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1、中 装,2200m全液压岩心钻机方案,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,2,一、深孔取心钻进对钻机的要求,1、升降系统2、回转系统3、给进系统4、卡夹系统,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,3,1、升降系统,1、大钩能力不小于240kN2、立根长度18m3、提升功率回转功率4、功率特性软,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,4,2、回转系统,1、最高转速不低于1000r/min2、输出功率50-80kw3、最低转速150r/min左右（满功率输出）4、扭矩特性硬,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,5,3、给进系统,1、起拔能力200kN2、给进行程尽可能长
2、3、给进方式钻压控制和速度控制结合4、低速平稳性好,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,6,4、卡夹系统,1、卡夹能力200kN2、卡盘型式常闭式3、夹持器常开式,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,7,二、国内现有深孔岩心钻机,目前国内深孔钻机都是立轴式，有以下几种机型：1、HXY-8（8B）（黄海）2、XY-3000（天明）3、HXY-6B（黄海）4、XY-6B（张探）,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,8,1、HXY-8（8B）,结构特点：立轴+转盘卷扬机横置其中：HXY-8B带转盘HXY-8不带转盘,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,9,HXY-8(
3、8B)主要技术参数,立 轴转速范围 79、136、212、363、220、397、589、1011 反51、142给进行程 1000mm最大起重力 300KN最大加压力 141KN最大回转扭矩 9300Nm通孔直径 118mm,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,10,HXY-8(8B)主要技术参数,转 盘转速 27、46、72、124、75、136、201、345 反17、48通孔直径 395mm卷扬机单绳一层提升力 125KN钢丝绳直径 21.5mm卷筒容绳量 120m,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,11,HXY-8(8B)主要技术参数,移动装置 移动油缸行程 690
4、mm离开孔口中心距离 415mm钻机动力 电机 90KW 柴油机 134KW外形尺寸390516922603 钻机重量 4850kg,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,12,2、XY-3000,结构特点：立轴式卷扬机横置,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,13,XY-3000主要技术参数,转速范围 给进行程 1150mm最大起重力 300KN最大加压力 150KN最大回转扭矩 8300Nm通孔直径 118mm卷扬机单绳一层提升力 80KN动力机 电机75kw 柴油机 112kw重量 6600kg,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,14,3、HXY-6B,结构型式：
5、传统立轴式,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,15,HXY-6B主要技术参数,最大扭矩 7800N.m立轴行程600mm立轴内径 118mm立轴最大起重力 200kN立轴最大加压力 150kN卷扬机最大提升力 85kN动力 电动机75kW 柴油机85kW 重量（不含动力）3800kg,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,16,4、XY-6B,结构型式：传统立轴式,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,17,XY-6B主要技术参数,立轴通径 96 mm立轴转速 正转：80-1000 反转：62、170 起拔/给进力 200/150kN 给进行程 600mm 卷扬单绳提升力
6、 60kN 动力 电动 55kW 柴油 100HP 主机重量 3800kg（不含动力）外型尺寸 3450 x1500 x2250mm,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,18,三、国外深孔岩心钻机,国外深孔岩心钻机都采用全液压驱动，如以下几种机型：长年LF230澳大利亚 UDR1200HC阿特拉斯 CS4002,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,19,长年LF230,钻深mBQ3050NQ 2350HQ1585PQ 1045主卷扬提升力 kg 18144绳索卷扬容绳量 m 2000给进行程 m 3.35推进力 kg11788起拔力 kg22330钻探角度 90-45发动机功率
7、 kw194动力头四档转速 rpm 144-1250扭矩 Nm 5322-610卡盘通径 mm122.24,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,20,UDR1200HC,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,21,1200HC主要技术参数,钻深能力m 绳索取心钻进NQ 2500 HQ1585PQ 1045 反循环钻进4-1/2钻杆5503-1/2钻杆1000主卷扬提升力 kN 216绳索卷扬容绳量 m 2400给进行程 m9?,推进力 kN113起拔力 kN226钻探角度 90-45发动机功率 kw 235动力头两档转速 r/min 0-73-198-550-1500扭矩 Nm
8、14324-923卡盘通径 mm 122.24泥浆泵 FMC246L/min 12.4MPa,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,22,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,23,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,24,CS4002,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,25,CS4002 主要技术参数,钻进能力 2,000 米 N-规格 发动机 196 kW 康明斯柴油发动机给进行程 3.35 米 钻杆处理能力滑橇式 9米车载式 6米 或 9米主卷扬单绳拉力 178kN钻进角度范围：45-90 度,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,26,四、立轴钻机的
9、适用性分析,1、升降能力采用有塔方案，能拉较长立根，提大钻效率高，6型以上立轴钻机能满足要求。2、回转能力转速基本都能满足；电机功率75kw即可满足使用要求；绳索取心钻进时的扭矩不易控制。须引起重视增加限扭装置？扭矩显示？3、立轴起拔能力6型以上立轴钻机基本满足要求。4、卡盘夹持能力6型钻机实际使用中夹持力不足，孔深超过1500m需下卡盘辅助。5、给进行程短，受结构型式所限，无法弥补。,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,27,五、国外全液压钻机适用性分析,1、钻具升降能力由于采用桅杆结构，单绳提升，立根短，提大钻效率低，处理事故能力差。2、动力头回转能力功率配备合理，转速、扭矩范围宽
10、，工艺适应性好。3、动力头起拔能力满足要求。4、给进行程长，工艺适应性好。5、其他搬迁方便、斜孔施工方便。,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,28,六、全液压深孔有塔钻机方案,根据深孔岩心钻探的特点，结合全液压驱动钻机良好的工艺适应性，提出以下全液压深孔有塔钻机方案，请大家讨论。,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,29,机械立轴式岩心钻机优缺点,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,30,全液压动力头式岩心钻机优缺点,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,31,两种机型的共性分析,我们还应该注意到机械传动立轴式岩心钻机和全液压动力头式岩心钻机有很多共性的东西，或
11、者说全液压动力头式岩心钻机在开发过程中继承了的许多机械传动立轴式岩心钻机的成熟结构与成熟部件。从总体技术路线上讲，都采用了带有中心通孔的回转机构、常闭式液压卡盘，采用卷扬机滑轮装置作为钻机的主升降系统；从模块来说，甚至采用完全相同的部件（如卡盘）。,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,32,方案的主要技术参数,1、钻深能力(m)BQ3000NQ2200HQ1500PQ900,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,33,2、动力机(kw/rpm),两种驱动方案 电动机132/1480 柴油机194/2200(含泥浆泵驱动),2023/8/15,2000m岩心钻机方案,34,3、钻塔
