2200鉆機方案

1、2200m全液壓巖心鉆機方案,中國地質裝備總公司,一、深孔取心鉆進對鉆機的要求,1、升降系統(tǒng)2、回轉系統(tǒng)3、給進系統(tǒng)4、卡夾系統(tǒng),2024/3/31,2,深孔巖心鉆機方案,1、升降系統(tǒng),1、大鉤能力——不小于240kN2、立根長度——≮18m3、提升功率——≥回轉功率4、功率特性——軟,2024/3/31,3,深孔巖心鉆機方案,2、回轉系統(tǒng),1、最高轉速——不低于1000r/min2、輸出功率——50-80kw3、最低轉

2、速——150r/min左右（滿功率輸出）4、扭矩特性——硬,2024/3/31,4,深孔巖心鉆機方案,3、給進系統(tǒng),1、起拔能力——≥200kN2、給進行程——盡可能長3、給進方式——鉆壓控制和速度控制結合4、低速平穩(wěn)性好,2024/3/31,5,深孔巖心鉆機方案,4、卡夾系統(tǒng),1、卡夾能力——≥200kN2、卡盤型式——常閉式3、夾持器——常開式,2024/3/31,6,深孔巖心鉆機方案,二、國內現(xiàn)有深孔巖心鉆機,目前國

3、內深孔鉆機都是立軸式，有以下幾種機型：1、HXY-8（8B）（黃海）2、XY-3000（天明）3、HXY-6B（黃海）4、XY-6B（張?zhí)剑?2024/3/31,7,深孔巖心鉆機方案,1、HXY-8（8B）,結構特點：立軸+轉盤卷揚機橫置其中：HXY-8B帶轉盤HXY-8不帶轉盤,2024/3/31,8,深孔巖心鉆機方案,HXY-8(8B)主要技術參數(shù),立 軸轉速范圍 79、136、212、

4、363、220、397、589、1011 反51、142給進行程 1000mm最大起重力 300KN最大加壓力 141KN最大回轉扭矩 9300Nm通孔直徑 Φ118mm,2024/3/31,9,深孔巖心鉆機方案,HXY-8(8B)主要技術參數(shù),轉 盤轉速 27、46、72、124、75、136、201、345 反17、48通孔直徑 Φ395mm卷揚機單繩一層提升力 125KN鋼絲繩

5、直徑 Φ21.5mm卷筒容繩量 120m,2024/3/31,10,深孔巖心鉆機方案,HXY-8(8B)主要技術參數(shù),移動裝置 移動油缸行程 690mm離開孔口中心距離 415mm鉆機動力 電機 90KW 柴油機 134KW外形尺寸3905×1692×2603 鉆機重量 4850kg,2024/3/31,11

6、,深孔巖心鉆機方案,2、XY-3000,結構特點：立軸式卷揚機橫置,2024/3/31,12,深孔巖心鉆機方案,XY-3000主要技術參數(shù),轉速范圍 給進行程 1150mm最大起重力 300KN最大加壓力 150KN最大回轉扭矩 8300Nm通孔直徑 Φ118mm卷揚機單繩一層提升力 80KN動力機 電機75kw 柴油機 112kw重量 6600kg,2024/3/31,1

7、3,深孔巖心鉆機方案,3、HXY-6B,結構型式：傳統(tǒng)立軸式,2024/3/31,14,深孔巖心鉆機方案,HXY-6B主要技術參數(shù),最大扭矩 7800N.m立軸行程600mm立軸內徑 φ118mm立軸最大起重力 200kN立軸最大加壓力 150kN卷揚機最大提升力 85kN動力 電動機75kW 柴油機85kW 重量（不含動力） 3800kg,2024/3/31,15,深孔巖心鉆機方案,4、XY-

8、6B,結構型式：傳統(tǒng)立軸式,2024/3/31,16,深孔巖心鉆機方案,XY-6B主要技術參數(shù),立軸通徑 φ96 mm立軸轉速 正轉：80-1000 反轉：62、170 起拔/給進力 200/150kN 給進行程 600mm 卷揚單繩提升力 60kN 動力 電動 55kW 柴油 100HP 主機重量 3800kg （不含動力） 外型尺寸 3450x1500x2250mm,2024/3/3

9、1,17,深孔巖心鉆機方案,三、國外深孔巖心鉆機,國外深孔巖心鉆機都采用全液壓驅動，如以下幾種機型：長年LF230澳大利亞 UDR1200HC阿特拉斯 CS4002,2024/3/31,18,深孔巖心鉆機方案,長年LF230,鉆深mBQ3050NQ 2350HQ1585PQ 1045主卷揚提升力 kg 18144繩索卷揚容繩量 m 2000給進行程 m 3.35推進力 k

