体上，卡瓦体靠挡边与销轴实现轴向固定。将两根销轴抽出即可从一侧取出卡瓦体，使夹持器通孔扩大，以便通过粗径钻具。在夹持器与给进机身的连接处设有两组调整垫片，用于调整夹持器卡瓦组的中心高，使之与回转器主轴中心高相一致。

图3-7 夹持器结构示意图

表3-5 夹持器零部件明细

续表

注:表中序号与图3-7中的编号对应。

4.调角装置

调角装置由横梁、撑杆、滑轮装置、支座、垫板和销组成。横梁用来稳固给进装置。调角时滑轮装置套装在上稳固装置前油缸上，用钢丝绳绕过滑轮和横梁。油缸上顶，横梁即上升，进而带动给进装置上仰。俯角调整是通过调整下稳固装置前后支腿高度差实现的。

二、操纵台

图3-8 操纵台结构示意图

操纵台是钻机的控制中心，由多种液压控制阀、压力表及管件组成(图3-8;表3-6)。钻机行走、转向、动力头回转、给进起拔、机身调角稳固等动作的控制和执行机构之间的联动功能都是通过操纵台上的阀类组合来实现的。为使钻机布局合理，结构紧凑，按不同的工作状态，将操纵台分为主操纵台和副操纵台两部分。主操纵台在钻孔时使用，设在履带车体后方左侧，也便于在钻进时观察孔口情况，远离孔口进行操作，有利于安全。副操纵台在钻机行走、车体稳固调角或测斜时使用，设在履带车体后方中间位置，符合操作及驾驶习惯。

表3-6 操纵台零部件明细

续表

注:表中的序号与图3-8中的编号对应。

主操纵台上设有马达回转、给进与起拔、起下钻功能转换、钻进功能转换、夹持器功能转换、Ⅱ泵功能转换、Ⅱ泵分流功能转换七个操作手把，溢流阀调压、减压阀调压和起拔节流三个调节手轮，以及Ⅰ泵系统压力表、给进压力表、起拔压力表、Ⅱ泵系统压力表和回油压力表等五块压力表。为实现联动功能而设置的专用阀安装在油路板内，所有油路控制阀、压力表及其间的连接管路均安装在一个框架内。副操纵台靠主操纵台供给高压油工作，共设两个履带行走操作手把和一个九联多路阀，其中一联控制绞车马达，其余八联控制八只稳固调角油缸的伸缩。正常钻进时，上述油缸均不工作，主操纵台也不向副操纵台供油。

三、泵站

泵站(图3-9)是钻机的动力源。由防爆电机泵组(图3-10;表3-7)和油箱(图3-11;表3-8)等部件组成。电动机通过弹性联轴器带动Ⅰ、Ⅱ泵工作，从油箱吸油并排出高压油，经操纵台的控制和调节使钻机的各执行机构按要求工作。Ⅰ、Ⅱ泵均为液控变量泵，效率高，温升慢。

图3-9 泵站结构示意图

图3-10 电机泵组结构示意图

图3-11 油箱结构示意图(隐藏后侧板)

表3-7 电机泵组零部件明细

续表

注:表中序号与图3-10中的编号对应。

表3-8 油箱零部件明细

续表

续表

注:表中序号与图3-11中的编号对应。

注意:1)为避免油箱内液压油污染，必须通过空气滤清器的滤网加入符合标准的液压油;

2)为保证进油顺畅，应定期清洗油箱和吸油滤油器;

3)为保证钻机连续工作时油箱内的液压油温度不超过60℃，应通过冷却器使液压油降温;

4)冷却器的冷却水压力不得超过1MPa;

5)当冷却器的出水不畅时，应对其进行清洗。

四、履带车体

履带车体(图3-12;表3-9)由履带底盘、车体平台组成。履带底盘选用钢制履带片，耐磨、强度高。车体平台固接在履带底盘的横梁上，用来安装固定主机、泵站和操纵台等部件。

图3-12 履带车体结构示意图

表3-9 履带车体零部件明细

注:表中序号与图3-12中的编号对应。

五、稳固装置

稳固装置由油缸、伸缩杆、上下接地装置等组成(图3-13;表3-10)，钻机运输时若高度超高可将油缸以上的伸缩杆等去掉。稳固装置统一由副操纵台上的九联阀控制油缸的伸缩实现钻机的稳固。

图3-13 稳固装置结构示意图

表3-10 稳固装置零部件明细

注:表中序号与图3-13中的编号对应。

六、钻机特点

1)主机、泵站、操纵台三大件集中布置在自行式履带车体之上，搬迁方便。

2)卡盘和夹持器相配合，可实现钻具拧卸机械化，减轻工人劳动强度。钻机上设置多种联动功能，可提高工作效率。

3)给进与起拔钻具能力大，提高了钻机处理孔内事故的能力。

4)采用双泵系统，回转参数与给进参数可以独立调节。变量油泵和变量油马达组合，转速和转矩可在较大范围内无级调整，提高了钻机的适应能力。

5)回转器主轴为通孔式结构，钻杆长度不受钻机给进行程的限制。取出夹持器卡瓦体，可扩大其通孔直径，便于起下粗径钻具。

6)液压元件采用进口或国产先进定型产品，性能稳定，通用性强，质量可靠。

㈥ 顶部驱动装置原理

什么是顶部驱动钻井系统？编辑

所谓的顶驱，就是可以直接从井架空间上部直接旋转钻柱，并沿井架内专用导轨向下送进，完成钻柱旋转钻进，循环钻井液、接单根、上卸扣和倒划眼等多种钻井操作的钻井机械设备。
见图：它主要有三个部分组成：导向滑车总成、水龙头-钻井马达总成和钻杆上卸扣装置总成。
该系统是当前钻井设备自动化发展更新的突出阶段成果之一。经实践证明：这种系统可节省钻井时间20%到30%，并可预防卡钻事故，用于钻高难度的定向井时经济效果尤为显著。

3顶部驱动系统的研制过程：编辑
1、钻井自动化进程推动了顶部驱动钻井法的诞生。
二十世纪初期，美国首先使用旋转钻井法获得成功，此种方法较顿钻方法是一种历史性的飞跃，据统计，美国有63%的石油井是用旋转法钻井打成的。
但在延续百多年的转盘钻井方式中，有两个突出的矛盾未能得到有效的解决：其一、起下钻时不能及时实现循环旋转的功能，遇上复杂地层或是岩屑沉淀，往往造成卡钻。其二、方钻杆的长度限制了钻进的深度（每次只能接单根），降低了效率，增加了劳动的强度，降低了安全系数。
二十世纪七十年代，出现了动力水龙头，改革了驱动的方式，在相当的程度上改善了工人的操作条件，加快了钻井的速度以及同期出现的“铁钻工”装置、液气大钳等等，局部解决了钻杆位移、连接等问题，但远没有达到石油工人盼望的理想程度。

