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文檔簡介

第一章鉆機的總體設(shè)計1§1-1總體設(shè)計的要求、任務(wù)與依據(jù)一總體設(shè)計的要求(1)鉆機的性能參數(shù)要有較寬的適應(yīng)范圍,要滿足鉆進工藝與鉆進方法的要求;(2)整機要有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性;(3)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動鏈短、傳動副少;(4)便于安裝和拆卸;(5)要有合理的裝載形式;(6)整機布局合理、造型美觀;(7)滿足使用要求的前提下,節(jié)省材料、減輕重量。2二總體設(shè)計的任務(wù)(1)根據(jù)鉆機的用途和使用要求選擇鉆機的類型;(2)根據(jù)所選類型和使用要求確定鉆機的參數(shù);(3)選擇傳動方式及動力的驅(qū)動方式;(4)進行鉆機的總體布局,確定各部件間的位置、傳動關(guān)系、連接結(jié)構(gòu)等;(5)估算重量、總體尺寸及制造成本;(6)核查鉆機的穩(wěn)定性;(7)繪出鉆機的總裝配草圖。

3三總體設(shè)計的依據(jù)

(1)依據(jù)地層條件---地層條件決定了鉆進方法和鉆進工藝的選擇;(2)依據(jù)采用的鉆進方法和鉆進工藝的要求---不同的鉆進方法和鉆進工藝對鉆機的結(jié)構(gòu)提出了差異較大的要求;(3)依據(jù)使用條件和要求---如鉆機的用途、應(yīng)用范圍、操作條件、拆裝、維修、環(huán)保等;(4)依據(jù)制造條件---既要考慮結(jié)構(gòu)的先進性,又要做到易于加工和降低成本;(5)考慮同類型鉆機的結(jié)構(gòu)---盡可能吸收已有同類鉆機的優(yōu)點,改進其設(shè)計的不足。

在進行總體設(shè)計之前,要進行大量深入細致的調(diào)查研究工作,收集同類鉆機的設(shè)計和使用方面的資料;聽取用戶意見;了解所設(shè)計鉆機的應(yīng)用條件和使用范圍;設(shè)計者要了解科技發(fā)展狀況和有關(guān)材料、加工等情況。進行綜合分析研究,制定出設(shè)計目標和計劃,然后依據(jù)以下條件和要求進行設(shè)計。4§1-2機型與傳動形式的選擇一機型的選擇(一)巖芯鉆機的特點與機型

巖芯鉆機應(yīng)具有下述主要特點:(1)采用回轉(zhuǎn)鉆進;(2)轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍大;(3)具有良好的導(dǎo)向性能和合理的變角范圍;(4)體積小、重量輕、可拆性好。回轉(zhuǎn)器形式傳動方式循環(huán)方式安裝方式鉆機舉例立軸式機械正機架XJ-100XB-1000A半液壓機架XYYLTK等系列鉆機液壓機架(澳)F100F(原西德)SG-750轉(zhuǎn)盤式半液壓正機架東方紅—1000XP-4機械北京—200移動回轉(zhuǎn)器式(動力頭式)液壓正機架鉆石—300SD—1000拖車XD—600車裝自行XD--1000反(原蘇聯(lián))КГК—100КГК--300半液壓正、反車裝自行SF-15

(二)水文水井鉆機的特點與機型

水文水井鉆機的主要特點如下:(1)鉆機的類型多;(2)鉆進方法與鉆進工藝的多樣化;(3)鉆機的轉(zhuǎn)速較低,扭矩較大;(4)多采用車裝或拖車裝。結(jié)構(gòu)形式傳動方式循環(huán)方式安裝方式鉆機舉例沖擊式

機械

無機架豐收—250拖車CZ-20CZ-22

機械

正機架SPJ—300SPS--600拖車SPJT-300紅星—400汽車裝SPC—300QSPC-600R多種形式G.D.1500反拖車裝QZ--200移動回轉(zhuǎn)器式

反、正

汽車裝T—4WTH--60沖擊—回轉(zhuǎn)復(fù)合式半液壓正、反車裝自行SPC—300H

回轉(zhuǎn)式6(三)工程鉆機的特點與機型

工程鉆機的主要特點是:

(1)機型多樣化;(2)鉆進方法及鉆進工藝多樣化;

(3)運移性好;(4)要求對環(huán)境污染少。

發(fā)動機位置

結(jié)構(gòu)形式傳動方式循環(huán)方式鉆機舉例

轉(zhuǎn)

轉(zhuǎn)盤機械正紅星—400B

SPS—15SZ—50正、反GJC—40HF液壓反(日)RBB移動回轉(zhuǎn)器機械無BQZLZ--10移動回轉(zhuǎn)器機械正、反GDF--12液壓正、反JK—1YDC-100反(發(fā))V.P.R.H沖擊機械無CZ-30反CF--1液壓反KPC—1200

