【JX18-47】矿用钻机卡盘设计（二维+论文）
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【JX18-47】矿用钻机卡盘设计（二维+论文）,JX18-47
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成人成事 修德修能黑龙江工业学院毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名职称从事专业是否外聘题目名称课题适用专业课题类型课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其他。 黑龙江工业学院毕业设计（论文）任务书院系：机械工程系 专业班级：14机械设计制造及其自动化6班题目： 矿用钻机卡盘设计 学生姓名： 梁天宇 指导教师： 迟振香 任务下达日期： 2017年12月2日 完成日期： 2018年6月2日 教研室主任： 王殿君 系主任： 张明秋 毕业设计（论文）主要内容（包括主要参数）黑龙江工业学院本科毕业论文设计（论文）开题报告 论文题目：矿用钻机卡盘设计 专 业：机械设计制造及其自动化 指导教师：迟振香 学生姓名：梁天宇 学 号：03991406016 毕业时间：2018年6月 黑龙江工业学院教务处制一、选题依据（目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法）1、目的、意义（1）随着国民经济的快速发展，对能源的需求急剧增加，而我国在一次性能源消费机构中煤炭占2/3以上的比重。不管是煤炭资源的前期勘探，还是生产中的钻凿矿井、通风井、瓦斯抽放、溜煤眼施工以及矿山紧急救援方面的快递通道钻孔等，都需要通道钻探工程。钻探工作广泛应用于石油、天然气、煤田、金属矿产、建筑材料、化工原料等矿产资源的勘探中，现代化的工程建筑中，也大量采用钻探方法来施工桩基孔等。由于钻探目的和施工对象不同，往往构成钻探设备的不同特点。从煤矿井下钻探特点来讲：矿井巷道空间有限，运输、通风、通水、通电困难施工条件恶劣；施工钻孔多数为上仰或下斜孔，地面钻孔相应的钻井工艺不能使用，施工难度大，安全要求严格；一些地面设备仪器不能直接使用，必须进行改进。（2）煤矿钻机采用机械传动还是液压传动方式虽然是个老话题，但是面对当今施工的状态，尤其是煤矿井下生产环境的变化、操作者的技能状况，我们还是有必要做一些简单的分析比较。我们也应该注意到机械传动立轴式钻机和全液压动力头式钻机有很多共性的东西，都采用了中心通孔回转机构、常闭式液压卡盘、采用卷扬机滑轮机构作为钻机的住升降系统。（3）锻炼综合应用所学的基础理论、专业知识和基本技能，深化和拓展自身的综合素质学以致用。便于面向工作岗位。2、国内外研究现状（1）国外现状：全液压动力头式钻机已成为欧美市场的主流机型，近年来国外产品的发展主要表现在：适应市场需求、变化，逐步完善产品系列；新型中深孔钻机多位多功能钻机；在产品自动化和智能化方面取得了长足的进步。上世纪60年代起，国外一些发达国家逐步实现了坑道钻机的更新换代，用全液压动力头式钻机取代立轴式钻机。特别是90年代推出的新产品比以前的产品又有明显的改进。（2）国内现状：立轴式钻机用于煤矿井下相对于全液压动力头式钻机有很多不足之处，但由于其价格便宜、操作简单、维修方便、整体搬运方便等特点，到目前为止还有一些煤矿在浅孔钻进时使用这种钻机。在煤矿井下的特殊环境中，全液压动力头式坑道钻机钻进效率高、操作安全、解体性好、移动搬迁方便等特点非常突出，因此成为煤矿坑道钻探作业首选的主导机型。3、学术准备情况（1）在图书馆、资料室、网络论坛等平台搜集有关矿用钻机卡盘的学术杂志、图书、说明书等相关信息、文件、文献资料。（2）对所要研究的矿用钻机卡盘有了一定的了解与认识，了解了有关矿用钻机卡盘的设计及社会、生产实践。加强了理论与实践的联系。（3）在调查过程中，将构思、设计、生产实践、维修等方面遇到的问题与相关知识结合进行合理分析，从而进一步对矿用钻机卡盘进行了解。本课题研究的主要内容是：设计一个矿用钻机卡盘，确定设计方案，画出原理图和CAD电子版零件及装配图，参照零件实体进行设计，确定结构、尺寸、公差等具体数据。4、本选题研究思路及方法（1）钻机卡盘中最重要的部分是夹紧机构的设计，对钻机卡盘的性能好坏与否有着直接的影响。所以首先要对卡盘中夹紧机构部分进行受力分析。（2）不同类型的钻机卡盘，有不同的夹紧机构。卡盘类型一般分为三种：液压松开，弹簧夹紧型、液压卡紧，弹簧松开型、液压卡紧液压轮松开型。而对矿用钻机卡盘需对实际生产需要、安全性能、维修等方面实际情况进行分析，做出准确判断，进行选择。（3）工作原理：卡盘的夹紧机构在卸油的情况下，卡盘靠蝶形弹簧提供弹力，从而推动斜面增力机构（即卡圈），使卡瓦生产径向力夹紧钻杆，在进油状态下，油液经过活塞、推力球轴承推动卡圈，从而松开钻杆。（4）通过分析，以及参照事例对矿用钻机卡盘进行改进。矿用钻机卡盘的夹紧机构主要由液压系统控制，根据油缸内的进油、卸油来控制卡盘的夹紧与松开，所以对夹紧部分的受力分析将对各部件的参数有一定的影响。（5）需要解决的问题：卡盘对应钻机的型号、装配区域；卡盘的结构图，草图；对具体零件进行分析、确定每个零件的大概参数；进行计算，计算出卡盘各零部件在装配时的具体参数（如公差、平行度等）。通过解决以上问题，并以现有的信息、数据作为实际参考、改良，从而完成矿用钻机卡盘设计课题。