TDS-3SB
二十世纪八十年代，美国首先研制了顶部驱动钻井系统TDS-3S投入石油钻井的生产。80年代末期新式高扭矩马达的出现为顶驱注入了新的血液和活力。TDS—3H、TDS—4应运而生，直至后来的TDS-3SB、TDS-4SB、TDS-6SB。
二十世纪九十年代研制的IDS型整体式顶部驱动钻井装置，用紧凑的行星齿轮驱动，才形成了真正意义上的顶驱，既有TDS到IDS，由顶部驱动钻井装置到整体式顶部驱动钻井装置，实现了历史性的飞跃。
2、挪威DDM-HY-650型顶部驱动钻井装置：
最大载荷6500kN，液压驱动，工作扭矩为55kN.m，工作时最大扭矩为63.5kN.m，工作转速为130—230r/min，液压动力压力为33MPa，排量1600L/min，水龙头吊环到吊卡上平面的距离为6.79米，质量17吨。
3、加拿大8035E顶部驱动钻井装置：
额定钻井深度5000米，额定载荷3500kN，输出功率670kW，最大连续扭矩33.10kN.m，最高转速200r/min，质量为8.6吨。最低井架高度要求39米。
4、美国ES-7型顶部驱动钻井系统：
采用25kW直流电机驱动钻柱，连续旋转扭矩34.5kN.m，间歇运转扭矩41.5kN.m，额定载荷5000kN，最高转速300r/min，钻井液压力35.1MPa，系统总高7.01米，质量8.1吨。
5、国产DQ-60D型顶部驱动钻井装置。
额定钻井深度6000m，最大钩载4500kN，动力水龙头最大扭矩40kN.m，转速范围0—183r/min，无级调速；直流电机最大输出功率940kw；倾斜臂最大倾斜角，前倾30°，后倾15°；回转半径1350mm；最大卸扣扭矩80kN.m；上卸扣装置夹持钻杆的范围Ø89—Ø216mm（3½—8½ in）。

4顶部驱动钻井装置的结构：编辑
（一）、 顶部驱动钻井装置主要有以下部件和附件组成:
1、水龙头－－钻井马达总成（关键部件）；
2、马达支架/导向滑车总成（关键部件）；
3、钻杆上卸扣总成（体现最大优点的部件）；
4、平衡系统；
5、冷却系统；
6、顶部驱动钻井装置控制系统；
7、可选用的附属设备。
顶部驱动钻井装置的主体部件，主要包括：
1、钻井马达；
2、齿轮箱；
3、整体水龙头；
4、平衡器。
钻井马达的冷却系统：
马达的冷却为风冷。
1、近距离安装鼓风机
2、加高进气口的近距离安装鼓风机
3、远距离安装鼓风机近距离就是近距离向马达提供冷却风，取风高度在马达行程最低点距离钻台6米以上。
远距离安装鼓风机：
在不能保证提供安全冷却空气的情况下，例如：井架为密闭式的即可采用直径8in软管冷却系统，且鼓风机马达为40hp（比近距离安装提高了一倍），马达安在二层平台，从井架外吸进空气，增加的马力用于驱使空气流过较长的进气软管。
（二）、导向滑车总成
整个导向滑车总成沿着导轨与游车导向滑车一起运动。当钻井马达处于排放立根的位置上时，导向滑车则可作为马达的支撑梁。导轨有单轨和双轨两种。
（三）、钻杆上卸扣装置
主要组成部件：
1、扭矩扳手
2、内防喷器和启动器
3、吊环连接器和限扭器
4、吊环倾斜装置
5、旋转头
扭矩扳手总成提供钻杆的上卸扣的手段。他位于内防喷器下部的保护接头一侧，他有两个液缸在扭矩管和下钳头之间。
钳头有一直径为10in的夹紧活塞，用以夹持与保护接头相连接的钻杆母扣。范围：3½in--7⅜in。
钻杆上卸扣装置另有两个缓冲液缸，类似大钩弹簧，可提供丝扣补偿行程125mm。
内防喷器是全尺寸、内开口、球型安全阀式的。带花键的远控上部内防喷器和手动的下部内防喷器形成井控防喷系统，内防喷器采用6⅝in正规扣，工作压力为105MPa。
吊环倾斜装置：
有两种功用：
1、吊鼠洞中的单根。
2、接立柱时，不用井架工在二层台上将大钩拉靠到二层台上。若行程1.3米的倾斜装置不能满足要求则可选择2.9米的长行程吊环倾斜装置。
平衡系统的主要作用是防止上卸接头扣时螺纹的损坏，其次在卸扣时可帮助公扣接头从母扣接头中弹出，这依赖于它为顶部驱动钻井装置提供了一个类似于大钩的152 毫米的减震冲程。是因为使用顶部驱动钻井装置后没有再安装大钩了；退一步说，即使装有大钩，它的弹簧也将由于顶部驱动钻井装置的重量而吊长，起不了缓冲作用。

