第1章潜孔钻机.ppt

1、第一章以乘坐潜空钻机、武汉理工大学机械工程学院、外国轿车使用外国家电为荣的民族并不是伟大的民族。没有先进制造业的国家不能成为强大的国家。一个潜孔钻机工作示意图，两个潜孔钻机凿岩原理和特性，潜孔钻头可以在中硬或中硬异常(F8)的岩石上钻孔。与凿岩机一样，有冲击、旋转、压载、推进的凿岩机过程，都属于冲击回转式钻井。与外部旋转凿岩机一样，有单独的旋转机构和冲击机构。但是，潜孔钻头的冲击机构冲击器安装在钻杆的前端，潜入孔底，随着钻头的扩展继续推进。潜孔钻头是冲击器潜入孔底而得名的。潜孔钻头随着钻头的加长而增加能量损失，与能钻深孔和大孔的凿岩机钻头不同，能量损失随着钻头的加长而增加。(威廉莎士比亚、坦普

2、林、钻井、钻井、钻井、钻井)应用于井下钻孔时，与凿岩机相比，冲击器深入孔内工作，工作面噪音大大减少。应用于露天钻井时，与钢丝绳冲击钻头相比，钻井速度加快23倍，机械化程度高，辅助作业时间短，钻井作业率高。潜孔钻头重量轻，机动灵活，投资成本低，特别是可以钻斜孔，有助于控制矿石品位，提高边坡稳定性，除根，提高爆破质量。根据工作环境，有两种类型：井下潜孔钻头和露天潜孔钻头。敞开式潜水钻头根据钻头直径和重量的大小，有轻型、中型、中型三种。三个井下DTH钻井设备、三个井下DTH钻井设备、三个井下DTH钻井设备、四个开口DTH钻井设备、4.2钻井工具、DTH钻井设备包括钻杆、冲击器和钻头。钻杆两端有连接螺

3、丝，一端连接到旋转送风机构，另一端连接冲击器。在冲击器的前端安装钻头。钻孔时，旋转送风机构引导钻头的旋转，给空心钻头提供压力，冲击器撞击钻头，钻孔，压气机将岩碴排出孔外，推进机构继续向前推动旋转送风机构和钻头。钻杆，钻杆的作用是将冲击器传送到孔底，传送扭矩和轴向压力，通过中心孔将压力传送到冲击器。井下潜孔钻头的钻杆短，长度一般为8001300毫米，深孔需要数十个钻杆。露天潜孔钻头一般只有两个钻杆，杆能钻1518米深的孔。钻杆起着冲击振动、扭矩和轴向压力等复杂载荷的作用，孔壁和钻杆之间排出的岩石碴在表面造成沙质爆破的磨损。因此，钻杆需要足够的强度、刚度和冲击韧性。钻杆通常使用中空厚壁无缝钢管。钻

4、杆直径的大小必须符合压载的要求。由于送风气流恒定，排出岩石碴的通风速度取决于孔壁和钻杆之间圆形阻塞区域的大小。对于特定直径的钻孔，钻杆外径越大，返回空气速度越大。回风通常为2535m/s。无缝钢管制成的钻杆。传递力矩承受轴向压力空心通风，第二冲击器Drill Hammer，冲击器是潜孔钻头的心脏部件，质量好，直接影响钻孔速度和钻孔成本。冲击器的基本要求是性能参数好，钻孔效率高。结构简单，易于制造、使用和维修。零件工作可靠，使用寿命长：可以在水层等各种岩层中正常工作。国产冲击器主要有阀门冲击器和无阀冲击器两种类型，它们的技术特点见表41。阀冲击器的结构，冲击器连接器L中，排气机构由阀门6、阀门7