12、,24米加重管子钻塔 立根长度(m)18 额定负荷(kN)400,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,35,4、主提升系统,主卷扬单绳提升力(kN)150/90 主卷扬最大绳速(m/s)120 大钩负荷(kN)300/180(2倍率),2023/8/15,2000m岩心钻机方案,36,5、动力头,两个机械档（速比5.1:1；1.56:1）主轴通径(mm)117 转速(r/min)扭矩(Nm)0-1856020185-3706020-3010370-6002000600-12002000-1000,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,37,6、给进系统,油缸链条倍速机构 给进行程
13、(mm)4800 额定提升力(kN)220 额定给进力(kN)100,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,38,7、绳索卷扬,最大提升力(kN)16 提升速度(m/min)150-400 容绳量(m)5-2360,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,39,8、液压系统,柴油机驱动时：最大流量(l/min)最高压力(MPa)一泵28630二泵9925三泵6114,电动机驱动时：最大流量(l/min)最高压力(MPa)一泵(双联)210232二泵3930,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,40,9、泥浆泵,型号BW320A最高压力(MPa)12最大流量(l/min)320
14、,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,41,方案的总体结构,1、全液压驱动2、有塔方案提高深孔起下大钻速度，降低劳动强度3、卡、夹、拧卸、摆放机械化程度高4、长行程给进提高深孔钻探工艺的适应性5、主机、动力站、泥浆泵分体设计便于钻机搬迁6、两种动力配置方案供讨论7、两套液压系统方案供讨论8、造价较低，性能价格比高,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,42,总体布局,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,43,平面布置,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,44,正面布局,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,45,侧面布局,2023/8/15,2000m岩心钻
15、机方案,46,主要部件结构,1、动力头2、卡盘3、夹持器4、卷扬机5、动力站6、绳索卷扬7、泥浆泵,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,47,动力头内部结构,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,48,动力头外观,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,49,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,50,动力头结构,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,51,卡盘结构,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,52,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,53,夹持器,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,54,夹持器样机,2023/8/15,2000m
16、岩心钻机方案,55,主卷扬,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,56,主卷扬方案2,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,57,主卷扬减速机结构,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,58,动力站(电动机方案),2023/8/15,2000m岩心钻机方案,59,动力站(柴油机方案),2023/8/15,2000m岩心钻机方案,60,绳索卷扬,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,61,泥浆泵,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,62,BW320A泥浆泵,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,63,液压系统设计思路,希望的液压系统特性:升降系统：利用最大功
17、率恒功率液压泵恒功率液压马达自动变量回转系统：升降功率-泥浆泵功率硬特性液压泵负载敏感+压力切断液压马达液控变量,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,64,两种控制方案探讨,一、力士乐负载敏感系统（LS和LUDV）二、日韩挖掘机负流量控制系统,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,65,LRDS液压泵,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,66,液压泵特性曲线,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,67,LS原理,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,68,LUDV原理,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,69,液压马达HA控制,2023/8/15,20
18、00m岩心钻机方案,70,HA2控制,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,71,LS方案,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,72,负流量控制变量泵系统,它也是一种型式的负荷传感控制系统，通过监测主阀回油量的变化，可根据主机负载要求自动改变变量泵流量以达到节能目的。目前日本、韩国和我国的独资合资生产厂生产的挖掘机广泛采用这种系统。,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,73,负流量方案,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,74,谢 谢,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,75,项目的研发基础,1、FDP-30(36)非开挖钻机2、GZX-12旋挖钻机3、H
19、CD-5U全液压岩心钻机4、HCD-6U全液压岩心钻机,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,76,1、FDP-30(36)非开挖钻机,主要继承点：负载敏感系统的成功应用大吨位油缸链条倍速机构,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,77,2、GZX-12旋挖钻机,主要继承点：改造挖掘机液压系统，使之适用于钻掘机械大吨位卷扬机及其控制,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,78,3、HCD-5全液压岩心钻机,主要继承点：低成本高可靠性液压系统结构简单可靠的双速动力头夹持器卡盘,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,79,HCD-5主要技术参数,2023/8/15,2000
20、m岩心钻机方案,80,HCD-5平面布置,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,81,HCD-5运输状态,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,82,HCD5后视图,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,83,HCD-5U型钻机,行走状态,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,84,HCD-5U型钻机,现场施工,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,85,4、HCD-6U全液压岩心钻机,大部分部件、元件可以通用和互换,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,86,HCD-6U主要技术参数,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,87,HCD-6U平面布置,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,88,HCD-6U运输状态,2023/8/15,2000m岩心钻机方案,89,谢 谢,