5顶部驱动装置操作过程编辑
接立根钻进
接立根钻进是顶部驱动钻井装置普遍采用的方式。采用立根钻进方法很多。对钻从式井的轨道钻机和可带立根运移的钻机，钻杆立根可立在井架上不动，留待下一口井接立根钻进使用。若没有立根，推荐两种接立根方法：一是下钻时留下一些立根竖在井架上不动，接单根下钻到底，用留下的立根钻完钻头进尺；二是在钻进期间或休闲时，在小鼠洞内接立根。为安全起见，小鼠洞最好垂直，以保证在垂直平面内对扣，简化接扣程序。还应当注意接头只要旋进钻柱母扣即可，因为顶部驱动钻井钻井马达还要施加紧扣扭矩上接头。
接单根钻进
通常在两种情况需要接单根钻进。一种是新开钻井，井架中没有接好的立根；另一种是利用井下马达造斜时每9．4 m必须测一次斜。吊环倾斜装置将吊卡推向小鼠洞提起单根，从而保证了接单根的安全，提高了接单根钻进的效率。接单根钻进程序如下：
1 钻完单根坐放卡瓦于钻柱上，停止泥浆循环(图a)；
2 用钻杆上卸扣装置上的扭矩扳手卸开保护接头与钻杆的连接扣；
3 用钻井马达旋扣；
4 提升顶部驱动钻井装置。提升前打开钻杆吊卡，以便让吊卡通过卡瓦中的母接箍(图b)；
5 起动吊环倾斜装置，使吊卡摆至鼠洞单根上，扣好吊卡；
6 提单根出鼠洞。当单根公扣露出鼠洞后，关闭起动器使单根摆至井眼中心(图c)；
7 对好钻台面的接扣，下放顶部驱动钻井装置，使单根底部进入插入引鞋(图d)；
8 用钻井马达旋扣和紧扣，打背钳承受反扭矩；
起下钻操作
起下钻仍采用常规方法。为提高井架工扣吊卡的能力和减少起下钻时间，可以使用吊环倾斜装置使吊卡靠近井架工。吊环倾斜装置有一个中停机构，通过它可调节吊卡距二层台的距离，便于井架工操作。
打开旋转锁定机构和旋转钻杆上卸扣装置可使吊卡开口定在任一方向。如钻柱旋转，吊卡将回到原定位置。起钻中遇到缩径或键槽卡钻，钻井马达可在井架任一高度同立根相接，立即建立循环和旋转活动钻具，使钻具通过卡点。
倒划眼操作
1、使用顶部驱动钻井装置倒划眼
可以利用顶部驱动钻井装置倒划眼，从而防止钻杆粘卡和破坏井下键槽。倒划眼并不影响正常起钻排放立根，即不必卸单根。
2、倒划眼起升程序
倒划眼起升步骤如下(参见下图)：
1) 在循环和旋转时提升游车，直至提出的钻柱第三个接头时停止泥浆循环和旋转(图a)，即已起升提出一个立根；
2) 钻工坐放卡瓦于钻柱上，把钻柱卡在简易转盘中；
3) 从钻台面上卸开立根，用钻井马达旋扣(倒车扣)；
4) 用扭矩扳手卸开立根上部与马达的连接扣，这时只有顶部驱动钻井装置吊卡卡住立根。在钻台上打好背钳，用钻井马达旋扣（图b）；
5) 用钻杆吊卡提起自由立根(图c)；
6) 将立根排放在钻杆盒中(图d)；
7) 放下游车和顶部驱动钻井装置到钻台(图e)；
8) 将钻井马达下部的公接头插入钻柱母扣，用钻井马达旋扣和紧扣。稍微施加一点卡瓦力，则钻杆上卸扣装置的扭矩扳手就可用于紧扣；
9) 恢复循环，提卡瓦，起升和旋转转柱，继续倒划眼起升。
一、下管套
顶部驱动钻井装置配用500～750 t吊环和足够额定提升能力的游动滑车，就能进行额定重量500～650 t的下套管作业。为留有足够的空间装水龙头，必须使用4．6 m的长吊环。
将一段泥浆软管线同钻杆上卸扣装置保护接头相连，下套管过程中可控制远控内防喷器的开启与关闭，实现套管的灌浆。
如果需要，也可使用悬挂在顶部驱动钻井装置外侧的游动滑车和大钩，配用Varco BJ规定吊卡和适当的游动设备，按常规方法下套管。顶部驱动钻井装置起下套管装置如图3—5所示。

6顶部驱动钻井装置的优越性编辑
1、节省接单根时间。顶部驱动钻井装置不使用方钻杆，不受方钻杆长度的限制也就避免了钻进9米左右接一个单根的麻烦。取而带之的是利用立根钻进，这样就大大减少了接单的时间。按常规钻井接一个单根用3—4min计算，钻进1000米就可以节省4-5h。
2、倒划眼防止卡钻。由于不用接方钻杆就可以循环和旋转，所以在不增加起下 钻时间的前提下，顶部驱动钻井装置就能够非常顺利的将钻具起出井眼，在定向钻井中，这种功能可以节约大量的时间和降低事故发生的机率。
3、下钻划眼。顶部驱动钻井装置具有不接方钻杆钻过砂桥和缩径点的能力。
4、节省定向钻进时间。该装置可以通过28米立根钻进、循环，这样就相应的减少了井下马达定向的时间。
5、人员安全。顶部驱动钻井装置，是钻井机械操作自动化的标志性产品，终于将钻井工人从繁重的体力劳动中解救出来。接单根的次数减少了2/3，并且由于其自动化的程度高，从而大大减少了作业者工作的危险程度，进而大大降低了事故的发生率。
6、井下安全。在起下钻遇阻、遇卡时，管子处理装置可以在任何位置相连，开泵循环，进行立根划眼作业。
7、设备安全。顶部驱动钻井装置采用马达旋转上扣，操作动作平稳、可以从扭矩表上观察上扣扭矩，避免上扣过赢或不足。最大扭矩的设定，使钻井中出现憋钻扭矩超过设定范围时马达就会自动停止旋转，待调整钻井参数后再进行钻进。这样就避免了设备长时间超负荷运转，增加了使用寿命。
8、井控安全。该装置可以在井架的任何位置钻具的对接，数秒钟内恢复循环，双内防喷器可安全控制钻柱内压力。
9、便于维修。钻井马达清晰可见。熟练的现场人员约12小时就能将其组装和拆卸。
10、使用常规的水龙头部件。顶部驱动装置可使用650吨常规水龙头的一些部件，特殊设计后维修难度没有增加。
11、下套管。顶部驱动钻井装置的提升能力很大（650吨），在套管和主轴之间加一个转换头（大小头）就可以在套管中进行压力循环。套管可以旋转和循环入井，从而减少缩径井段的摩阻力。
12、取心。能够连续钻进28米，取心中间不需接单根。这样可以提高取心收获率，减少起钻的次数与传统的取心作业相比它的优点明显。污染小、质量高。
13、使用灵活。可以下入各种井下作业工具、完井工具和其他设备，即可以正转又可以反转。
14、节约泥浆。在上部内防喷器内接有泥浆截流阀，在接单根时保证泥浆不会外溢。
15、拆卸方便。工作需要时不必将它从导轨上移下就可以拆下其他设备。
16、内防喷器功能。起钻时如果有井喷的迹象即可由司钻遥控钻杆上卸扣装置，迅速实现水龙头与钻杆的连接，循环钻井液，避免事故的发生。
17、其他优点：采用交流电机驱动，减低维修保养费用；特别适用于定向井和水平井，因为立根钻进能使钻杆尽快的通过水平井段的一些横向截面。

7顶驱钻井装置与常规钻井设备的比较编辑
钻井效率明显提高。
A、从钻井到起下钻或从起下钻恢复钻进状态，该装置不存在常规钻机的上、卸水龙头和方钻杆所造成的时间损失。
B、不存在常规钻机转盘方补心蹦出所造成的停工。
C、不用钻鼠洞。
D、立根钻进，从而减少了常规钻井接单根上提钻柱需从新定工具面角的时间。
E、在井下纯作业时间增多，上扣、起下钻、测量和其他非纯钻进时间减少。
立柱钻进节省了大量的时间
A、减少了坍塌页岩层扩眼或清洗井底的时间。
B、在井径不足需扩眼或首次下入足尺寸稳定器进行扩眼时减少了钻进时间。
C、在同一平台钻丛式井，不用甩钻具或卸立柱。
D、不需要接单根就能够回收最大长度的岩心。
E、定向钻井时，减少了定向时间。
连续旋转和循环降低了风险。
A、连续的旋转和循环是顶部驱动钻井装置的重要特征。
B、顶部驱动钻井装置允许使用少量的、比较便宜的润滑剂、钻井液或添加剂。
c、减少了钻柱或昂贵的井下工具卡钻的几率。
有利于井控。
A、任何时间和位置的于钻柱对接。
B、随时可以进行的循环和旋转。
C、减少钻柱被卡后，上卸方钻杆的危险作业程序。
安全性提高。
A、减少了使用大钳和猫头等，降低了钻井工人作业危险。
B、减少许多笨重的工作，提高了起升重钻具的安全性。
C、自动吊卡，消除了人工操作吊卡的事故隐患。
D、井控安全性得到大大提高。
E、遥控防喷盒，防止泥浆溅落到钻台上，增加了工作的安全性。
作业时间的比较
起下钻