二、论文结构框架1、论文提纲第一章 绪论第二章 矿用钻机卡盘的结构第三章 卡盘各零件和部件分析第四章 零件部件等组成元件的设计及装配第五章 总结与发展趋势第六章 附录第七章 参考文献第八章 致谢2、参考文献1刘美玲，雷振德， 机械设计基础M，科学出版社，20052纪名刚，机械设计（第七版），高等教育出版社，20053谢锡纯，李晓豁主编，矿山机械与设备，中国矿业大学出版社，20004煤炭工业部制定，煤矿安全规程，煤炭工业出版社，19865冯辛安主编，机械制造装备设计，机械工业出版社，20116黎启柏，液压元件手册，冶金工业出版社，机械工业出版社，19847王春行，液压控制系统，机械工业出版社，19808李壮云，葛宜远，液压元件与系统，科学出版社，1976三、论文写作安排（1）2017年12月，与知道老师联系，对课题内容进行初步了解，并且对所设计的实体进行观察，对所要进行的工作有最初的认识；（2）2018年1月1日2月28日，利用假期搜集有关课题内容的最新进展，和相关论坛的参考资料，并完成开题报告和任务书；（3）2018年3月1日2018年5月20日，收集并整理材料完成论文初稿，并且交给老师查阅，修改错误，整理好成品。（4）2018年5月20日以后，准备毕业设计答辩和毕业设计审核四、审核意见指导教师意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过指导教师（签字） 年 月 日系部（专业）意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过 负责人（签字） 年 月 日7本科生毕业设计（论文）题目变更申请表系别专业申请人学号申请人姓名指导教师姓名指导教师职称原毕业设计（论文）题目变更后题目简述 变更 毕业 论文 题目的原因、理由 学生签名： 年 月 日指 导 教 师 意 见 指导教师签名： 年 月 日教 研 室 主任 意 见 教研室主任签名： 年 月 日系 部 意 见 负责人签名： 年 月 日注：1学生如需变更所选的毕业设计（论文）题目，须填报申报表，并经批准后方可执行。 2本表一式两份，一份放入学生毕业设计（论文）档案袋，一份交教务处存档。毕业设计（论文）指导教师评语、评阅教师意见指导教师评语：结论：同意进行论文答辩（ ）；同意修改后进行论文答辩（ ）；不同意进行论文答辩（ ）指导教师评价得分（百分制）指导教师签字： 年 月 日评阅教师意见：评价指标分值评价标准评价 等级得分A级C级选 题20选题符合本专业培养要求基本符合要求创新性20具备较高的创新性创新程度一般学术性20研究难度大，学术性强学术性一般应用性20成果实用价值高、应用前景广有一定的应用价值和前景内容质量20知识准确、论点鲜明、论据充分、资料数据准确规范知识较准确、论点较鲜明、论据较充分评阅教师评价得分（百分制）结论：同意进行论文答辩（ ）；同意修改后进行论文答辩（ ）；不同意进行论文答辩（ ）注：1评价等级分为A、B、C、D、四级，低于A高于C为B，低于C为D。 2每项得分=分值*等级系数，A为1，B为0.8，C为0.6，D为0.4. 评阅教师签字： 年 月 日毕业设计（论文）答辩情况表题目：指导教师姓名职称评阅教师姓名职称答辩日期2017.5.27答辩地点答辩小组成员职务姓名职称工作单位组长刘辉教授黑龙江工业学院组员组员组员组员组员组员组员组员秘书答 辩 得 分（百分制）答辩记录（含学生自述、答辩小组提问、回答要点及正确与否等情况）二次答辩记录（含学生自述、答辩小组提问、回答要点及正确与否等情况）答辩时间答辩地点二次答辩原因成绩被评优秀 得分在后3% 其他毕业设计（论文）答辩评分表（本科）评分项目1图面质量2论文（技术说明书）3自述情况4答辩情况学生姓名绘图质量（20分）论文（技术说明书）（20分）自述情况（30分）答辩情况（30分）答辩得分 评委 ： 年 月 日 黑 龙 江 工 业 学 院毕业设计（论文）成绩评定书系 院 机械工程系 专业班级 13机械设计制造及其自动化1班 学生姓名 吕文斌 成 绩_2017年 6月2日毕业设计（论文）综合评语：指导教师评分（权重0.45）指导教师：评阅教师评分（权重0.15）评阅教师：答辩评分（权重0.4）答辩小组组长：总成绩（五级分制）毕业考试委员会主任：注：总成绩需折合为五级分制填列，折合标准如下：90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79分为中等，60-69分为及格，60分以下为不及格附件10：优秀毕业设计（论文）推荐表黑龙江工业学院优秀毕业设计（论文）推荐表题 目类 别学生姓名系、专业、班级指导教师职 称设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系院公章：年 月 日备 注：注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计。16摘要钻井在国民经济发展中起着重要作用。随着石油勘探开发的不断深入，石油钻井机械的自动化程度和智能化程度也在不断提高。液压卡盘是钻机的主要部件。它的作用是把钻杆卡在钻头上，把扭矩和轴向力传递给钻杆，带动钻具转动和进给，完成压力钻井。本文对液压卡盘的设计进行了研究。首先，完成了卡盘的结构设计。液压卡盘被选中。分析了液压卡盘的工作原理和制造要求。详细设计了液压卡盘的参数，包括液压卡盘的承载能力、钻杆上的夹紧力和蝴蝶泉的轴向推力。活塞的行程、夹紧套的角度、蝴蝶泉的夹紧力和阀瓣在油压上的压力也被计算出来。最后完成了卡盘的装配图和主要零件图的设计，并对液压控制系统作了简要的设计。本文可为卡盘相关设计提供参考。关键词：液压卡盘；钻杆；受力分析；液压控制AbstractDrilling plays a very important role in the development of national economy，along with the increase of oil exploration and development efforts，automation，intelligent level of petroleum drilling machine has been improved. Hydraulic chuck is one of the main components of drilling rig， its function is to drill pipe clamp drill， and transfer torque and axial force to the drill pipe， drill rotary and feed drive，complete decompression drilling.