5、、阀门8等组成。活塞9是空心杆锤圆柱。气缸由内部气缸11和外部气缸10组成。内外圆柱之间的环形空间是圆柱前型腔的入口。外部气缸连接装有冲击器的所有部件。衬套12位于卡焊套15的顶部，当活塞移动时，前部分可以在衬套上滑动。卡焊套15通过螺纹连接到外部气缸，并依赖内壁上的花键驱动钻头23旋转。钻头23是一体式球形圆柱钻头。钻头尾部可以在卡焊套内上下滑动。为了防止钻头上下时掉落，用原钥匙17将钻头连接到卡焊料上，用主针脚13和电线16堵住原钥匙，防止钻头掉进洞里。圆盘弹簧4的作用是补偿接触零件轴向磨损，防止零件拧紧，防止高低压腔连接影响冲击器的性能，在工作中起到减震的作用。J200B型冲击器安装了防

6、水装置，使冲击器能在水层正常工作。防水装置由密封环19、逆塞20和弹簧21组成。工作时，由于压力器的作用，弹簧处于压缩状态，逆塞向前移动，压力器就能进入冲击器。停止供气后，逆塞会在弹簧作用下自动关闭进气口。冲击器内的气体闭合，阻止钻孔的喷出水和泥沙倾泻到冲击器中。利用阀冲击器的结构，在阀与阀之间安装可更换节流塞5，根据岩石比重和风压的大小更换此节气门，通过适当直径的节流孔调节消耗量和风压，确保足够的回流空气速度，使孔底压载干净。在钻孔过程中，在提升或放下钻头的过程中，有时需要给冲击器提供压力器，喷射堆积在孔底部的岩石碴或处理钳形钻头。(David aser，Northern Exposure(

7、美国电视)，钻孔名言)这时，如果冲击器继续受到冲击，则必须攻下钻头，因此很容易损坏卡焊料等部件，这称为攻下现象。冲击器都设计了防空结构。当提升或放下钻头时，钻头处于自重下落，尾部卡在圆形键上，活塞也处于下限位置。此时，内筒壁上的进气口被活塞堵住，露出孔，活塞正面收缩颈部和衬套内孔之间形成的环形空间与前腔和孔底部通信，前室气体排出到孔底部。从孔进入后孔的挤压机通过活塞中心孔直接吹孔底部，活塞停止了运动，消除了空打现象。(约翰f肯尼迪，Northern Exposure(美国电视剧)一般把洞称为防空打孔。具有阀门冲击器的工作原理。如果钻头不接触孔底部，则钻头和活塞都处于下限位置，阀门7前后两侧的压

8、力相同，自重下降到座椅8。空心钻杆输入的压力器进入后连接器，压缩弹簧推推力插头，分成两条路。通过阀、节流阀、阀、活塞和钻孔的每个零件的中心孔进入反塞孔。另一条路径通过阀门背面侧和阀门之间的间隙进入孔，通过内部和外部气缸之间的循环图从房间孔进入背面孔，并并排排列到孔底部。具有阀门冲击器的工作原理。当钻头接触孔底部时，钻头尾部支撑活塞，活塞后端堵住防工具轭，露出前孔进气孔，空气压器进入前孔，活塞前密封面密封前孔。结果，前压力升高，压力推动活塞的返回，活塞从静止开始加速运动。后室气体从活塞中心孔排出。活塞中心孔被气门座的排气棒堵塞后，后腔气体被压缩，压力逐渐增大。活塞继续向后移动，当活塞正面偏离衬套

9、的密封面时，前气压从钻孔中心孔排出。此时，全钢压力逐渐降低，阀门背面的压力也逐渐降低。阀门冲击器的工作原理，与此同时，由于前排气，阀门背面的气流速度提高，阀门背面的压力下降。活塞依靠惯性继续后退，后江压力继续上升，作用在阀门前端的压力也继续上升。如果作用在阀前的压力大于阀后的压力，则阀向后移动，关闭阀盖上的孔，打开阀的轴向孔，阀一次改变方向。在从孔来的压力下通过孔进入气缸后孔。这时活塞停止了，继续减速运动，直到回程结束。阀门上的两个小孔是为了提高后腔压力，避免活塞撞到阀门，并在活塞停止时有一定厚度的气垫。，具有阀门冲击器的工作原理。活塞返回结束后，后钢继续吸入，后钢压力提高，活塞向前移动，行程

