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绪论
国内外的科技现状国内:“六五”—“九五”期间,我国地质调查工作中探矿工艺与设备获得长足发展,在引进、消化、吸收的基础上,研究开发了一大批新技术、新装备,如:以绳索取心为主体的金刚石钻探技术;液动冲击回转钻探技术;受控定向钻探技术(含对接井施工技术);多工艺空气钻探技术(中心反循环连续取样及空气潜孔锤钻探技术);水力反循环连续取心钻探技术;人造金刚石超硬复合材料及其钻头;低固相泥浆等钻井液应用及护壁堵漏技术;XY系列、CD系列、全液压等新型岩心钻机及配套装备;水文水井钻探设备;短浅坑道机械化作业线等等。在这一领域,我省煤田地质局在煤田地质钻探方面,成功地采用了受控定向钻探技术,并完善了SMQ-1型取芯器,发展成3SMQ-2型取芯器;此外,还研制改进了煤层气储存监测罐。地矿、煤田系统多工艺空气钻探技术的采用更加完善和成熟。国外:传统的地质勘查工程技术与装备已十分成熟。立轴式液压钻机仍然是主要机型,全液压动力头钻机获得广泛应用,美国金刚石岩心钻机制造商协会制定的DCDMA标准仍然占据钻探管材和钻具市场的主流,国际标准化组织(ISO)的TC82(矿业技术委员会)/SC6(金刚石钻探设备分技术委员会)也制定了一些标准,可能成为今后的发展方向。
通过调研了解到,对钻孔深度100米左右的钻机需求量比较大,而目前的100米钻机,存在着劳动强度大、适应性差等缺点。鉴于以上原因,我们决定开发
100米钻机。经几次方案讨论决定,钻机应具有以下特点:
经济耐用可靠、质优价廉;
便于解体搬运;
体积小,重量轻;
操作简单,维修方便;
适用于Φ42、Φ50mm两种钻杆;
适用于合金钻头或金刚石钻头钻进;
钻进速度快,效率高;
动力为电机或柴油机。
第1章总体设计
经过调研和几次方案论证,考虑到现场特点,从实用角度出发,确定方案如下:
考虑到井下、井上和野外作业,动力可选电机或柴油机。
考虑到有软岩石、硬岩石的钻进,除了正常的钻进速度外,增加高速340r/min。
钻机除配机动绞车外,增加了液压卡盘减轻劳动强度,节约时间,提高有效钻进速度。
4. 考虑到高转速时,绞车速度不能太快,所以增加了互锁装置,安全可靠。
5. 由于本机动力较大,动力由V型带传动到变速箱的传动轴上易使传动轴弯曲,所以增加了卸荷装置。
6. 采用二级回归式变速箱,减少变速箱体积,根据不同的地质条件,选用不同的钻进速度。
设置压带轮,皮带调整安全可靠。
在满足上述要求的同时,尽量结构简单,操作方便,适于整体或解体搬运。尽量做到标准化, 通用化,系列化。
第2章钻机技术特性
1. 钻进深度 100m
钻孔直径
1〕开孔直径 89m
2〕终孔直径 60mm
3. 钻孔倾斜角度 0~360°
4. 立轴转速 110、190、340r/min
5. 立轴行程 400mm
4MPa
(弹簧常闭式液压卡盘) 6MPa
52mm

20KN
11. 绞车提升速度、、
12. 绞车转速 28、50、78r/min

⑴.
⑵.
⑶. 12KN
14. 卷筒
⑴直径 140mm
⑵宽度 100m
⑶钢丝绳直径
⑷容绳长度

电动机
①型号 YB160M-4
②电压 380/660V
③功率
④转速 1440r/min
柴油机
①型号 S1100
②功率
③转速 1500r/min
(L×h×b) 1370×685×1200mm
(不含柴油机) 750Kg

第3章动力机的确定
本机组的驱动装置采用交流感应电动机,因为这种动力机重量轻、结构简单、使用维护方便易实现防爆。
为了便于搬运和机场的布置,钻机和水泵各用一台电机单独驱动,而回转器与油泵共用一台电机联合驱动。
输出功率为N。
N。=
式中:Nj—钻机所需功率 KW
Nj=(Nh+Ny)/η
式中: Nh—回转钻进所需功率 KW η—效率η=
Ny—油泵所需功率 KW
Nh=N1+N2+N3
式中: N1—井底破碎岩石、土层所需功率 KW
N2—钻头与孔底摩擦所需功率 KW
N3—回转钻杆所需功率 KW
回转钻进及破碎岩石、土层所需功率 KW
Nh=N1+N2+N