復(fù)合式?jīng)_擊、回轉(zhuǎn)機械正、無SH—30QPC--30沖擊回轉(zhuǎn)靜壓振動正、無G-2GJD—2

沖擊、振動反GJD--1500振動、回轉(zhuǎn)正、無GK--100井底

回轉(zhuǎn)有鉆桿單鉆頭潛水電機正、無GZQ--1500多鉆頭反(日)TRCTRC-U無鉆桿多鉆頭(日)RRCRRC-U

7

二鉆機傳動方式的選擇1.純機械傳動2.機械-液壓傳動(半液壓傳動)3.全液壓傳動4.機械-氣壓傳動8§1-3鉆機的基本組成及各部分的作用

鉆機的用途和采用的鉆進方法及鉆進工藝不同,其組成不同。以回轉(zhuǎn)式鉆機為例介紹。一臺回轉(zhuǎn)式鉆機有下列部分組成:

一.回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動鉆具回轉(zhuǎn),傳遞鉆頭破巖所需的轉(zhuǎn)矩。

二.給進機構(gòu)向鉆頭施加軸向壓力,使鉆頭有效吃入巖石。另外,多數(shù)給進機構(gòu)還可以實現(xiàn)懸掛、提動鉆具,甚至完成升降鉆具的工作。

三.升降機構(gòu)升降鉆具、起下套管。

四.擰卸機構(gòu)擰卸鉆桿。

五.傳動系統(tǒng)傳輸各工作機構(gòu)所需的運動和動力。

六.底盤或機架安裝鉆機的各個部件,承受鉆機工作時產(chǎn)生的各種載荷。9一鉆機的驅(qū)動方式與動力輸入方式1.鉆機的驅(qū)動方案單獨驅(qū)動和聯(lián)合驅(qū)動2.鉆機動力的輸入方式直線輸入和平行輸入§1-4鉆機的總體布局101.鉆機的驅(qū)動方案單獨驅(qū)動和聯(lián)合驅(qū)動2.鉆機動力的輸入方式直線輸入和平行輸入11二主要部件的布置形式

1、按各部件在空間的擺放位置分為:平面布局和空間布局2、按各部件主要傳動軸的布置方式分為:縱向布置、橫向布置及交叉布置121314三、回轉(zhuǎn)器的變角方式和讓開孔口的方式1、變角方式側(cè)傾式和前后傾斜式

鏈接15

2、讓開孔口的方式開合式和后移式16四、操縱機構(gòu)的布置1、近臺操縱(1)按主要操縱機構(gòu)的布置位置分為:后式、前置式和側(cè)置式(2)按操縱機構(gòu)的集中程度分為:集中布置與分散布置2、操作臺集中操縱17五整機組裝型式

散裝式拖車裝式18機架組裝式自行式(車裝式)19§1-5鉆機的參數(shù)一鉆機的主要參數(shù)

1.能力參數(shù)

孔深、孔徑、鉆桿直徑、鉆孔傾角。

2.工作參數(shù)

回轉(zhuǎn)器的工作參數(shù):回轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)速(最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速、中間速度)速度檔數(shù)、調(diào)速范圍、回轉(zhuǎn)器的通孔直徑、回轉(zhuǎn)器讓開孔口的范圍。給進機構(gòu)的工作參數(shù):最大上頂力、最大給進力、給進速度、給進行程、倒桿速度。升降機的工作參數(shù):最大起重量、纏繩速度(最高纏繩速度、最低纏繩速度、中間纏繩速度、速度檔數(shù)、調(diào)速范圍)。

3.整機參數(shù):鉆機的質(zhì)量、鉆機的總體尺寸。

4.動力機參數(shù):動力機的類型、動力機的功率、動力機的轉(zhuǎn)速。202122§1-6鉆機的功率配備一鉆進時所需的功率

鉆進時所需的功率可用下列公式計算:

--鉆頭破碎巖石所需的功率,

--回轉(zhuǎn)鉆桿所需的功率,鉆機傳動所需的功率,1.鉆頭破巖所需功率

硬質(zhì)合金與刮刀鉆進時D、d鉆頭的外徑及內(nèi)經(jīng)

盡管教材和各種文獻中列舉了大量的計算公式,但其計算結(jié)果與實際相差甚遠。以下公式在計算時僅供參考。23金剛石鉆進時破巖所消耗的功率R—鉆頭外半徑r—鉆頭內(nèi)半徑C—鉆壓24252.回轉(zhuǎn)鉆桿所需的功率

回轉(zhuǎn)鉆桿功率的影響因素很多。如鉆桿的規(guī)格、材質(zhì)、連接方式、鉆桿的轉(zhuǎn)速、鉆孔的直徑、鉆孔的深度、鉆孔的彎曲率、沖洗液的類型等,很難用一個公式進行準確計算,一般多采用計算加實測方法確定。下面表中列出幾種回轉(zhuǎn)鉆桿功率的計算公式,供設(shè)計時參考。26表中頂角彎曲率,KW273.鉆機傳動所需功率式中A、B系數(shù)見下表28二提升鉆具時所需的功率三鉆機配備的動力機功率1。單獨驅(qū)動2。聯(lián)合

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