本文研究了液压卡盘的设计，首先完成了卡盘的结构方案设计，选择了液压式卡盘，分析了液压卡盘的工作原理及制造要求。文中对液压卡盘的各项参数进行了详细设计了液压卡盘承载力、卡瓦对钻杆的夹紧力以及蝶形弹簧的轴向推力。文中还计算了活塞的行程S，夹紧包角，以及蝶簧夹紧力、卡盘松开油压力等参数，最后完成了卡盘结构装配图及主要零件图的设计，并对液压控制系统进行了简要设计。本文可以为卡盘的相关设计提供参考。This paper studies the design of hydraulic chuck，the structure design of the hydraulic chuck，chuck，analyzes the working principle and manufacturing requirements of hydraulic chuck. The parameters of hydraulic chuck，in this paper，the detailed design of the hydraulic chuck clamping force on the bearing capacity，the slip of drill pipe and the axial thrust of the butterfly spring. This paper also calculated the stroke of the piston S，clamping angle，as well as the butterfly spring chuck clamping force，loosen the oil pressure and other parameters，and finally completed the design of the assembly structure and the main parts of the map the chuck，and the hydraulic control system has carried on the brief design. This paper can provide a reference for the design of the chuck.Keywords： hydraulic chuck；drill pipe；stress analysis；hydraulic control目 录摘要1Abstract2目 录31绪论51.1发展背景51.2全液压钻机介绍91.3国内不同液压钻机对比分析92卡盘结构方案设计122.1 机械式卡盘122.1.1机械式卡盘结构设计122.1.2 机械式卡盘工作原理132.2液压式卡盘142.2.1 液压卡盘的总体设计要求142.2.2液压式卡盘的结构设计142.2.3 液压卡盘的工作原理152.2.4 液压卡盘的制造要求163主要参数设计173.1液压卡盘承载力的确定173.2 卡瓦对钻杆的夹紧力计算173.3 蝶形弹簧的轴向推力的计算183.4 设计蝶形弹簧193.5 活塞行程S的确定223.6夹紧包角243.7蝶簧夹紧力243.8卡盘松开油压254.液压控制系统的设计275.结论28参考文献29致谢301绪论1.1发展背景钻井在国民经济的发展中起着至关重要的作用，特别是在油气开发领域中起着至关重要的核心作用。石油天然气具有特殊的形成条件，具有其他能源所没有的特点，决定了其采集方式的独特性。油气资源发现以来，石油开采的主要途径是钻井。从古代人工钻井到现代机械化钻井，钻具和钻井方法发生了根本性的变化。随着工业化技术的发展，钻井技术也将发生更大的变化。在现代工业自动化发展的过程中，石油装备的自动化程度越来越高，工业机器人也逐渐被引入到石油生产中，成为现代生产的重要自动化设备。在传统的石油开采过程中，工人们做了大量的工作，现场的艰苦劳动环境和笨重的钻井设备使石油生产变得困难和危险。随着石油勘探开发的不断深入，石油钻井机械的自动化程度和智能化程度也在不断提高。自动钻削是90年代国外发展起来的一门前沿钻井技术，是二十一世纪钻探技术的主要发展方向。自动钻井包括闭环钻井技术、地面钻机自动化、钻井泥浆、泥浆及其它钻井材料、制备和抽油自动化、钻井专家系统四个方面。地面钻井自动化是钻井作业的自动化作业，而钻杆加工系统是其中的一个重要组成部分。钻杆自动排液系统是钻杆加工系统的重要组成部分，伴随着钻井自动化技术的发展。机械化降低了钻井工人的手工劳动，改变了传统的人工举升卡瓦和钻杆处理设备，有效地扩大了钻井工人的安全工作范围，使他们的运营商。半自动化系统通过信息技术和智能控制系统改变现有的管道装卸系统，减少了新系统中的操作员数量。随着深水钻井技术的发展，钻井作业深度已达700010000英尺，陆上钻机已由原来的5000米钻机发展到15000米钻机。影响钻井时间增加的内在因素不仅是钻井作业，而且是钻杆、套管、立管的运输和排放，严重影响钻井计划的实施。同时，在钻井时，离线根管、自动输送排水钻杆的使用大大节省了钻进时间。钻杆加工系统已成为自动化和模块化钻井设备设计的工业标准。 在此背景下，钻杆的自动传动机构也应运而生。从手工丝螺丝锁，绞车和提升钻杆卡瓦的最先进的自动变速系统，它已经从简单的手动设备在现代工业机器人研制。1949，钻半自动钻机时，钻杆自动传送。该系统可完成各种常规操作，由液压和气动阀门进行钻孔。1956、第一机械钻杆操作系统是安装在cuss-1钻井船。这是一个在甲板上操作钻杆的水平系统。送水管会立即运到井口机械的根部，然后由电梯升降。同时，立式钻杆自动变速器也取得了进展。它能以更传统的方式操作井架中的钻杆。上世纪40年代末，谦逊的三钻机配备了三臂垂直钻杆自动变速器，并22860m成功地钻。1968，海上公司安装了垂直钻杆自动变速器在发现者钻机上。这时，钻杆的自动传动机构开始有了很大的进步。该系统的设计减少了由于船体振动而造成的手动操作困难。