非生产

纯钻进

典型钻井的作业时间分配

30%

40%

30%

顶部驱动钻井装置钻井时间分配

25%

35%

40%

水平井费用比较
项 目

转盘/方钻杆

顶驱装置

日成本，美元

40800

43000

测深，M

2000

2000

机械钻速， m/h

30

30

日进尺

240

288

钻2000m所需天数

8.3

6.9

单井成本，美圆

338640

296700

单井用顶驱节约，美圆

41940

8口井用顶驱节约，美圆

335120

8维护保养以及操作注意事项编辑
强电系统
1)、防尘、防潮是最主要的两条。SCR主控柜、综合柜在尚未置放在空调房前必须注意防潮、防尘，并且
不能在温度过高(45°C以上)、过低(一10℃以下)的环境中工作。放置一段时间重新启用前，须用吸尘器将元件积存的尘埃除去，然后用电吹风将元件烘干，最后须测绝缘电阻值，至少在1MΩ以上，一般应在5MΩ以上。只有在进行了以上步骤以后，方可启动SCR。
2)、一定要先启动鼓风电机，然后选择主电机的转向。再给定额定电流值(即额定钻井扭矩值)，最后开动主电机，即给出一个电压值(转速值)。
3)、一般说来应先启动冷却风机及合上励磁开关后再合主开关。如先合主开关，那就该尽快合上励磁关。
4)、运行中要随时注意观察电流大小(PLC操作柜上的扭矩表反映出主电机工作电流的大小)。
5)、各部分电缆应连接牢靠，焊接部位不应有虚焊现象。
6)、由于光线照射及空气的氧化作用，电缆会发生老化现象，使用二年以后应注意观察有无裂开、剥落老化现象，一般说，使用四年后应更换电缆。
弱电控制系统
1)、PLC柜、操作柜均为正压防爆系统，要配备动三大件，保证空气的干燥、清洁，不含易燃、易爆危险气体。
2)、使用操作柜时应先合上电源开关，再打开操作柜开关，最后打开PLC开关，停止操作时先关PLC，再关操作柜，最后关电源柜。
3)、PLC柜操作柜也应注意防潮防尘，但因其具有防爆结构，相应地防潮防尘能力也较强。
主电机
1)、吸风口应朝下，防止雨水进入。
2)、主电机外壳不应承受本身重量以外的负荷。
3)、由于主电机停止转动，加热器即自动加热，当长期不用时应关掉加热电路。
4)、电枢及励磁部分的绝缘电阻应大于1MΩ，当小于0．8MΩ时必须先烘干再工作。
5)、主电机轴伸锥度、粗糙度、接触斑点均应符合要求。
6)、由于泥浆管路从电机中心穿过，故在密封要求上必须严格。
7)、正常钻井时，每天应在主轴承部位加润滑脂。
液压系统
1)、油箱的液位不低于250mm，油温不高于80℃。
2)、过滤器应定期更换滤芯(3月至6月)，具有发讯装置 的过滤器更应勤清洗和制订相应的更换措施。
3)、液压油必须干净，在使用三个月以后应更换。
4)、开泵前，吸油口闸阀一定要打开，出口管应与系统连起来。
5)、管路连接一定要可靠，注意各部位组合垫。o形圈不要遗忘，在不经常拆卸的螺纹处可以使用密封胶。
6)、滤芯应经常清洗，半年应重新更换滤芯，二年至三年应更换高压胶管。
7)、要防止在拆装、搬运、加油、修理过程中外界 污染物进入系统。
8)、液压源的溢流阀应调整至略高于泵的压力限定值，一般地不要在无油流输出情况下启动泵。
本体部分：
减速箱是一个传递动力和运动的重要部件，润滑油应经常更换(三个月至半年)，油面应保持一定高度，初次装配需经充分空运转跑合，出厂前应更换为干净的润滑油。减速箱内装有铂电阻温度传感器，箱体外装有温度变送器，用来监视润滑油的温度，现已调整为75℃，超过此温度，PLC操作柜相应的红灯将显示，并有声报警。
两个防喷器（手动、液动各一个）均应密封可靠，试压在50Mpa以上。正常情况下当主轴转动时，不得操作内防喷器，只有发生井喷井涌时才操作，使之关闭。起下钻时为节省钻井液的消耗，应将内防喷器关闭，开钻前一定要先打开内防喷器，再开钻井泵。
上卸扣机构应根据钻杆的尺寸选择相应牙板，各油缸之间的协调动作借助于减压阀、顺序阀来调整。
上卸扣机构与回转头相连的链条长度应调整合适，略微松弛一些，可起到安全的作用。

㈦ 煤矿钻机自动换钻杆设备是什么

自动拆卸钻杆的设备叫夹持器，由两组油缸组成，就是下面的样子可以具体咨询一下

㈧ 请帮忙下载一篇论文

国内封'旋挖钻机结构特点的探讨

张启君,张忠海,陈以田,郑华
(徐州工程机械股份科技有限公司,江苏徐州221004)