10、开始。前室气体继续从钻孔中心孔排出。活塞前密封面进入衬里后，前排气通道关闭，气体压缩，压力上升。活塞后端脱离气门座的排气杆后，后腔开始排气，此时活塞仍以较高的速度向前移动，击中钻头尾部，向前移动，直到冲程结束。在活塞撞击钻头尾部之前，后腔压力逐渐降低，阀门前端的压力也下降。同时，由于后江的排气作用，阀门前端的气流速度提高，阀门前端的压力降低。前江的压力继续上升，阀门后面的压力也继续增加。如果阀后部的压力大于前压力，则阀向前移动，复盖后孔的进气通道，挤压机再次进入前孔，开始下一个工作周期。比较、外部旋转、外部旋转、内部旋转、无阀冲击器的工作方式、冲程时内部、外部气缸之间的圆形空间、内部气缸径向孔

11、和活塞头外部的垂直凹槽进入后腔，将活塞推进冲程运动。前钢气体通过导套内插图及钻中心孔排出到孔底。活塞密封后，密封面关闭槽道后，后腔停止吸气，活塞依靠后腔气体的膨胀继续向前运动。活塞的小脑袋闭合，超过气道时，前腔气体被压缩。活塞的大头前密封面从内部罐子壁上逸出时，压力计进入前孔，活塞依靠惯性继续前进。活塞脱离排气棒后，后腔气体通过中心孔排出孔底，活塞牛头撞击钻头尾部，行程结束。无阀冲击器的工作原理，在返回的路上，空气通过空气、孔、活塞的垂直凹槽和隔板组成的环形空间，从气道进入前江，将活塞推进向后运动。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视)，后河气体通过中心孔排出。活塞

12、头前密封面进入内部气缸后，进入前腔的压力通道被切断，活塞继续根据前腔气体膨胀作用返回。活塞进入排气棒后，后腔气体被压缩。活塞的小脑袋超过气道时，前江气体通过钻头的中心孔排出。当活塞从大头后面密封面从内部气缸中退出时，压力计比赛和活塞的垂直凹槽进入后孔，活塞继续减速，直到停止点停止，然后开始下一个冲击循环。阀冲击器与无阀冲击器的比较、具有阀冲击器的阀交换与缸的排气压力有关。只有当排气口打开时，汽缸内部的压力降到一定值后，阀门才能改变方向。因此，从活塞打开排气口开始，阀门在此时间内从排气口排出，施加压力的能量不会被利用。(威廉莎士比亚，坦普林，他) (他/她) (他/她)无阀冲击器利用挤出机的膨胀

13、来推动活塞运动。减少能耗，压气消耗比阀门冲击器节省约30%，冲击频率高，冲击功率大。但是，无阀冲击器的主要零件精度要求高，加工过程更加复杂。j系列潜水冲击器系列j DTH drill hammers，冲击功率(kgm) Impacting Working，消费气流(m3/min) Air Consumption，后连接器螺纹袋适配器钻孔时，钻孔顶部承受活塞的冲击，底部承受活塞的冲击(David aser，Northern Exposure，钻头)，影响钻头工作性能和寿命的诸多因素，包括钻头的结构设计和钻头材料选择，硬质合金的质量、形状、修复工艺，钻头使用和抛光制度等。因此，钻头材料需要高动态载

14、荷强度和良好的耐磨性。结构上，为了冷却钻头和消除压载，空气压力必须帮助进入孔底。形状简单，容易制造。钻头重量与活塞重量的比率必须尽可能接近1，以提高冲击能量的传递效率。力状态，要求，影响因素，钻头是传递冲击能量和直接打碎岩石的工具。在柱齿钻头、钻头工作面上，用机械方法按下了头呈球形的硬质合金柱，因此也称为滚珠齿钻头。柱齿钻头便于根据受力状态合理放置合金柱。边缘部分速度快，阻力大，镶嵌更多的合金支柱，使每个齿的凿岩面积几乎相等，有助于提高钻孔速度和钻孔寿命。钻头通常是整体型的，便于加工和使用，与分离式相比，能提高能量传递效率。钻头和冲击器之间常用花键连接，传递的扭矩大，力均匀，磨损小，寿命长。柱

