2200m全液压岩心钻机方案课件

1、中 装2200m全液压岩心钻机方案第1页，共89页。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8/14/20222第2页，共89页。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8/14/20223第3页，共89页。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8/14/20224第4页，共89页。3、给进系统1、起拔能力200kN2、给进行程尽可能长3、给进方式钻压控制和速度控制结合4、低速平稳性好8/14/20225第5页，

2、共89页。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8/14/20226第6页，共89页。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）8/14/20227第7页，共89页。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 8/14/20228第8页，共89页。HXY-8(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 1000

3、mm最大起重力 300KN最大加压力 141KN最大回转扭矩 9300Nm通孔直径 118mm8/14/20229第9页，共89页。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 120m8/14/202210第10页，共89页。HXY-8(8B)主要技术参数移动装置 移动油缸行程 690mm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 4850kg8/14/202211第11

4、页，共89页。2、XY-3000结构特点：立轴式卷扬机横置8/14/202212第12页，共89页。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 6600kg8/14/202213第13页，共89页。3、HXY-6B结构型式：传统立轴式8/14/202214第14页，共89页。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

5、最大提升力 85kN动力 电动机75kW 柴油机85kW 重量（不含动力） 3800kg8/14/202215第15页，共89页。4、XY-6B结构型式：传统立轴式8/14/202216第16页，共89页。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 60kN 动力 电动 55kW 柴油 100HP 主机重量 3800kg （不含动力） 外型尺寸 3450 x1500 x2250mm8/14/202217第17页，共89页。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

6、，如以下几种机型：长年LF230澳大利亚 UDR1200HC阿特拉斯 CS40028/14/202218第18页，共89页。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 kw194动力头四档转速 rpm 144-1250扭矩 Nm 5322-610卡盘通径 mm122.248/14/202219第19页，共89页。UDR1200HC8/14/202220第20页，共89页。1200HC主要技术参数钻深能力m 绳索取

7、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 14324-923卡盘通径 mm 122.24泥浆泵 FMC246L/min 12.4MPa8/14/202221第21页，共89页。8/14/202222第22页，共89页。8/14/202223第23页，共89页。CS40028/14/202224第24页，共89页。

8、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8/14/202225第25页，共89页。四、立轴钻机的适用性分析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，

9、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。8/14/202226第26页，共89页。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，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。8/14/202227第27页，共89页。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。8/14/202228第28页，共89页。机械

10、立轴式岩心钻机优缺点8/14/202229第29页，共89页。全液压动力头式岩心钻机优缺点8/14/202230第30页，共89页。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）。8/14/202231第31页，共89页。方案的主要技术参数1、钻深能力(m)BQ3000NQ2200HQ1500PQ9

11、008/14/202232第32页，共89页。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)8/14/202233第33页，共89页。3、钻塔24米加重管子钻塔 立根长度(m)18 额定负荷(kN)4008/14/202234第34页，共89页。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)8/14/202235第35页，共89页。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)0-185602018

12、5-3706020-3010370-6002000600-12002000-10008/14/202236第36页，共89页。6、给进系统油缸链条倍速机构 给进行程(mm)4800 额定提升力(kN)220 额定给进力(kN)1008/14/202237第37页，共89页。7、绳索卷扬最大提升力(kN)16 提升速度(m/min)150-400 容绳量(m)5-23608/14/202238第38页，共89页。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

13、39308/14/202239第39页，共89页。9、泥浆泵型号BW320A最高压力 (MPa)12最大流量 (l/min)3208/14/202240第40页，共89页。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8/14/202241第41页，共89页。总体布局8/14/202242第42页，共89页。平面布置8/14/202243第43页，共89页。正面布局8/14/

14、202244第44页，共89页。侧面布局8/14/202245第45页，共89页。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8/14/202246第46页，共89页。动力头内部结构8/14/202247第47页，共89页。动力头外观8/14/202248第48页，共89页。8/14/202249第49页，共89页。动力头结构8/14/202250第50页，共89页。卡盘结构8/14/202251第51页，共89页。8/14/202252第52页，共89页。夹持器8/14/202253第53页，共89页。夹持器样机8/14/202254第54页，共89页。

15、主卷扬8/14/202255第55页，共89页。主卷扬方案28/14/202256第56页，共89页。主卷扬减速机结构8/14/202257第57页，共89页。动力站(电动机方案)8/14/202258第58页，共89页。动力站(柴油机方案)8/14/202259第59页，共89页。绳索卷扬8/14/202260第60页，共89页。泥浆泵8/14/202261第61页，共89页。BW320A泥浆泵8/14/202262第62页，共89页。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

16、达液控变量8/14/202263第63页，共89页。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8/14/202264第64页，共89页。LRDS液压泵8/14/202265第65页，共89页。液压泵特性曲线8/14/202266第66页，共89页。LS原理8/14/202267第67页，共89页。LUDV原理8/14/202268第68页，共89页。液压马达HA控制8/14/202269第69页，共89页。HA2控制8/14/202270第70页，共89页。LS方案8/14/202271第71页，共89页。负流量控制变量泵系统 它也是一种型式的负荷传感

17、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。8/14/202272第72页，共89页。负流量方案8/14/202273第73页，共89页。谢 谢8/14/202274第74页，共89页。项目的研发基础1、FDP-30(36)非开挖钻机2、GZX-12旋挖钻机3、HCD-5U全液压岩心钻机4、HCD-6U全液压岩心钻机8/14/202275第75页，共89页。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8/14/202276第76页，共89页。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8/14/202277第77页，共89页。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8/14/202278第78页，共89页。HCD-5主要技术参数8/14/202279第79页，共89页。HCD-5平面布置8/14/202280第80页，共89页。HCD-5运输状态8/14/2022