摘要:以国内外旋挖钻机现有的底盘机构,钻桅,自行起落架,主副卷扬,动力头,钻杆,发动机系统等
结构为背景,分析了国内外旋挖钻机常见的结构特点,为国内企业开发起到一定的借鉴作用.
关键词:旋挖钻机;结构;特点;底盘结构
中图分类号:U445.3文献标识码:B文章编号: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
旋挖钻机是一种多功能,高效率的灌注桩成孔设
备,被广泛应用于水利工程,高层建筑,城市交通建设,
铁路公路桥梁等桩基础工程的施工.旋挖钻机还可配
套长短螺旋钻具,普通钻斗,捞砂钻斗,筒式岩石钻头
等钻具以适应粘土层,砂砾层,卵石层和中风化泥岩等
不同的施工要求.
1概述
旋挖钻机的结构主要由底盘机构,钻桅,自行起落
架,主副卷扬,动力头,钻杆,钻头,转台,发动机系统,
驾驶室,覆盖件,配重,液压系统,电气系统等组成,其
工作原理也完全相同,都是由全液压动力头产生扭矩,
由安装在钻架上的油缸提供钻压力,并通过伸缩式钻
杆传递至钻头,钻下的钻渣充入钻头,由主卷扬提拔出
孔外.徐工研究院在调查研究的基础上已开发出
RD15, RD 18 , RD22旋挖钻机,RD系列产品的旋挖钻机
的整机主要由底盘,动力头,钻架,发动机系统,钻杆自
动存取装置,钻杆自动润滑装置,虎钳,锚固装置,钻
具,液压系统,电气系统及泥浆系统等部件组成.
2主要结构特点
2.1底盘的结构
旋挖钻机的底盘一般为液压驱动,轨距可调,'刚性
焊接式车架,履带自行式的结构.底盘主要包括车架及
行走装置,行走装置主要包括履带张紧装置,履带总
成,驱动轮,导向轮,承重轮,托链轮及行走减速机等组
成.目前国内外旋挖钻机的底盘结构大小不一样,履带
板宽度为800一1 200 mm.如意大利SOILMEC R622 HD
旋挖钻机的底盘采用的是摆动伸缩式底盘,尺寸相对
较小,驱动轮节距为216,单边10个支重轮2个托链轮,
底盘高度相对较低.底盘伸缩采用的是摆动式,在行走
过程中实现底盘的伸缩;行走减速机采用意大利BON-
FIGLIOLI公司产品.意大利的CMV公司的旋挖钻机采
用228.6节距的驱动轮,支重轮,托链轮及链轨,履带板
拟全部采用柏壳优士吉公司的进口件.单边11个支重
轮2个托链轮,底盘伸缩仍采用通过油缸伸缩来实现,
底架采用框架结构.CMV TH22的车架为箱形主体结
构,上部布置有回转支承支座,中心回转体支座,车架
的前,后部设置有履带伸缩箱形框架机构,车架主体两
边上部固定托链轮,下部固定支重轮,前部设置了导向
轮及其张紧装置,后部设置了驱动轮及其传动装置.
MAIT公司采用自行设计的多功能底盘,稳定性好,重
量轻,可配预留装置实现多功能,并具有上下车水平调
整系统可进行倾斜调节.意马公司采用卡特彼勒履带
底盘.意大利,德国制造的各类旋挖钻机的履带底盘均
可以伸缩.国内的三一SYR220型旋挖钻机选用卡特彼
勒3300底盘,C-9电喷发动机,内藏式液压可伸缩履带
结构,宽履带提供较低的接地比压,提高施工时整机的
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万方数据
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稳定性和适应性,且便于施工和运输.总之,国内外生
产的旋挖钻机大多数应用的是专用底盘,轨距可调,能
根据施工情况对底盘进行宽度调整,以增加钻机的整
体稳定性,驾驶室前窗配有防坠物保护;也有少数厂家
应用的是起重机底盘或挖掘机底盘.
2.2发动机系统
旋挖钻机的发动机系统一般包括发动机,散热器,
空滤器,消音器,燃油箱等.一般旋挖钻机设计时发动
机选用国外的增压中冷式水冷发动机,选用进口
CUMMINS发动机,为了适应不同用户的需求,也可选
装国内二汽东风的康明斯发动机.其水散热器,空滤器
等附件选用国产配套件,燃油箱自制.
2.3变幅机构及钻桅的结构
目前国内旋挖钻机的变幅机构一般采用两级变幅
油缸,平行四边形连杆机构,上端一级变幅油缸两端具
有万向节头便于调整,钻桅截面形式为梯形截面,钻桅
下端有液压垂直支腿,上端有两套滑轮机构,上下两端
均可折叠,钻桅左右可调整角度为士50,前倾可调整角
度为50,后倾可调整角度为150.三一SYR220型旋挖钻
机的桅杆采用大箱形截面,为动力头和钻杆提供导向
作用,具有良好的刚性和稳定性,抗冲击,耐振动,无需
拆卸的可折叠式结构能减少整机长度和高度,便于运
输.采用流行的平行四边形结构,通过其上油缸的作
用,可使桅杆远离机体或靠近机体.通过桅杆角度的调
整,可实现桅杆工作幅度或运输状态桅杆高度,桅杆相
对地面角度的调节,使其动作机动灵活,施工效率高.
意大利,德国制造的各类旋挖钻机可自行移动,自
立桅杆,整个工作机构可在履带底盘上做土3600回转.
因而现场转移,对孔位灵活方便,辅助时间少;钻架采
用"平行四边形连杆机构十三角形"的支撑结构,非常
适合城市狭窄场地的施工;钻架上装有垂直度检测仪,
可以检测和显示钻架的偏斜度,并可通过钻机的"微
动"系统调整钻架的垂直度;国外的SOILMEC公司的
旋挖钻机产品品种有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钻孔机的钻桅部分与
国内的钻机产品相比,主要有以下几点不同.
(1)动力头滑轨的形式SOILMEC R622 HD钻孔
机的滑轨采用板式滑轨,但目前许多新型的钻机采用
的是方形钢管式滑轨,这种新型的滑轨在强度上容易
保证.
(2)变幅机构与钻桅之间的十字轴结构SOILMEC
R622 HD钻孔机的十字轴采用的是转盘式结构;
钻机的十字轴结构采用的是柱式结构.
(3)加压油缸的固定型式SOILMEC R622 HD钻
孔机的加压油缸采用的是2个铰点固定的方式,铰点所
需的立板通过2--3个铰点固定在钻桅上;国内的钻机
是将铰点所需的立板通过螺栓间接地焊在钻桅上.
(4)加压油缸的防掉SOILMEC R622 HD钻孔机
的加压油缸在加压油缸的末端另有保护装置;国内的
钻机则是利用上铰点来防掉的.
(5)动力头的下限位块SOILMEC R622 HD钻孔
机的下限位块是在限位块与动力头之间加一橡胶块,
并在橡胶块的动力头端加一金属挡板;国内钻机的下
限位块是金属的,没有缓冲.
(6)背轮的结构SOILMEC R622 HD钻孔机背轮
上的2个滑轮是共面布置,主,副卷扬机的钢丝绳,在前
后方向上错开;国内的钻机背轮上的2个滑轮是同心布
置,主,副卷扬机的钢丝绳在左右方向上错开.
(7)背轮的位置及收放SOILMEC R622 HD钻孔
机背轮在运输状态下,位于发动机与副卷扬机之间,并
在用手动棘轮机构使之水平;国内的钻机背轮在运输
状态下,位于配重后面,呈竖直状态.
(8)由于SOILMEC R622 HD钻孔机采用的是摆动
伸缩式底盘,其钻桅没有在钻桅底部的支腿机构.
宝峨公司的产品系列为BG12H,BG15H,BG18H,
BG24H, BG24H, BG40H, BG24, BG25 , BG36, BG40,
BG48等,该公司最新组装生产的BG20旋挖钻孔机,其
二级变幅的结构形式较为特别,在转台上升起一横向
支柱,变幅油缸安装在上面.这一设计可以加大变幅油
缸安装距,增大钻桅的稳定性;但他也使转台的设计变
的复杂,且升高了运输时的整车高度.国外车型中也仅
有Bauer公司一家使用此结构.另一个特点是主,副卷
扬机都安装在钻桅上,节省了回转平台上的安装空间,
便于转台的布置.
2.4动力头的结构
动力头是螺旋钻孔机的关键工作部件,其性能好
坏直接影响钻孔机整机性能的发挥.动力头的功能:动
力头是钻孔机工作的动力源,他驱动钻杆,钻头回转,
并能提供钻孔所需的加压力,提升力,能满足高速甩土
和低速钻进2种工况.动力头驱动钻杆,钻头回转时应
能根据不同的土壤地质条件自动调整转速与扭矩,以
满足不断变化的工况.国内的动力头为液压驱动,齿轮
减速,可实现双向钻进和抛土作业,主要包括回转机
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2004.10
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构,动力驱动机构及支撑机构.回转机构主要有齿轮与
钻杆互锁的套管,两端支撑采用回转支承,密封等组
成.动力驱动机构采用双变量马达带动减速机及小马
达小减速机同时驱动钻进.抛土作业时,大减速机脱
离,小马达小减速机工作,实现高速抛土.另外,支撑机
构由滑槽,支座上盖与油缸连接件等组成,均为焊接结
构件,应充分考虑其内部润滑,应有润滑油高度显示,
加油口,放油口等,易于保养,维修.国内三一集团的动
力头采用双变量液压马达驱动小齿轮,由小齿轮啮合
大齿轮带动键套与钻杆配套,可根据不同地质条件自
动无级改变旋转速度和输出扭矩.高品质双速减速机
还可实现高速甩土功能.动力头有独立的润滑,冷却和
换速液压系统,确保动力头可靠高效地工作.OILMEC
R622 HD钻孔机的动力头部分与国内钻机的产品相
比,主要有以下几点不大相同:SOILMEC R622 HD钻
孔机的动力头由三液压马达驱动,其中有一对马达同
轴驱动一齿轮,在反向抛土时,只依靠小马达提供动
力.国内的钻机只是由两液压马达提供动力,在反向抛
土作业时,两马达均提供动力输出.SOILMEC R622
HD钻孔机的动力头反向旋转由一单独机构实现,依靠
此机构实现驱动齿轮与回转支承外齿轮的离合.国内
的钻机是通过对减速器的更改来实现这一功能的;国
内的钻机与SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机
的动力头部分就结构上来讲,大体上是相似的,但
SOILMEC R622 HD钻孔机与CMV钻孔机的动力头更
为相似.他们均为三液压马达驱动,减速器与液压马达
之间有一抛土换向机构.由于采用的三马达正常驱动
及一马达反向抛土驱动.CMV公司的钻机采用平行连
杆机构加三角形支撑型式,动力头可按土层自动调整
扭矩和转速.意马公司采用动力头装有油浴式润滑.迈
特公司系列旋挖钻机的动力头配有套管钻进增扭装
置,钻机的摩擦钻杆驱动键的宽度和厚度大,可锁式钻
杆为短键嵌入式可保证快速加锁和解锁.从国际知名
大公司的钻孔机产品我们可以看出带有离合机构的钻
孔机是比较普遍的机型.
采用恒功率泵与变量液压马达配合,使动力头可
根据地质条件自动改变其排量和压力,从而改变了输
出扭矩及转速,即使动力头具有土壤自适应特性;采用
带三挡或离合器的减速机,用远程液压操纵换档来实
现钻孔机的低速钻进和高速抛土;液压换档,操作简单