该系统的成功导致了一系列的类似系统的开发，包括横向系统类似于cuss-1。在20世纪60年代末，Varco的BJ休斯三臂垂直钻杆自动传输机制是一个巨大的成功。1973、自动钻杆自动变速机构首次安装在挪威西部公司Smedvig半潜式钻井平台。然而，安装系统的目的与钻井船不同。由于半潜式平台在北海挪威钻井，该系统的设计是为了减少强风和低温的影响，而不是船体振动。该系统也取得了巨大的成功。1974、第一个商业水平钻杆自动传输机制应用到该公司的钻井船在西部齿轮。1986、第一列满钻杆自动传输机制应用于跨洋深水半潜式钻井。1996，将模块化钻杆自动变速机构应用于北海自升式钻井平台。目前，对钻杆自动传动机构运行管的范围不仅限于钻杆、钻铤、也是一个直径127 508mm套管。 目前，钻杆自动变速器的种类很多，包括固定在钻机上的单臂和由封闭式操作室固定在井架中的双臂或三臂系统。许多这些系统可以提升钻杆的根，和一些能提升508mm套管直径。它们大多位于地板和垂直根箱之间，有两到三个操作臂。它由一个封闭的控制室中的计算机控制，没有其他人员的参与。prs-3i，prs-4i，prs-5，prs-6is和prs-8 / 8i由美国Varco公司开发的，可用于排放钻杆、钻铤和套管单根垂直根。排放管的直径范围为88.9mm至508；的srs-2型星管排放系统，电梯，起重能力下动臂9.95t，提升高度。10。此外，Varco还开发了Varco紧凑的拍子，钻杆自动传输机制，大多数现有的钻机是合适的。该平台由德国该公司专为挪威海德鲁公司的垂直钻杆自动变速机构的起重能力122kn，自动完成水平和垂直的钻杆，和传递过程由封闭钻井控制室控制。由挪威阿克克瓦纳公司开发的产品有两臂垂直钻杆操作系统和悬浮钻杆操作系统。排放管的直径范围从73mm到247.7mm。挪威石油管理局1981规定，所有在其领海作业的钻机必须配备自动钻杆自动输送机构。60年代以来，苏联在其钻机上安装了自动钻杆自动传动机构。钻机液压系统需要执行三个功能（旋转、进给和夹紧），三个功能由三个执行元件完成。驱动元件是为钻机提供旋转速度和扭矩的液压马达；执行机构是为钻机提供钻机的进口力和拉力的液压缸；另一个是液压缸，它是卡盘部件，提供夹紧钻杆的开启力。钻机的旋转部分：工作阶段液压马达的负载情况，液压马达的负荷随地质层的变化而变化。当地质层较硬时，液压马达的负荷增加。液压系统应调整，以减少液压马达的流量，降低液压马达的转速，输出扭矩稳定，地质层疏松，地质层疏松。当液压马达负载降低时，需要调整液压系统，增加液压马达，并参照大扭矩低速摆线液压马达的性能参数。摆线液压马达的扭矩在一定的速度下不能达到钻机的技术参数。随着钻孔深度的增加，当钻杆增加时，捡拾卡盘所需的速度快，拔钻具时最大拉力最大。钻机的夹紧部分是液压夹紧机构，碟形弹簧夹紧，液压开启方式为气缸活塞形式。夹紧油缸有一定的结构限制，油压只需开启碟形弹簧。压力和流量是液压系统的两个主要参数。根据这两个参数，对液压元件、辅助元件和原动机的规格进行了计算和选择。选择系统压力后，可以确定液压马达的位移和液压缸和液压泵的主要尺寸。根据液压缸、液压泵和液压马达的速度或速度，确定液压马达的流量和液压缸和液压泵的主要尺寸。当液压系统的功率一定时，如果系统压力过低，液压元件、辅助尺寸和重量都会增加，系统的成本也会相应增加。如果系统压力较高，液压设备的重量、体积和成本也相应降低。但是，由于系统压力过大，液压元件和辅助部件的材料、密封和制造精度的提高，将增加或增加液压设备的尺寸、重量和成本。系统效率和使用寿命将相应降低。液压卡盘是钻机的主要部件。它的作用是把钻杆卡在钻头上，把扭矩和轴向力传递给钻杆，带动钻具转动和进给，完成压力钻井。随着基础建设的蓬勃兴起和能源需求的日趋紧张，钻探机械得到了越来越广泛的应用。如今，国内使用最广泛的地质勘探钻机是机械传动、液压给进的立轴式钻机。其性能、水平国内外基本接近，维修方便、造价低，是国内目前的主要钻探设备，但该类钻机存在给进行程比较小、倒杆频繁、钻进效率低、钻进功能较少等不足之处。随着流体和液压传动技术的迅猛发展，全液压动力头钻机是未来的发展趋势。全液压顶驱式钻机在国外已是推广普及型钻机，该类钻机具有转速高、工作平稳、调速范围大、给进行程长、过载保护好、机械化自动化程度高、适用范围广等优点。但因为造价较高、各种备品配件系统还需完善、维修费用较高等因素，所以此类钻机的市场占有率还很小。目前，国内研制全液压动力头式钻机刚刚起步，但随着国家对勘探工业的越来越重视和大量资金的投入，各省局钻探设备的需求量也与日俱增。为此，吉林大学根据吉林省科技发展计划项目“全液压顶驱式多功能油页岩勘探开发钻机”自主研制和开发了JDY-1500型全液压动力头岩心钻机。该钻机所有功能均为液压驱动，操控精准便捷，与传统的立轴式钻机相比，取心作业的效率及安全性大大增加。适应于金刚石绳索取心钻进、空气泡沫钻进、液动冲击回转钻进和反循环连续取心钻探工艺等多工艺施工，能满足1500 m深度以内油页岩、煤层气、地热井和危急矿山深部资源找矿勘探开发的需要；大大提高深部地下资源开发的效率和安全性。JDY-1500型全液压动力头岩心钻机最大的特点是采用动力头式液压卡盘自如松、卡钻杆，实现灵活进给，提高了钻探效率。本文对钻机动力头卡盘结构及参数进行分析。图1为JDY-1500型全液压动力头岩心钻机液压卡盘工作原理图。本卡盘采用弹簧夹紧、液压松开的常闭式卡盘，由活塞、液压缸、碟形弹簧、卡瓦等组成。碟形弹簧装在液压缸内，一端固定在压板上，另一端与活塞相连。卡盘不工作时处于夹紧状态，当卡盘环状液压缸上腔进压力油时，活塞下移且压缩弹簧，使卡瓦向外移动，松开钻杆；当液压缸上腔回油时，弹簧力推动活塞上移，使卡瓦向中心移动，从而夹持钻杆。图1-1 JDY-1500型全液压动力钻机卡盘工作原理图1.2全液压钻机介绍全液压钻机是全液压动力头式钻机的简称，主要区别于采用机械传动和液压给进的半液压式钻机。全液压钻机由电动液压泵站提供动力，以矿物油为工作介质，通过对工作介质的流量、压力和方向的控制，驱动钻具完成所需要的动作。