10、g11788起拔力 kg22330鉆探角度 º90-45發(fā)動機功率 kw194動力頭四檔轉速 rpm 144-1250扭矩 Nm 5322-610卡盤通徑 mm122.24,2024/3/31,19,深孔巖心鉆機方案,UDR1200HC,2024/3/31,20,深孔巖心鉆機方案,1200HC主要技術參數(shù),鉆深能力m 繩索取心鉆進NQ 2500 HQ1585PQ 1045

11、 反循環(huán)鉆進4-1/2"鉆桿5503-1/2"鉆桿1000主卷揚提升力 kN 216繩索卷揚容繩量 m 2400給進行程 m9 ?,2024/3/31,深孔巖心鉆機方案,21,推進力 kN113起拔力 kN226鉆探角度 º90-45發(fā)動機功率 kw 235動力頭兩檔轉速 r/min 0-73-198-550-1500扭矩 Nm 14324

12、-923卡盤通徑 mm 122.24泥漿泵 FMC246L/min 12.4MPa,,2024/3/31,22,深孔巖心鉆機方案,,2024/3/31,23,深孔巖心鉆機方案,CS4002,2024/3/31,24,深孔巖心鉆機方案,CS4002 主要技術參數(shù),鉆進能力 – 2,000 米 N-規(guī)格 發(fā)動機 – 196 kW 康明斯柴油發(fā)動機給進行程 –3.35 米 鉆桿處理能力滑橇式 – 9米車載式 – 6米 或

13、 9米主卷揚單繩拉力 178kN鉆進角度范圍： 45 - 90 度,2024/3/31,25,深孔巖心鉆機方案,四、立軸鉆機的適用性分析,1、升降能力采用有塔方案，能拉較長立根，提大鉆效率高，6型以上立軸鉆機能滿足要求。2、回轉能力轉速基本都能滿足；電機功率≥75kw即可滿足使用要求；繩索取心鉆進時的扭矩不易控制。須引起重視——增加限扭裝置？ 扭矩顯示？3、立軸起拔能力6型以上立軸鉆機基本滿足要求。4、卡盤夾持能力6型

14、鉆機實際使用中夾持力不足，孔深超過1500m需下卡盤輔助。5、 給進行程短，受結構型式所限，無法彌補。,2024/3/31,26,深孔巖心鉆機方案,五、國外全液壓鉆機適用性分析,1、鉆具升降能力由于采用桅桿結構，單繩提升，立根短，提大鉆效率低，處理事故能力差。2、動力頭回轉能力功率配備合理，轉速、扭矩范圍寬，工藝適應性好。3、動力頭起拔能力滿足要求。4、給進行程長，工藝適應性好。5、其他——搬遷方便、斜孔施工方便。,20

15、24/3/31,深孔巖心鉆機方案,27,六、全液壓深孔有塔鉆機方案,根據(jù)深孔巖心鉆探的特點，結合全液壓驅動鉆機良好的工藝適應性，提出以下全液壓深孔有塔鉆機方案，請大家討論。,2024/3/31,深孔巖心鉆機方案,28,機械立軸式巖心鉆機優(yōu)缺點,2024/3/31,深孔巖心鉆機方案,29,全液壓動力頭式巖心鉆機優(yōu)缺點,2024/3/31,深孔巖心鉆機方案,30,兩種機型的共性分析,我們還應該注意到機械傳動立軸式巖心鉆機和全液壓動力頭式巖心

16、鉆機有很多共性的東西，或者說全液壓動力頭式巖心鉆機在開發(fā)過程中繼承了的許多機械傳動立軸式巖心鉆機的成熟結構與成熟部件。從總體技術路線上講，都采用了帶有中心通孔的回轉機構、常閉式液壓卡盤，采用卷揚機滑輪裝置作為鉆機的主升降系統(tǒng)；從模塊來說，甚至采用完全相同的部件（如卡盤）。,2024/3/31,深孔巖心鉆機方案,31,方案的主要技術參數(shù),1、鉆深能力(m)BQ3000NQ2200HQ1500PQ

17、900,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,32,2、動力機(kw/rpm),兩種驅動方案 電動機132/1480 柴油機194/2200(含泥漿泵驅動),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,33,3、鉆塔,24米加重管子鉆塔 立根長度(m)18 額定負荷(kN)≥400,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,34,4、主提升系統(tǒng),主卷揚單繩提升力(kN)150/9

18、0 主卷揚最大繩速(m/s)120 大鉤負荷(kN)300/180(2倍率),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,35,5、動力頭,兩個機械檔（速比5.1:1；1.56:1） 主軸通徑(mm)φ117 轉速(r/min)扭矩(Nm)0-1856020185-3706020-3010370-6002000600-12002000-1000,20