方便,提高了机器的作业效率.采用2个小齿轮同时驱
动I个大齿轮且3个齿轮处于同一水平面.有利于倍增
大齿轮所能传递的扭矩;齿轮中心连线为锐角三角形,
使动力头结构紧凑.大齿轮与空心轴被联接为一体;空
心轴内壁上均布有3条牙嵌板,其牙嵌钻进时与钻杆上
的外牙嵌嵌合,可有效地传递扭矩和加压力;空心轴反
转时,牙嵌即可分离.此结构不仅实现了轴的功能,也
加强了轴的强度和刚度.动力头上,下箱体均为焊接结
构,外形轮廓为一条包括几条圆弧及几条切线的封闭
曲线;此结构不仅具有足够的强度和刚度,而且具有良
好的工艺性.
2.5转台的结构
目前国内旋挖钻机的转台为整体焊接式结构,主
纵梁为"工字梁"形截面,主要包括回转支承,转台主
体,钻桅后支撑,配重组成,钻桅后支撑位于配重前与
转台主体用螺栓固定,便于拆卸,配重采用分体铸造大
圆弧结构,运输时可拆卸.国外旋挖钻机转台的结构不
太一样,如R622-HD旋挖钻机回转平台整体上采用了
高铰点,大截面结构,这也是由转台受力大,应力高的
特点决定的.转台主梁为变截面工字梁结构,采用的是
等强度设计,这种设计较矩形梁设计具有重量轻,省材
等优点.边梁设计与徐工集团RD 18大致相同,采用大
圆弧造型设计.转台上布置与国内的具有较大区别,在
布置上显得更为紧凑些,主要区别是回转减速机前置,
充分利用了前面的空间,主泵和液压油箱均放在转台
左边,燃油箱放在发动机前端,吸油阻力较小,发动机
水散和液压油散热放在转台右边,主阀等液压元件放
在转台右边油散热之前,这样管路布置不会太乱.后面
配重也采用大圆弧设计,与边梁和机棚造型相适应.
2.6钻杆的结构
决定设备地层适应能力的主要因素在于旋挖钻机
所使用的钻杆形式,钻头类型以及与之相适应的设备
本身的结构,其中采用什么样的凯式伸缩钻杆是最重
要的因素.这是因为钻杆要将动力头的全部扭矩一直
传递到孔底的钻头上,并且还要将加压液压缸的压力,
动力头自重和钻杆自重等钻压稳定地传递到几十米以
下的钻头上,因此当钻进较坚硬的地层时,钻杆可能要
同时承受大扭矩和大钻压,还要克服很大的弯矩,这样
使得钻杆的受力条件变得非常复杂,如果钻杆本身的
能力达不到要求,则很容易损坏.凯式钻杆可以分为摩
擦钻杆和锁紧钻杆2大类.摩擦钻杆是指钻杆上的键只
能传递扭矩而不能传递钻压的钻杆,而锁紧钻杆是指
钻杆之间通过加压平台可以锁成一个刚性体对地层加
压钻进的钻杆.摩擦钻杆在提钻时不需要解锁,操作简
封撰农慕解2004.1o 39
万方数据
单,但由于加压能力有限无法钻进较硬地层.锁紧钻杆
的地层适应能力强,但需要解决提钻时可能对钻杆造
成强烈冲击的问题.锁紧钻杆又可分为简单的加压式
钻杆和六键式嵌岩钻杆.简单加压式钻杆可以实现加
压,但加压平台较窄,压强较大,容易磨损造成加压失
效,因此不能真正适应坚硬地层的施工.而六键式嵌岩
钻杆的加压平台宽大,可以稳定地传递大钻压,又因为
是六键结构,钻杆本身抗失稳的能力很强,可以有效地
克服钻杆的细长杆效应.国内外的六键式嵌岩钻杆和
简单锁紧式钻杆都可以实现加压,但是这类钻杆也有
不足,就是在提钻时必须先反转解锁,然后再卸土.正
常的提钻顺序应该是钻杆由内向外依次上升,但是如
果反转解锁不完全,就会造成某相邻两节钻杆尚未解
锁就一起缩进外层钻杆,一般称为挂钻.而这两节钻杆
继续往上运动时,受到轻微的扰动就会自动解锁,这样
外面的钻杆就会悬空,对钻杆和动力头会形成强大的
冲击.通常单节钻杆的质量约为2t,假如钻杆从3m甚
至8m高度自由落体冲击下来,冲击能量将非常大,如
果没有保护装置,很容易造成动力头和钻杆的严重破
坏.因此使用六键式或其他锁紧式加压钻杆必须配置
动力头减振器.减振器包括弹簧装置和液压减振装置,
能有效缓冲并吸收钻杆对动力头的冲击以及钻杆之间
的冲击,保证锁紧式钻杆的安全使用.目前国内外旋挖
钻机的钻杆采用4节或5节伸缩内锁式钻杆,每节长度
大约为13 m,装配后总长不小于48 m,采用高强度合
金钢管,钻杆与动力头采用长牙嵌内锁式连接方式.顶
端与上滑动板用010系列无齿回转支承相连,下端带有
弹簧缓冲,第4节上端用可滑转万向节与主卷钢丝绳相
连,下端采用方形截面杆通过销轴与钻头相连,每只钻
头应与方形截面杆相配,具有互换性.
2.7钻头的结构
钻头是决定旋挖钻机能否较好适应复杂地层,提
高工效的重要部件,目前国内外旋挖钻机的钻头共分3
种常用的结构:短螺旋钻头(0600-02 500 mm),回转
斗钻头(0800-02 500 mm)和岩心钻钻头(0800-02
500 mm),如R622-HD旋挖钻机的钻头有:短螺旋钻头,
单层底旋挖钻头,双层底旋挖钻头共4个沙900,
O1 000,0800,01 500)0目前国内外旋扮钻机钻头的3
种常用的进土结构如下.
(1)短螺旋钻头旋挖钻头主要纵短螺旋钻头为
主,他主要靠螺旋叶片之间的间隙来容纳从孔底切削
下来的土,砂砾等,这种钻头结构简单,造价低.地层较
好时,使用他也可达到好的效果,如果地下砂砾石较多
或含水较多时,在提钻时很容易掉块,钻进效率低,甚
至于不能成孔.
(2)单层底旋挖钻头在地下水位较高,或含砂砾
较多的地层,目前多数旋挖钻机均采用钻头钻进,用静
压泥浆护壁,这种钻孔工艺已明显优于短螺旋钻头钻
孔.最早的旋挖钻头是单层底,在底下方有对称的2扇
仅可向头内方向打开的合页门.当钻头钻进时,孔底切
削下来的土,砂经合页门压入头内;在提钻时,在头内
土砂的重力作用下,两扇门向下关闭,以阻止砂土漏回
孔内.由于这种重力作用不是十分可靠,时常发生合页
门关闭不严,造成砂土漏回孔内,降低了钻进效率,还
会影响孔底清洁度.
(3)双层底旋挖钻头自20世纪90年代以来,国外
的一些钻机制造公司,在原单层底钻头的基础上,开发
出双层底的旋挖钻头.其特点是2层底可以相对回转一
个角度,以实现头底进土口的打开与关闭.即在顺时针
旋转切削时,底部的进土口为开放状态,当钻完一个回
次后,将钻头逆时针旋转一个角度,致使进土口强行关
闭,从而使切削物完整地保存在头内.实践表明,在复
杂地层中,双层底钻头的钻进效率及孔底清洁度明显
优于单层底钻头.
2.8卷扬的结构
国内外旋挖钻机的卷扬有主副卷扬2种,卷扬的结
构采用卷扬减速机,具有卷扬,下放,制动功能,卷筒自
行设计,主卷扬应具有自由下放功能,且实现快,慢双
速控制.主,副卷扬应配有压绳器.
2.9液压电器系统
意大利,德国制造的各类旋挖钻机的机,电,液一
体化高度集中,结构紧凑,操纵灵活方便,自动化程度
高.他采用伸缩式钻杆,节省了人力和加接钻杆的时
间,施工中只需一人即可操纵整台钻机,工人劳动强度
低.钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻架的
偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的垂直
度.驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显示仪
以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显示屏及
报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作手能实
时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到达设计
深度和良好的垂直度.
2.10旋挖钻机的电液比例伺服控制系统
国内外旋挖钻机采用电液比例伺服控制系统,
PLC,CAN总线控制等,提高了定位钻孔精度,具有钻
40髯黔及 Cd 2004.10
万方数据
筑黯机镰与旅篡橇戮化
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孔深度的自动化检测,荧光屏显示功能等,当钻桅发生
倾斜时,钻机会自动报警,并进行自动调整.采用能显
示多种信息的多功能液晶显示器,能进行起钻桅控制,
自动垂直调平,回转倒土控制,发动机的监控,钻孔深
度测量及显示,车身工作状态动画显示及虚拟仪表显
示,故障检测与报警等信息的显示.
2.11安全保护
国内外钻机的设计充分考虑操作人员的安全,并
采取了一些措施,例如:驾驶室前窗配有FOPS(防坠物
保护);卷扬的高度限位;驾驶室内操作台安全控制;发
动机,液压等参数显示,报警等.
3国外旋挖钻机主要特点
意大利,德国等制造的各类旋挖钻机虽然能力大
小有别,结构上略有差异,但总体性能和质量都比较先
进,可靠,具有以下特点.
(1)机,电,液一体化高度集中,结构紧凑,操纵灵
活方便,自动化程度高,采用伸缩式钻杆,节省了人力
和加接钻杆的时间.
(2)可自行移动,自立桅杆,整个工作机构可在履
带底盘上做13600回转.因而现场转移,对孔位灵活方
便,辅助时间少.
(3)与施工能力相同的常规钻机相比,回转扭矩
大,并可根据地层情况自动调整.
(4)钻架采用"平行四边形连杆机构+三角形"的支
撑结构,非常适合城市狭窄场地的施工.
(5)履带底盘可以伸缩.
(6)钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻
架的偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的
垂直度.
(7)驾驶室控制面板上装有孔深和钻架垂直度显
示仪,以及反映发动机,液压系统工作状态的仪表,显
示屏及报警装置,有的还装有全电脑操作系统,使操作
手能实时掌握钻进深度,钻架垂直度,保证钻孔准确到
达设计深度和良好的垂直度;实时掌握各系统工作情
况,便于及时采取维修措施,保证钻机正常运转.
(8)可实现多工艺钻进,能适应不同地层,不同桩
基础处理方法施工的需要.一般类型的旋挖钻机除能
进行旋挖钻进外,通过更换工作装置,还可实现跟管钻
进和长螺旋钻进.
参考文献:
[1]韩金亭.大口径旋挖钻机在桩基施工中的技术优势【J].西部探矿工
程,2002,12(3).
[2]王平,赵永生,赵政.旋挖钻机选型及其在成孔施工中存在问题
的探讨〔J].探矿工程,2001, 45(4).
[3」侯再民.旋挖钻机卡钻原因及其对策〔J].探矿工程,2001,45(l).
[41 JTJ 034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].
[51 GY 203-1996.M筋混凝土预制桩打桩工艺标准〔S].
[61 GY 208-1996.设备基础施工工艺标准【S工
[71 GY 204-1996.泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准【S].

