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簡介

鉆機是向地下鉆孔的機械。其主要作用是帶動鉆具破碎孔底巖石，提出或下入在孔內(nèi)的鉆具。按破碎巖石的方式，鉆機一般可分為回轉(zhuǎn)式鉆機、沖擊式鉆機和沖擊回轉(zhuǎn)式鉆機等幾大類;根據(jù)用途又分為石油鉆機、巖心鉆機及水井鉆機等。按結(jié)構(gòu)的不同，以上各種類型和用途的鉆機又分為許多型式。油(氣)井鉆井中，鉆機通常是指鉆井用的成套設(shè)備，故又稱“鉆井設(shè)備”。它包括動力機、轉(zhuǎn)盤、傳動和控制設(shè)備、絞車、天車、游動滑車、水、大鉤、泥漿泵、井架及其他附屬設(shè)備等。我國石油鉆井的鉆機均按起重能力分類。例如，起重能力為30噸的鉆機zui大鉆井深度可達800米;180噸的可鉆4000米;等等。按動力類型，又分為內(nèi)燃機驅(qū)動和電動機驅(qū)動兩種。潛孔鉆機鉆進孔深相對較淺，無液壓提升裝置，鉆具起降*用卷揚機。一般采用空壓沖擊器，以空氣為介質(zhì)沖洗巖粉。動力系統(tǒng)一般為電機。

工作原理

潛孔鉆機鑿巖原理，即和重型鑿巖機一樣，是間歇沖擊巖（礦）石，連續(xù)回轉(zhuǎn)，不同的是潛孔鉆機的沖擊機構(gòu)一潛孔沖擊器裝于鉆桿的前端，潛入孔底，活塞直接沖擊鉆頭，且隨鉆孔的延伸，不斷推進。潛孔鉆機即因沖擊器潛入孔底而得名。鉆機由沖擊機構(gòu)2中的活塞完成沖擊鉆頭1的沖擊動作，并由回轉(zhuǎn)機構(gòu)4實現(xiàn)回轉(zhuǎn)動作。由調(diào)壓機構(gòu)6完成推進力大小的調(diào)節(jié)，以完成鉆孔工作，鉆機的升降與調(diào)幅由機構(gòu)7完成。各種動作由操縱機構(gòu)5來控制。支承機構(gòu)可以是支架或鉆車。鉆孔過程中形成的巖屑（粉），則由流經(jīng)鉆桿與孔壁之間的氣體或水排至孔外。

潛孔鉆沖擊器 -性能特點：

1.采用了當代鑿巖理論設(shè)計沖擊器內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸，使沖擊器獲得的能量傳遞，單次沖擊功大、鑿巖速度更快。

2、*的錐度變徑設(shè)計，鉆孔時如出現(xiàn)碎石和泥土卡死現(xiàn)象，鉆機上提時錐度變徑可以減少上提阻力、極大降低了沖擊器提不出來的故障發(fā)生。

3、為了防止穿孔鑿巖作業(yè)中的粉塵污染現(xiàn)象，產(chǎn)品的主要零部件還采用了特殊的電腦程控熱處理新工藝，以利于在壓縮空氣中加入少量高壓水，進行濕式鑿巖以保護操作者的健康。