液压钻机的具体工作机理为：大泵供油实现马达和动力头部分旋转，为钻具提供转速和扭矩；小泵供油实现钻具推进、夹持器夹紧以及主机倾角的调整。调节马达排量，可实现钻机转矩和转速大范围的无级调节且钻机的液压联动功能可方便地拧卸钻杆。通过对液压操纵阀的集中操纵， 可实现不同的钻进工艺，进而达到钻孔的目的。中国煤炭工业部于1994 年制定了关于煤矿井下钻机的标准， 该标准适用于煤矿井下瓦斯抽放、煤(岩)层注水、探放水、防(灭)火及其他工程用钻机。要求钻机给进机构运行平稳，无漏液(气)现象，推进力和起拔力不得小于额定值的95%。钻机运转达到热平衡时，钻机表面温升和变速箱中的油液温升不得超过40 ，其最高温度不得超过75 ，液压泵站油箱的出油口处温度不得超过60 。1.3国内不同液压钻机对比分析1.3.1 结构形式液压钻机主要有2 种结构形式：分体式和履带式。分体式全液压钻机主要由主机、泵站和操纵台3部分组成，各部分之间通过高压软管连接。该类型钻机具有解体性好、搬迁运输方便、现场布置灵活和成本低等优点，广泛应用于坑道狭窄、运输困难的大直径深孔煤层钻孔施工，如煤炭科学研究总院西安分院及重庆分院研制的MK、ZY系列全液压巷道钻机。分体式液压钻机虽然适应了井下巷道的客观条件，但也存在主机质量过重，搬迁过程中工人劳动强度大，钻孔辅助时间长等缺点。履带式全液压钻机通过对其进行履带化改造，把钻机固定在履带车上，可实现前进、后退和转弯等行走功能，主要用于煤矿井下近水平长距离瓦斯抽放的钻孔施工。履带式钻机提高了传统分体式钻机的机动性，减少了移动和固定等辅助时间，降低了工人的劳动强度且对巷道的宽度和高度要求不高，适用性强，具有很好的推广和应用前景。1.3.2 驱动钻头回转的动力源根据驱动钻头回转的动力源不同，煤矿坑道钻机可分成两大类：一类是常规的孔口回转钻机（钻机通过钻杆柱驱动钻头回转）；另一类是孔底动力回转钻机（钻进时钻杆柱不回转，由孔底马达驱动钻头回转）。对用于井下瓦斯抽采长钻孔（钻进超过300米）的钻机而言，需要配备相应的定向设备，以保证钻孔轨迹符合预期的设计要求，达到很好的抽采效果。上述2种不同工作方式的瓦斯钻机配套使用的定向技术也不同：（1）采用稳定组合钻具；（2）采用孔底马达配合造斜工具。采用组合钻具定向的虽然在成本方面上较孔底马达的低，但在钻孔方向的控制上不如孔底马达。目前煤矿井下液压钻机多采用先进的孔底马达、造斜工具和随钻测量设备，钻进能力强（1000 m）、定向精度高。1.3.3 液压系统液压系统是全液压钻机的核心， 其性能优劣直接影响到钻机的整体性能和可操作性。煤矿井下全液压钻机液压系统主要分为回转回路和给进回路2个基本回路。（1）回转回路回转回路主要为钻具提供转速和转矩，在给进回路提供的给进力的配合下，实现钻具的钻进。目前井下全液压钻机回转回路有两种控制方式，阀控式和泵控式。国内煤矿井下全液压钻机多采用定量泵或手动变量泵，并用液压阀来实现系统的压力、流量和方向的控制，属于节流控制，是典型的阀控系统。通过调节节流阀的开口量来调节经节流阀流回油箱的流量，从而达到调节回转速度的目的，如图1所示。泵的压力随负载变化而变，其效率较高，但还存在一定量的节流损失且系统的调速范围较小。此类系统的负载适应能力较弱，控制实时性差，不能适应复杂控制的需要，而且系统的能耗和发热问题突出，效率低下，严重制约和影响了钻机性能的发挥。另一种采用较先进的负载敏感泵配合负载敏感阀，该系统根据负载压力的变化调节补偿液压泵的流量，属于典型的变量泵与变量马达组成的双变量容积调速系统，如图2所示。该系统负载具有刚度好、传动效率高、能量损耗少、转速和转矩可大范围的无级调节等优点， 易于满足各种钻进工艺的要求，所以得到了很好的应用。1.3.4 发展趋势煤矿井下全液压钻机从诞生起至今已有50多年，且已存在多种型号的成熟产品，在未来很长的一段时间内不会有太大的改动，发展方向和研究重点将集中在以下几个方面。（1）高效随着我国煤矿采掘技术的高速发展，传统的液压钻机已不能满足目前煤矿高效安全生产的需求，新型的高效全液压钻机将有很大的应用前景。（2）节能据统计，目前国内全液压钻机的效率仅在47%70%，虽然满足煤炭工业部规定的全液压钻机整机效率大于43%的要求，但效率还是比较低，能耗较大。采用节能技术后，系统发热减少，能效高，电动机和外负载得到了更好的匹配，提高电动机功率的利用率，液压元件工况改善明显，日常维护减少，延长了钻机的寿命。（3）智能化随着推力自适应模块和带有比例流量分配阀的负载敏感技术在煤矿钻机上成功应用，煤矿井下全液压钻机已逐步实现了智能化。智能化的发展，有效地提高了钻机的效率和使用寿命，降低了工人的劳动强度， 为煤矿钻机自动化奠定了一定的技术基础，是今后井下全液压钻机的主要发展方向。112卡盘结构方案设计卡盘是钻机的一个独立的重要元件，其功用是夹紧钻机上钻杆，向钻杆传递转矩和轴向力，驱动钻具实现回转和进给。卡盘由夹紧元件、中间传动机构和夹紧动力装置组成，按照获取作用力的方式，主要分为机械卡盘和液压卡盘2种。机械卡盘的夹紧和松开靠手动操作，结构较简单，但操作费力、费时，只可以钻一些浅孔。液压卡盘利用液压缸提供作用力直接或间接地使夹紧件执行夹、送动作，其优点是动作迅速，易于集中控制和实现程序控制。2.1 机械式卡盘2.1.1机械式卡盘结构设计卡盘结构的设计如图2-1所示，主要由活塞杆、座板、滚子、卡盘座、销轴、螺栓总成、旋转板、滚轮架、连杆、螺母和卡盘爪组成。连接方式是：坐板和滚轮架用滚轮夹紧。辊的两端穿入到旋转板的孔中。活塞杆穿入滚轮架的座板和中心孔，由螺母锁紧。旋转板的另外两个孔分别与卡盘和夹头爪连接，螺栓连接在卡盘和卡盘爪上。如图1所示，当活塞杆在液压作用下轴向运动时，滚子沿着卡盘轴和沿着卡盘的径向运动。事实上，滚轮是盘座周围的固定点，即转动板在滚筒驱动下绕卡盘座转动，同时由旋转板带动卡盘爪。连杆的极限不仅沿卡盘移动，而且沿着卡盘径向移动，确保卡盘爪足够可靠地抓住物体。