19、24/3/31,2000m巖心鉆機方案,36,6、給進系統(tǒng),油缸鏈條倍速機構 給進行程(mm)4800 額定提升力(kN)220 額定給進力(kN)100,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,37,7、繩索卷揚,最大提升力(kN)16 提升速度(m/min)150-400 容繩量(m)φ5-2360,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,38,8、液壓系統(tǒng),柴

20、油機驅動時：最大流量(l/min)最高壓力(MPa)一泵28630二泵9925三泵6114,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,39,電動機驅動時：最大流量(l/min)最高壓力(MPa)一泵(雙聯(lián))210×232二泵3930,9、泥漿泵,型號BW320A最高壓力 (MPa)12最大流量 (l/min)320,20

21、24/3/31,2000m巖心鉆機方案,40,方案的總體結構,1、全液壓驅動2、有塔方案——提高深孔起下大鉆速度，降低勞動強度3、卡、夾、擰卸、擺放機械化程度高4、長行程給進——提高深孔鉆探工藝的適應性5、主機、動力站、泥漿泵分體設計——便于鉆機搬遷6、兩種動力配置方案——供討論7、兩套液壓系統(tǒng)方案——供討論8、造價較低，性能價格比高,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,41,2024/3/31,2000m巖心鉆機

22、方案,42,總體布局,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,43,平面布置,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,44,正面布局,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,45,側面布局,主要部件結構,1、動力頭2、卡盤3、夾持器4、卷揚機5、動力站6、繩索卷揚7、泥漿泵,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,46,動力頭內部結構,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,47,動力頭外觀,2024/3

23、/31,2000m巖心鉆機方案,48,,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,49,動力頭結構,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,50,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,51,卡盤結構,,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,52,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,53,夾持器,夾持器樣機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,54,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,55,主卷揚

24、,主卷揚方案2,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,56,主卷揚減速機結構,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,57,動力站(電動機方案),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,58,動力站(柴油機方案),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,59,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,60,繩索卷揚,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,61,泥漿泵,BW320A泥漿泵,2024/3/31,62

25、,2000m巖心鉆機方案,液壓系統(tǒng)設計思路,希望的液壓系統(tǒng)特性:升降系統(tǒng)：利用最大功率恒功率液壓泵——恒功率液壓馬達——自動變量回轉系統(tǒng)：升降功率-泥漿泵功率硬特性液壓泵——負載敏感+壓力切斷液壓馬達——液控變量,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,63,兩種控制方案探討,一、力士樂負載敏感系統(tǒng)（LS和LUDV）二、日韓挖掘機負流量控制系統(tǒng),2024/3/31,64,2000m巖心鉆機方案,LRDS液壓泵,

26、2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,65,液壓泵特性曲線,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,66,LS原理,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,67,LUDV原理,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,68,液壓馬達HA控制,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,69,HA2控制,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,70,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,71,LS方案,負流量控制

27、變量泵系統(tǒng),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,72,,它也是一種型式的負荷傳感控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測主閥回油量的變化，可根據(jù)主機負載要求自動改變變量泵流量以達到節(jié)能目的。目前日本、韓國和我國的獨資合資生產廠生產的挖掘機廣泛采用這種系統(tǒng)。,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,73,負流量方案,謝 謝,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,74,項目的研發(fā)基礎,1、FDP-30(36)非開挖鉆機2、GZX-12

28、旋挖鉆機3、HCD-5U全液壓巖心鉆機4、HCD-6U全液壓巖心鉆機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,75,1、FDP-30(36)非開挖鉆機,主要繼承點：負載敏感系統(tǒng)的成功應用大噸位油缸鏈條倍速機構,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,76,2、GZX-12旋挖鉆機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,77,主要繼承點：改造挖掘機液壓系統(tǒng)，使之適用于鉆掘機械大噸位卷揚機及其控制,3、HCD-

29、5全液壓巖心鉆機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,78,主要繼承點：低成本高可靠性液壓系統(tǒng)結構簡單可靠的雙速動力頭夾持器卡盤……,HCD-5主要技術參數(shù),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,79,HCD-5平面布置,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,80,HCD-5運輸狀態(tài),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,81,HCD┃5后視圖,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,82,HCD

30、-5U型鉆機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,83,行走狀態(tài),HCD-5U型鉆機,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,84,現(xiàn)場施工,4、HCD-6U全液壓巖心鉆機,大部分部件、元件可以通用和互換,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,85,HCD-6U主要技術參數(shù),2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,86,HCD-6U平面布置,2024/3/31,2000m巖心鉆機方案,87,HCD-6U運輸狀態(tài),2