收稿日期:2004-05-13
(上接第36页)
3)墩头必须墩圆,以免滑丝;
4)千斤顶的张拉杆必须拧进锚杯10扣丝以上;
5)钢丝束接长时,连接杆必须拧进锚杯至10扣丝
以上;
6)如未张拉的钢丝要进行接长时,应套上一个比
锚杯还大的钢套管,以便张拉时自由伸长;
7)张拉时要随着张拉力的增加紧固螺帽,以防锚
杯丝扣变形,不易锚固;
8)锚下混凝土要振捣密实,以免大吨位张拉时造
成混凝土崩裂.
4压浆与封锚
压浆是为了加强钢筋束与混凝土的整体作用,增
大钢束与混凝土之间的粘结力,把力传递给混凝土,防
止钢丝锈蚀.因此,压浆必须及时进行,以免长时间绷
紧的钢丝束产生疲劳荷载,造成预应力损失.压浆前应
选配好适宜的水灰比,水灰比太小,浆太稠给压浆造成
困难;太大,浆太稀易离析沉淀,一般情况水灰比以
0.45较适宜.
封锚是为了保护锚头不受空气的腐蚀,保证其预
应力的永久性,因此封锚一定要封得密实.
参考文献:
[1]许尚江.滨州黄河大桥引桥横隔梁维修加固方案[J].筑路机械与施
工机械化,2003 , 20(6).