图2-1机械式卡盘结构图2.1.2 机械式卡盘工作原理机械式卡盘的工作原理如图2-2 所示：该机构是一个平行四杆机构，AD（卡盘座）静止，AB =DC，AD=BC，A、D两点为定点，当AB（转动板）绕A 点转动时，DC（连杆）在BC（卡盘爪）的带动下绕D点，也就是在该平行四杆机构中，AB、DC 作转动，BC作平动。只有BC 作平动，才能保证卡盘爪的径向运动，从而实现卡盘的功能。图2-2 夹紧原理图 2.2液压式卡盘2.2.1 液压卡盘的总体设计要求液压卡盘不仅将扭矩和旋转运动传递给钻杆，还将轴向运动和进给力传递给钻杆。为了使演练工作可靠，在设计液压卡盘，它应保证有足够的夹紧力，卡瓦的钻杆，并有自夹紧后锁定能力，以便固定主动钻杆后，没有轴向或周向的相对滑动。其次，夹紧面积大，夹紧力均匀分布，主动钻杆不受损坏。第三，在拆卸和拆卸零件时，应考虑零件和零件的易度。第四、钻杆直径规格不能太大。否则，在卡瓦径向运动量的增加，对液压卡盘的外形尺寸相应增大。钻杆和液压卡盘应定期拆卸，这将影响钻机的性能。因此，液压卡盘的设计应保证夹紧可靠，拆装方便，尽可能减少液压卡盘的尺寸。2.2.2液压式卡盘的结构设计由于碟形弹簧结构紧凑，压力均匀，具有独特的非线性特性，因此，座盒式钻机的液压卡盘采用碟簧结构进行液压松闭。它由3部分组成。见图2-3。图2-3 液压式卡盘结构图1）夹持动力装置。见图2-3蝴蝶泉9，其作用是产生轴向力和轴向运动。2）中间传输机制。见图2-3压环11、卡环19、斜垫板17等，其作用是改变力的大小和方向，轴向力变为径向力，传递到夹紧元件上。3）夹紧元件。如图2-3所示，卡瓦18是用来夹紧由中间传动机构传送到钻杆的夹紧力。2.2.3 液压卡盘的工作原理高压油从上部进入活塞运动，通过推力轴承带动推力轴承，使活塞环11向左移动，压缩蝴蝶泉。作为环与环圈与复合板的斜面配合，使斜板左行搬出的圆槽，使钻杆。当需要夹紧时，液压系统的卡盘控制阀工作，卸油压力。蝴蝶泉的弹性力的作用下，环11向右移动，带动环运动和径向收缩是由斜板驱动卡瓦和钻杆夹。2.2.4 液压卡盘的制造要求卡盘设计有3个卡盘爪，能可靠地支撑圆孔内的物体，因为有三个圆，而轮胎的中心又回到卡盘的中心。卡盘座上A、D两个孔与卡盘中心的相对位置必须精确。卡盘爪上的两个孔的中心距离BC必须等于AD的两个孔，连杆上两个孔的中心距离cd必须等于旋转板上两个孔的中心距离。阀座板的内孔中心线必须垂直于端面。砂轮托架的分度准确，压轮平面与内孔垂直。总之，卡盘零件的尺寸公差和形状公差不能超差，而且表面粗糙度高，否则动作不灵活，如严重超差，卡盘不能使用。鉴于此，主要零件应该用数控机床加工。313主要参数设计3.1液压卡盘承载力的确定液压卡盘的承载力一般根据正常钻进和强力起拔两种工况中的最大载荷来确定。最大载荷，强力起拔工况下， 液压卡盘负荷： 式中： 安全系数， 取1.25-1.6；本文取1.25。 给进油缸最大起拔力( 按系统最大压力计算)。本文计算得，具体计算见本文3.8节所以； 正常工况下， 液压卡盘的负荷： 式中： 作用于钻杆上的轴向力； 一般取最大加（减）压给进力；作用于钻杆上的圆周力。式中： 立轴最大输出扭矩；d钻杆直径。将求得的两个负荷、进行比较，取其最大者作为最大工作载荷。根据钻机的实际情况，实际负荷，取最大者作为极限工作载荷3.2 卡瓦对钻杆的夹紧力计算一般指液压卡盘在承受最大载荷时，所必需的夹紧力，表示为： 式中： f卡瓦与钻杆间的摩擦系数，焊合金卡瓦一般取0. 5左右为宜。 =59.325/0.5=118.65KN3.3 蝶形弹簧的轴向推力的计算蝶形弹簧轴向推力是蝴蝶泉夹持钻杆压缩蝶形弹簧时的轴向弹性力，可作为设计蝶形弹簧的依据。图3-1 计算简图图3-2 隔离体受力分析图取隔离体分析： 卡圈受力分析见图3-2( a) ， 卡瓦受力分析见图3-2( b)图中： R 卡圈的反作用力， N ；N卡瓦作用于卡圈斜面上反力， N ；T保护套作用于卡瓦上的反力， N ；Q钻杆作用于卡瓦上的单位压力，Pa； (Q= q)F1、f2 滑动摩擦系数f1= f2 = 0.15；卡瓦、卡圈斜面半锥角， 一般取69为宜。在XY 坐标系中各力的平衡条件为：对卡圈：对卡瓦：整理为：蝶形弹簧轴向推力：本设计中取。时，带入公式计算得：。3.4 设计蝶形弹簧首先确定碟形弹簧的组合形式，通过对副、圆盘轴向推力F、夹具总变形和直导杆等组合，一般设计和计算液压卡盘。蝶形弹簧的结构图如图3-3所示：图3-3 蝶形弹簧结构图主要计算如下：(1) 选择碟簧系列及组合形式；选择碟簧材料为50CrVA，采用对合组合。(2) 计算碟簧压平时的载荷；式中：压平时的载荷，N；T碟簧厚度，t=9.4mmD蝶形弹簧外径，D=200mmD蝶形弹簧内径，d=102mmh0碟形弹簧压平时的变形量，h0=6.2E弹性模量，E=2.06*105MPa；u-泊松比。u=0.3K1计算系数，K1=0.684（由C=D/d，查表得到K1，K2。）K4计算系数，K4=1.358将数据代入（11）求得：Pc=97.36KN(3) 计算夹紧时的载荷与压平时的载荷比， 即式中：P夹紧时碟簧的载荷，P=F=45.676kN；将数据代入式（12）求得：q=0.468(4) 计算夹紧时单片碟簧的变形量f；由上述计算求得：h0/t 0.659，P/Pc=0.468查机械设计手册第五版第3卷蝶形弹簧图11-6-2得：f/h0=0.22求得单片碟簧的变形量f=1.36(5) 根据fz/f，计算出对合组合的片数并圆整( fz夹紧时的总变形量) ；式中：fz加紧时的总变形量，fz初取5mm；将数据代入式（13）求得：i=3.67圆整后对合碟簧的片数i取4，则实际总变形量fz为5.44mm。(6) 计算碟簧压平时危险点的应力，应小于材料的屈服极限。对于50CrVA制造的碟簧，取14001600MPa。变载荷是指作用的载荷（应力）在初加载荷与工作载荷之间循环变化，在规定寿命内变化次数大于次。在无限寿命时可以承受大于等于次加载变化而不破坏，而在有限寿命时可以承受次的加载变化直至破坏。图3-4 蝶形弹簧的疲劳破坏危险点曲线在国标中推荐了普通碟簧的疲劳极限应力曲线图。根据厚度的不同；分别适用于t1.25，t=1.256与t=614mm。