4、此設(shè)計用戶可以不用變徑接頭而直接和鉆桿連接，減少用戶生產(chǎn)費用。

潛孔鉆機不像鑿巖機接桿鉆進那樣，能量損失隨釬桿接頭增多而增加，因它的鉆桿不傳遞沖擊能，故沖擊能量損失小，因此可打更深的孔。由于沖擊器深入孔內(nèi)作業(yè)，工作面噪聲大大降低，且鉆孔精度較高。液壓鉆機鉆進孔深適應(yīng)范圍廣，有液壓提升裝置，起下鉆具用卷揚機。可采用液壓沖擊器及空壓沖擊器?？刹捎靡后w及空氣等為介質(zhì)沖洗巖粉。動力系統(tǒng)可采用柴油機或電機回轉(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動鉆機回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動，從而帶動有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤。回轉(zhuǎn)鉆機用于泥漿護壁成孔的灌注樁，成孔方式為旋轉(zhuǎn)成孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機?！　≌h(huán)回轉(zhuǎn)鉆進是以鉆機的回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆具旋轉(zhuǎn)切削巖土，同時利用泥漿泵向鉆桿輸送泥漿（或清水）沖洗孔底，攜帶巖屑的沖洗液沿鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀空間上升，從孔口流向沉淀池，凈化后再供使用，反復運行，由此形成正循環(huán)排渣系統(tǒng)；隨著鉆渣的不斷排出，鉆孔不斷地向下延伸，直至達到預(yù)定的孔深。由于這種排渣方式與地質(zhì)勘探鉆孔的排渣方式相同，故稱之為正循環(huán)，以區(qū)別于后來出現(xiàn)的反循環(huán)排渣方式。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔是由鉆機回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土，利用泵吸、氣舉、噴射等措施抽吸循環(huán)護壁泥漿，挾帶鉆渣從鉆桿內(nèi)腔吸出孔外的成孔方法。根據(jù)抽吸原理不同可分為泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)和噴射（射流）反循環(huán)三種施工工藝。泵吸反循環(huán)是直接利用砂石泵的抽吸作用使鉆桿內(nèi)的水流上升而形成反循環(huán)；噴射反循環(huán)是利用射流泵射出的高速水生負壓使鉆桿內(nèi)的水流上升而形成反循環(huán)；氣舉反循環(huán)是利用送入壓縮空氣使水循環(huán)，鉆桿內(nèi)水流上升速度與鉆桿內(nèi)外液體重度差有關(guān)，隨孔深增大效率增加。當孔深小于50m時，宜選用泵吸或射流反循環(huán)；當孔深大于50m時，宜采用氣舉反循環(huán)。

應(yīng)用范圍

立軸式巖心鉆機，廣泛被應(yīng)用于探礦、鐵路、公路、港口、橋梁、水利水電、隧道、水井、工民建筑、工程地質(zhì)勘探、大口徑鉆孔樁以及小口徑金剛石巖芯鉆探等工程的施工。1992年被中國南極科學考察隊選用，成功實現(xiàn)世界在南極洲進行的深層取樣。并且曾榮獲省、部優(yōu)產(chǎn)品稱號。其zui大特點有：1，結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良、可靠性好。2，便于維護、保養(yǎng)和搬遷。3，各部件間互換性良好。4零配件通用性好。

鉆機用途及結(jié)構(gòu)特點

主要用于礦井內(nèi)部各種角度的探水、探煤、抽放瓦斯、防塵注水及其它用途的鉆孔。亦可用于地面地質(zhì)勘探、樓房地基加固及其它用途的鉆孔。

結(jié)構(gòu)特點

鉆機采用機械傳動，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，操作方便，性能可靠。鉆機配有液壓卡盤及液壓給進油缸

鉆孔樁施工控制要點：

鉆機就位

鉆機就位，必須使其底座支墊平衡，支墊物不要壓在護筒上。對于采用沖擊（抓）鉆具的鉆架必須用纜繩或斜撐予以加固?；匦D(zhuǎn)鉆機就位必須用水準尺較準。保證鉆機起重滑輪、轉(zhuǎn)盤中心、護筒中心在一條垂直線上，偏差不得大于2CM.鉆進過程中，必須每班次進行對中核對，防止移位。鉆進作業(yè)必須連續(xù)，不得長時間停鉆。

錨固鉆機和非開挖鉆機的知識

近年來新型錨固鉆機和非開挖鉆機均采用液壓傳動。密封同隙因軸受徑向力作用而增大，所以內(nèi)部泄漏大．隨著液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計中液壓元件的選擇關(guān)系到鉆機的性能和軸磨損增大，而無間隙補償，因此容積效益低，使用壓力也因工作可靠性以及鉆機壽命等問題。本文就液壓泵、液壓 5選 此受到限制。容積效率通常僅為40％ 60％ ，適用于小負載及冷卻器的選擇問題發(fā)表些看法。 間歇工作場臺。如鉆機擰管機就可采用這種馬達。

l 液壓泵

目前鉆機上選用的液壓泵有兩婁，即軸向柱塞泵和齒輪泵。軸向樁塞泵具有壓力高，容易實現(xiàn)變量等優(yōu)點；但對液壓油液污染敏感，濾油精度要求高價格貴，野外施工現(xiàn)場維護較難。齒輪泵則不存在上述缺點。