15、齿钻头图，J-200B型钻头，钻头末端所有柱齿均匀磨损，为防止卡钻，J-200B型钻头头加工为近似球体，角齿的倾角为45，设计有助于角齿突出更多，提高钻头寿命。此外，在钻头本体周围铣削小间隙，减少钻头和孔壁的接触区域，减少摩擦，防止卡钻。JW型柱状齿潜孔钻头，型号jw DTH button bits，计算机辅助设计，设计精度高；活塞是结构简单、易于维修的唯一运动部件。无阀配气结构，寿命长；消费风量小，钻井效率高。选择优质材料，用先进工艺加工，质量可靠。冲击器模型Drill Hammer Models、4冲击性能参数和分析、冲击操作、冲击频率和消耗是表示冲击器性能优劣的三个主要参数，其计算方法与

16、气动凿岩机的相应参数类似。冲击球越大，冲击频率越高，冲击功率越大。冲击功率综合反映了冲击器工作能力的大小。但是冲击功率大，钻孔效率不一定高。每块破碎的岩石具有单位功耗最低的最佳冲击工作范围。活塞冲击速度具有最佳范围，过低或过高可能会增加单位功耗。应注意，根据应力波理论，活塞和钻头的疲劳破坏主要取决于最大应力(即应力波的峰值)，应力峰值也随着活塞冲击速度的增加而增加。受钻头硬质合金柱强度的限制；钻头直径固定，冲击时单位体积岩石消耗的冲击功率单位功耗不同，差异大。4.3露天潜孔钻机、KQ-200型露天潜孔钻机、KQ-200型露天潜孔钻机、KQ-200型露天潜孔钻机、旋转供给机构、旋转供给机构的作用

17、是驱动钻头的旋转，给冲击器提供压力。它由原动机、减速器、风接头、钻杆接头等组成。旋转供给机构，旋转机构的原动机有电动机、风电机、油马达三种。马达还有交流马达和直流马达。旋转供给机制的送风方式有侧送风和上方送风两种。国产钻机大量使用马达拖曳，经常马达占据顶部位置，很难实现顶部送风。因此，重型潜孔钻头使用了很多侧供方式，例如KQ-150、KQ-20O、KQ-250型钻头。2推进提升机构及压力调节装置、提升机构及压力调节装置的作用及工作原理，推进机构的作用是推动钻头，使其在进行钻孔工作时始终与孔底接触。实现旋转供给机制及钻头的快速上升。压力调节装置的作用是使钻头在孔底施加合理的轴向压力，以获得最佳钻

18、孔效率。KQ200推进提升机构和压力调节装置由电动机、制动器、蜗轮减速器、双排链、滑动链轮组、减压缸、行程开关和链条张力装置组成。每个组件都安装在钻头上，不受钻头落地旋转的影响。电磁制动器制动灵敏，马达停止时，旋转空气供给机制和钻头能在任何地方准确停止。(莎士比亚、电子、制动器、制动器、制动器、制动器、制动器、制动器、制动器)蜗轮减速器两侧各有输出链轮，用于驱动双行闭合短链，通过双链组驱动双行闭合长链。一旦单链断裂，没有危险，可以保证链传动的安全性和可靠性。工作原理，KQ-200钻头的钻孔部件(包括两个钻杆)总重量为2750公斤，在6090的孔方向范围内自重，应用于孔底的有效轴压力均大于合理的轴压力。因此，应使用压力调节装置减少压力，如图4-10所示。减压缸11固定在钻头上。当圆柱顶部被吸入时，活塞施加压力的一半力通过链条作用于钻头，使钻头获得一定的向上提升力，平衡向