在变载荷作用下的单个碟簧或不超过10片的对合组合碟簧的疲劳极限，可根据寿命要求，碟簧厚度及上下限应力（、），在图中查取。查表3-4可以得出，该蝶形弹簧的疲劳破坏危险点为III点。再查表3-5，可以得出：1200MPa。可知：，安全。图3-5 614mm碟簧的应力曲线3.5 活塞行程S的确定活塞行程一般按如下经验公式确定：式中：S活塞工作行程；h0单片碟形弹簧的极限变形量；i碟形弹簧片数；a对合碟形弹簧间的垫片厚度；n对合碟形弹簧的对数；S1碟形弹簧安装预压缩量( 一般取5-10mm 为宜，深孔钻机取小值，浅孔机钻取大值)设取S1=5mm，i=6，a=3，n=3，h0=15.6-9.4=6.2mm，则=6*6.2-3*3-5=23.2mmPz为作用在钻杆上的轴向力；N为卡瓦作用在钻杆上所必须的夹持力；f为卡瓦与钻杆的摩擦系数； M作用在钻杆上的扭矩， N.m；d钻杆外径， m。注意： 摩擦系数f与卡瓦的单位压力有关。当机组压力大于120-200Mpa，F为0.2-0.45，和F为0.9单位压力时1000-1500mpa。在高压下，卡瓦牙送入钻杆，使其摩擦系数大大增加。在夹紧力的计算，对卡瓦表面和钻杆的摩擦系数一般为0.5。以卡瓦为研究对象，在进行受力分析。式中：N座板对卡瓦的支撑力；N卡圈对卡瓦的正压力；f钢对钢平面摩擦系数；卡瓦斜面角；以卡圈为研究对象， 做受力分析：式中：F弹簧的预紧力。由上述(14) (15) (16) (17) (18) 公式推导得出：根据上述公式，不难看出滑动角是卡盘设计中的一个非常重要的参数。的大小取决于三个因素：第一，所需弹簧的预紧力F也相应减小。其次，为了保证钻杆在空间和卡盘夹紧时夹紧钻杆，还应增加液压活塞系统驱动的轴向距离；第三、应考虑夹紧机构的自锁性能。嗯，阿尔法不应该太小。因此，对卡瓦坡角的选择应考虑空间的大小和夹紧力的平衡关系，由于不同厂家生产的同一规格的钻杆接头的尺寸差异大，在使用过程中与钻杆磨损严重，与卡盘的设计应该离开足够的津贴为钻杆通过。基于上述分析，卡瓦的滑动角不太小。-价值一般是6-9度。建议取一个大值，即a9度。通过上述分析，可以看出典型的中深孔岩心钻机是弹簧夹紧液压松动普通卡盘。立式钻机通常采用一组大直径碟形弹簧，所有的液压钻机都是由氮气弹簧、小直径碟形弹簧或模簧组合而成。它的安装和维护简单方便，而且比卡盘卡盘的夹紧能力和大直径卡盘的直径大直径的碟形弹簧好，而且容易因泥浆引起的氮气弹簧的损坏也是现实。在设计计算中，夹紧面积、F摩擦系数的设置和的选择将影响卡盘的夹紧能力。当然，该卡盘油缸的加工精度，卡盘的住房的动平衡试验，对卡盘的内锥的一致性也很重要，它直接决定了钻杆的同心度和垂直轴，转动的顺畅性和卡盘油缸的泄漏和油字符串，这也决定了Chuck的稳定性和安全性。本文仅介绍了钻夹头的各种结构型式及其适用的主机，并着重介绍了各种卡盘在施工过程中的安全性、效率和维修方便，以期为钻夹头的设计提供更多的思路。3.6夹紧包角夹紧角，即夹紧体圆的固定爪，是夹紧时卡盘的固定爪，120度二主动爪作为加力元件设计。设计的同心度都是65度。由于活动爪和固定爪都是根据夹紧体的圆弧设计的，所以它们都可以沿着弧长理论接触。夹紧角是三个爪中心角之和，接触长度接近圆周的70%，且相对均匀。因此，它不会夹紧损坏的夹，这是无法与夹头夹紧在其他方面。这已在使用中得到证实。3.7蝶簧夹紧力通过广泛的调查、试验和计算。当查克是径向夹紧了l50KN。即使长期不修，支架的腐蚀也严重，夹头不打滑就可以夹紧。我们认为这支部队是蝴蝶泉的夹紧力等级。图3-3 受力分析N一推力ql、qr一活动爪，固定爪与被夹体之间单位弧长的应力。为了便于分析，我们认为卡爪与被夹体全长接触，弧长各点受力相同，并通过圆心。活动爪受力平均，即两柱塞推力与被夹体对活动爪之接触反力之和为零。得方程： 解之得q1=1.720N/R式中：R 被夹体圆弧半径，65一活动爪圆心角。再由被夹体与活动爪一起受力平衡在Y轴上合力为零得方程：解之得 q2=1.509N/R 式中：120一固定爪圆心角。由于径向夹紧力之和额定值为150KN。将q1、q2代人解得：N=45.676 (KN)3.8卡盘松开油压柱塞直径d=35mm，所以松开油压为： = 4 45.6763.142 35 l0 = 47.46 (Mpa)根据上述计算我们确定将47.46Mpa作为液压卡盘的额定工作油压。也是卡盘密封性能试验压力的计算依据。实验值为1.25p，即试验压力为59.5Mpa。通过进一步的受力分析可知 当三爪受力都集中在卡爪中部时，额定油压值要升高13，为了避免这种状况我们在结构设计时以卡爪中部一小段不与被夹体接触。即不受力来解决：当三爪受力均在卡爪端部时，只需73的额定压力即可达到额定夹紧力。当然由于卡爪与被夹体存在弹性，而卡爪圆弧又与被夹体接近(理论上相同)。故完全达到上述两种状况均是不可能的。4.液压控制系统的设计液压卡盘系统由液压泵站、单向阀、电磁阀、输油管和节流阀组成。液压泵站独立于液压卡盘，既避免了液压泵站振动和热量对卡盘的冲击，又方便了系统的安装、调试和维护。由变量泵与电机水泵电机组具有良好的同心度，噪音低，效率高，安装方便。该泵电机的工作原理是，泵电机通过进油口可获得吸油过滤器，从邮箱吸油，并通过出油口单向阀控制供油。当电磁换向阀（两位和四通）电磁铁不导电时，压力油通过节流阀和液压软管进入液压缸的右腔，使活塞压缩弹簧向左移动，从而使卡盘松动。反之，电磁铁通电时，压力油通过节流阀和液压软管进入液压缸的左室，压力弹簧带动活塞向右侧移动，实现卡盘拧紧。拧紧和释放回路的回流回路，然后流回油箱。图4 液压控制原理图5.结论钻井在国民经济的发展中起着至关重要的作用，特别是在油气开发领域中起着至关重要的核心作用。石油天然气具有特殊的形成条件，具有其他能源所没有的特点，决定了其采集方式的独特性。油气资源发现以来，石油开采的主要途径是钻井。从古代人工钻井到现代机械化钻井，钻具和钻井方法发生了根本性的变化。随着工业化技术的发展，钻井技术也将发生更大的变化。在现代工业自动化发展的过程中，石油装备的自动化程度越来越高，工业机器人也逐渐被引入到石油生产中，成为现代生产的重要自动化设备。