1)齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊．體積小，自吸能力好，對污染物不敏感，工作可靠，壽命長，便于維修，成本低等優(yōu)叉田齒輪是對稱的旋轉(zhuǎn)體，故允許高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速范圍為1300～400o r／rain，泵的流量范圍為2 5～750l／rain，壓力范圍為10315 bar。目前國內(nèi)高壓齒輪泵品種多，規(guī)格齊全。其額定壓力為160、200、250 bar，容積效率高于90％，一般可以滿足鉆機液壓系統(tǒng)的要求。

2)齒輪泵的缺點是不能實現(xiàn)變量，但可通過兒個泵的丹流與合流實現(xiàn)有級變速=兩個齒輪泵實現(xiàn)3種速度，hj滿足般鉆機的要求如設(shè)計要求更多檔位的轉(zhuǎn)速，則可選用雙速馬達或兩個液壓馬達通過串并聯(lián)實現(xiàn)6級調(diào)速。

3)兩個齒輪泵和 個給進齒輪泵組成3聯(lián)齒輪泵 3聯(lián)齒輪泵通過輔助接盤可與動力機直接聯(lián)接，不慢省去丁中問傳動機構(gòu)，而且保證r傳動的質(zhì)量

2 液壓馬達

液壓馬選分高速小扭矩馬達和低速太扭矩馬達兩類

低速大扭矩馬達可直接與工作機構(gòu)連接，不需要減速裝置．

大大簡化了傳動機構(gòu)。鉆機常用的低速^扭矩馬達有擺線

齒輪馬達和徑向柱塞馬選

1)擺線齒輪馬達結(jié)構(gòu)簡單．體積小，力矩對重量的比值太，價格便宜，工作可靠。擺線齒輪馬達分為軸配流式和端面配流式兩種。軸配流式馬達由于配流部分高低壓腔同的端面配流擺線齒輪馬達具有靜壓磨損補償?shù)钠矫婷芊?，密封性能好，容積效率可高達95％ l 從國外引進的2k、6k系列擺線馬達可在幾轉(zhuǎn)乃至1000轉(zhuǎn)范轉(zhuǎn)內(nèi)穩(wěn)定工作，zui高連續(xù)工作壓力可達200 bar，配流盤液壓平穩(wěn)，磨損后能自動補償，效率高 故此種馬達多應(yīng)適用于工程機械、礦山機械和鉆探機械。

2)徑向柱塞馬達常用的有內(nèi)曲線式和曲軸連桿式兩種 同樣這兩種馬達有軸配流式和端面配流式之分。內(nèi)曲線馬達結(jié)構(gòu)緊湊、低速穩(wěn)定性好，可做成二級或三級變排量應(yīng)用較廣但國內(nèi)產(chǎn)品多為軸配流式馬達。曲軸連桿式馬達工作可靠．由于結(jié)構(gòu)改進性能已大為提高，所以主要趺點是徑向尺寸太目前引進的曲軸連桿式馬達起動力矩大，低速穩(wěn)定性好，平面配流容積效率高。這種馬達可用于鉆機。如認為徑向尺寸-大，可采用兩個小排量馬達，也可采用附有減速器的液壓馬達。

3 冷卻器液壓傳動系統(tǒng)的效率較低， 般約為70％ ，即有30％的功率損失。而這種損失zui終是以熱的形式出現(xiàn)，使油溫升高，為此需要冷卻器。鉆機上般采用風冷式冷卻器。風冷式冷卻器有翹板式和翅管式兩種。翅板式風冷卻器散熱效果好，但由于板翅體問的通油問隙小，易堵塞。我們試驗時發(fā)現(xiàn)，由于北方冬季寒冷、油牯度增加、阻力增大，冷卻器有破裂現(xiàn)象。如想采用這種散熱器與磚卻器并聯(lián)安全閩加以保護。翅管式冷卻器散熱效果也不錯，且安全可靠，故常用于鉆機上。