2200m全液压岩心钻机方案

中装2200m全液压岩心钻机方案一、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1/21/202621、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1/21/202632、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1/21/202643、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1/21/202654、卡夹系统1、卡夹能力——≥200kN2、卡盘型式——常闭式3、夹持器——常开式1/21/20266二、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）1/21/202671、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

1/21/20268HXY-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

1000mm最大起重力

300KN最大加压力

141KN最大回转扭矩

9300Nm通孔直径 Φ118mm1/21/20269HXY-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Φ395mm卷扬机单绳一层提升力125KN钢丝绳直径Φ21.5mm卷筒容绳量120m1/21/202610HXY-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3905×1692×2603钻机重量4850kg1/21/2026112、XY-3000结构特点：立轴式卷扬机横置1/21/202612XY-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 Φ118mm卷扬机单绳一层提升力80KN动力机电机75kw柴油机112kw重量6600kg1/21/2026133、HXY-6B结构型式：传统立轴式1/21/202614HXY-6B主要技术参数最大扭矩 7800N.m立轴行程 600mm立轴内径 φ118mm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）3800kg1/21/2026154、XY-6B结构型式：传统立轴式1/21/202616XY-6B主要技术参数立轴通径 φ96mm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3450x1500x2250mm1/21/202617三、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 CS40021/21/202618长年LF230钻深m BQ 3050

NQ

2350

HQ 1585

PQ

1045主卷扬提升力kg18144绳索卷扬容绳量m2000给进行程m 3.35推进力kg 11788起拔力kg 22330钻探角度º 90-45发动机功率kw 194动力头四档 转速rpm

144-1250

扭矩Nm

5322-610卡盘通径mm 122.241/21/202619UDR1200HC1/21/2026201200HC主要技术参数钻深能力m绳索取心钻进

NQ

2500

HQ 1585 PQ

1045反循环钻进

4-1/2"钻杆 550

3-1/2"钻杆 1000主卷扬提升力kN216绳索卷扬容绳量m2400给进行程m 9?推进力kN 113起拔力kN 226钻探角度º 90-45发动机功率kw

235动力头两档 转速r/min0-73-198-550-1500

扭矩Nm

14324-923卡盘通径mm122.24泥浆泵FMC246L/min12.4MPa1/21/2026211/21/2026221/21/202623CS40021/21/202624CS4002主要技术参数钻进能力–2,000米N-规格发动机–196kW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1/21/202625四、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，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。1/21/202626五、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。1/21/202627六、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。1/21/202628机械立轴式岩心钻机优缺点优点：（1）制造成本较低；（2）消耗功率小、传动效率高；（3）对操作技能要求较低，维修方便；（4）可靠性较高；（5）提下钻辅助时间短；（6）处理事故能力大。缺点：（1）给进行程短；（2）工作平稳性差，包括回转器启动、停车的特性；（3）一般要使用主动钻杆、实现机上加杆困难；（4）不易实现斜孔钻进；（5）采用四角钻塔，搬迁工作量大；（6）转速不能无级调节，对金刚石钻探工艺适应性较差。1/21/202629全液压动力头式岩心钻机优缺点优点：（1）给进行程长；（2）工作平稳；（3）孔上钻杆柱导向性好、采用机上加接钻杆；（4）易于实现斜孔钻进；（5）搬迁方便；（6）钻进工艺适应性好。缺点：（1）目前造价较高；（2）动力消耗大、传动效率低；（3）提下钻辅助时间长；（4）保养维修技能要求高、备件价格高；（5）处理事故能力较差。1/21/202630两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）。1/21/202631方案的主要技术参数1、钻深能力(m) BQ 3000

NQ 2200 HQ 1500 PQ 9001/21/2026322、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)1/21/2026333、钻塔 24米加重管子钻塔

立根长度(m) 18

额定负荷(kN) ≥4001/21/2026344、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)1/21/2026355、动力头两个机械档（速比 5.1:1；1.56:1）主轴通径(mm) φ117

转速(r/min) 扭矩(Nm) 0-185 6020 185-370 6020-3010 370-600 2000 600-1200 2000-10001/21/2026366、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) 1001/21/2026377、绳索卷扬

最大提升力(kN) 16

提升速度(m/min) 150-400

容绳量(m) φ5-23601/21/2026388、液压系统柴油机驱动时：

最大流量(l/min) 最高压力(MPa)一泵 286 30二泵 99 25三泵 61 14电动机驱动时：

最大流量(l/min) 最高压力(MPa)一泵(双联)

210×2 32二泵 39 301/21/2026399、泥浆泵

型号 BW320A

最高压力(MPa) 12

最大流量(l/min) 3201/21/202640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1/21/202641总体布局1/21/202642平面布置1/21/202643正面布局1/21/202644侧面布局1/21/202645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1/21/202646动力头内部结构1/21/202647动力头外观1/21/2026481/21/202649动力头结构1/21/202650卡盘结构1/21/2026511/21/202652夹持器1/21/202653夹持器样机1/21/202654主卷扬1/21/202655主卷扬方案21/21/202656主卷扬减速机结构1/21/202657动力站(电动机方案)1/21/202658动力站(柴油机方案)1/21/202659绳索卷扬1/21/202660泥浆泵1/21/202661BW320A泥浆泵1/21/202662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+压力切断液压马达——液控变量1/21/202663两种控制方案探讨一、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1/21/202664LRDS液压泵1/21/202665液压泵特性曲线1/21/202666LS原理1/21/202667LUDV原理1/21/202668液压马达HA控制1/21/202669HA2控制1/21/202670LS方案1/21/202671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。1/21