收稿日期:2004-05-24
获麟磊豁粼2004Ao 41

万方数据的资料下的好乱，见谅

㈨ 连续起下钻及连续循环钻机

连续起下钻及连续循环钻机（CMR）是一种新型的双井架自动钻机，能够完成常规的连续、快速起下钻，以及常规套管的连续、快速下套管作业，并实现连续循环和连续钻进。其可行性研究已于2010年年中完成，得出的结论是这种新型钻机是可行的。目前，它正由挪威油井系统技术集团（WEST）集团旗下的WEST钻井产品公司通过一个联合工业研究项目开展研发。

CMR钻机的主要部件包括：双井架，设计紧凑，合二为一，看上去像一个井架；两个井架机器人；两套提升系统，配备顶驱和自动上卸扣装置，两提升系统各自的提升能力为7350kN；两套自动管子操作设备。

F2.1 主要优点

（1）提高作业效率

1）实现常规钻杆连续、快速和匀速的起下钻。在起下钻过程中钻杆做连续、快速和匀速的轴向运动，在运动中完成上卸扣，而不像常规钻机那样需要停下来进行上卸扣。设计的最大起下钻速度为1800～3600m／h，大致相当于60～120根立柱／h。

2）实现连续、快速和匀速的下套管或尾管。套管或尾管在连续下入过程中完成连接。设计的最大下套管速度为900m/h。

3）实现连续循环。在起下钻和钻进过程中，钻井液的循环不间断，有利于实施控压钻井。

4）实现连续钻进。在钻进过程中，不用为连接钻杆而停钻，可以边钻边接钻杆，有利于提高机械钻速（图F2.1）。

图F2.1 连续循环与连续钻井过程示意图

（2）提高作业安全性

1）实现钻井作业过程的全自动，无需钻台工和井架工，避免人员受伤；

2）连续起下钻可减少或避免压差卡钻；

3）连续和匀速起下钻可减少或避免激动和抽吸作用引起的井筒压力波动，有利于维持井壁稳定；

4）连续循环有利于降低起下钻、下套管和接单根期间发生井下复杂情况的可能性。

（3）降低成本

因作业效率的提高，钻井周期有望缩短20%以上。钻井周期的缩短和作业安全性的提高所带来的效益完全可以抵消钻机日费的增加，并有望降低钻井成本。

F2.2 主要缺点

1）井架的高度和重量有所增加，但均在可接受的范围的；

2）钻机相对复杂，预期成本高，钻机日费高。

F2.3 前景展望

CMR钻机有望实现全自动的连续钻井作业，使钻机和钻井过程的自动水平再上一个大台阶，研制成功后，将成为钻机技术的一次重大突破，并在陆上和海上钻井中得到推广应用。如与正在推广应用的海上双作业钻机的功能集成在一起，在海洋钻井中提速潜力将更大。

㈩ 什么是顶部驱动装置钻井

多年来，石油钻井一直是依靠钻机的转盘带动方钻杆和钻具、钻头旋转进行钻井作业的。近年来，随着钻井装备技术的不断发展，为了更好地满足钻特殊工艺井的需要，20世纪80年代，国外研制出一种将水龙头与马达相结合，在井架空间的上部带动钻具、钻头旋转，并可沿井架内安放的导轨向下送进的钻井装置，同时配备了钻杆的上、卸丝扣装置，可完成井下钻柱旋转、循环钻井液、钻杆上卸、起下钻、边起下边转动等操作。因该装置在钻机的游动滑车之下，驱动的位置比原转盘位置要高，所以称之为顶部驱动钻井装置。顶部驱动钻井装置可接立柱（三根钻杆组成一根立柱）钻进，省去了转盘钻井时接、卸方钻杆的常规操作，节约钻井时间20%～25%，同时，减轻了工人劳动强度，减少了操作者的人身事故。使用顶部驱动装置钻井时，在起下钻具的同时可循环钻井液、转动钻具，有利钻井中井下复杂情况和事故的处理，对深井、特殊工艺井的钻井施工非常有利。顶部驱动装置钻井使钻机的钻台面貌为之一新，为今后实现自动化钻井创造了条件。

目前国内外的深井钻机、海洋及浅海石油钻井平台、施工特殊工艺井的钻机大多配备了顶部驱动钻井装置。1993年，国内开始了顶部驱动装置的研究工作，1996年完成了顶部驱动装置样机的台架试验。1997年，宝鸡石油机械厂生产出了DQ60D型顶部驱动装置，在塔里木油田钻井队使用后现已批量生产。截至2004年我国在用的顶部驱动钻井装置大约有150台左右。

顶部驱动钻井装置