在传统的石油开采过程中，工人们做了大量的工作，现场的艰苦劳动环境和笨重的钻井设备使石油生产变得困难和危险。随着石油勘探开发的不断深入，石油钻井机械的自动化程度和智能化程度也在不断提高。自动钻削是90年代国外发展起来的一门前沿钻井技术，是二十一世纪钻探技术的主要发展方向。自动钻井包括闭环钻井技术、地面钻机自动化、钻井泥浆、泥浆及其它钻井材料、制备和抽油自动化、钻井专家系统四个方面。地面钻井自动化是钻井作业的自动化作业，而钻杆加工系统是其中的一个重要组成部分。钻杆自动排液系统是钻杆加工系统的重要组成部分，伴随着钻井自动化技术的发展。机械化降低了钻井工人的手工劳动，改变了传统的人工举升卡瓦和钻杆处理设备，有效地扩大了钻井工人的安全工作范围，使他们的运营商。半自动化系统通过信息技术和智能控制系统改变现有的管道装卸系统，减少了新系统中的操作员数量。随着深水钻井技术的发展，钻井作业深度已达700010000英尺，陆上钻机已由原来的5000米钻机发展到15000米钻机。影响钻井时间增加的内在因素不仅是钻井作业，而且是钻杆、套管、立管的运输和排放，严重影响钻井计划的实施。同时，在钻井时，离线根管、自动输送排水钻杆的使用大大节省了钻进时间。钻杆加工系统已成为自动化和模块化钻井设备设计的工业标准。 在此背景下，钻杆的自动传动机构也应运而生。从手工丝螺丝锁，绞车和提升钻杆卡瓦的最先进的自动变速系统，它已经从简单的手动设备在现代工业机器人研制。1949，钻半自动钻机时，钻杆自动传送。该系统可完成各种常规操作，由液压和气动阀门进行钻孔。1956、第一机械钻杆操作系统是安装在cuss-1钻井船。这是一个在甲板上操作钻杆的水平系统。送水管会立即运到井口机械的根部，然后由电梯升降。同时，立式钻杆自动变速器也取得了进展。它能以更传统的方式操作井架中的钻杆。上世纪40年代末，谦逊的三钻机配备了三臂垂直钻杆自动变速器，并22860m成功地钻。1968，海上公司安装了垂直钻杆自动变速器在发现者钻机上。这时，钻杆的自动传动机构开始有了很大的进步。该系统的设计减少了由于船体振动而造成的手动操作困难。该系统的成功导致了一系列的类似系统的开发，包括横向系统类似于cuss-1。在20世纪60年代末，Varco的BJ休斯三臂垂直钻杆自动传输机制是一个巨大的成功。1973、自动钻杆自动变速机构首次安装在挪威西部公司Smedvig半潜式钻井平台。然而，安装系统的目的与钻井船不同。由于半潜式平台在北海挪威钻井，该系统的设计是为了减少强风和低温的影响，而不是船体振动。该系统也取得了巨大的成功。1974、第一个商业水平钻杆自动传输机制应用到该公司的钻井船在西部齿轮。1986、第一列满钻杆自动传输机制应用于跨洋深水半潜式钻井。1996，将模块化钻杆自动变速机构应用于北海自升式钻井平台。目前，对钻杆自动传动机构运行管的范围不仅限于钻杆、钻铤、也是一个直径127 508mm套管。 目前，钻杆自动变速器的种类很多，包括固定在钻机上的单臂和由封闭式操作室固定在井架中的双臂或三臂系统。许多这些系统可以提升钻杆的根，和一些能提升508mm套管直径。它们大多位于地板和垂直根箱之间，有两到三个操作臂。它由一个封闭的控制室中的计算机控制，没有其他人员的参与。prs-3i，prs-4i，prs-5，prs-6is和prs-8 / 8i由美国Varco公司开发的，可用于排放钻杆、钻铤和套管单根垂直根。排放管的直径范围为88.9mm至508；的srs-2型星管排放系统，电梯，起重能力下动臂9.95t，提升高度。10。此外，Varco还开发了Varco紧凑的拍子，钻杆自动传输机制，大多数现有的钻机是合适的。该平台由德国该公司专为挪威海德鲁公司的垂直钻杆自动变速机构的起重能力122kn，自动完成水平和垂直的钻杆，和传递过程由封闭钻井控制室控制。由挪威阿克克瓦纳公司开发的产品有两臂垂直钻杆操作系统和悬浮钻杆操作系统。排放管的直径范围从73mm到247.7mm。挪威石油管理局1981规定，所有在其领海作业的钻机必须配备自动钻杆自动输送机构。60年代以来，苏联在其钻机上安装了自动钻杆自动传动机构。钻机液压系统需要执行三个功能（旋转、进给和夹紧），三个功能由三个执行元件完成。驱动元件是为钻机提供旋转速度和扭矩的液压马达；执行机构是为钻机提供钻机的进口力和拉力的液压缸；另一个是液压缸，它是卡盘部件，提供夹紧钻杆的开启力。钻机的旋转部分：工作阶段液压马达的负载情况，液压马达的负荷随地质层的变化而变化。当地质层较硬时，液压马达的负荷增加。液压系统应调整，以减少液压马达的流量，降低液压马达的转速，输出扭矩稳定，地质层疏松，地质层疏松。当液压马达负载降低时，需要调整液压系统，增加液压马达，并参照大扭矩低速摆线液压马达的性能参数。摆线液压马达的扭矩在一定的速度下不能达到钻机的技术参数。随着钻孔深度的增加，当钻杆增加时，捡拾卡盘所需的速度快，拔钻具时最大拉力最大。钻机的夹紧部分是液压夹紧机构，碟形弹簧夹紧，液压开启方式为气缸活塞形式。夹紧油缸有一定的结构限制，油压只需开启碟形弹簧。压力和流量是液压系统的两个主要参数。根据这两个参数，对液压元件、辅助元件和原动机的规格进行了计算和选择。选择系统压力后，可以确定液压马达的位移和液压缸和液压泵的主要尺寸。根据液压缸、液压泵和液压马达的速度或速度，确定液压马达的流量和液压缸和液压泵的主要尺寸。当液压系统的功率一定时，如果系统压力过低，液压元件、辅助尺寸和重量都会增加，系统的成本也会相应增加。如果系统压力较高，液压设备的重量、体积和成本也相应降低。但是，由于系统压力过大，液压元件和辅助部件的材料、密封和制造精度的提高，将增加或增加液压设备的尺寸、重量和成本。系统效率和使用寿命将相应降低。液压卡盘是钻机的主要部件。它的作用是把钻杆卡在钻头上，把扭矩和轴向力传递给钻杆，带动钻具转动和进给，完成压力钻井。随着基础建设的蓬勃兴起和能源需求的日趋紧张，钻探机械得到了越来越广泛的应用。如今，
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