微型定向鉆動力裝置微型化與節(jié)能研究.pdf

1、非開挖地下管線施工技術(shù)是一項新崛起并迅速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，在城市和許多其他場合，采用非開挖技術(shù)進(jìn)行地下管線施工是現(xiàn)代文明發(fā)展的需要，因而非開挖方法迅速得到應(yīng)用和推廣是當(dāng)今世界發(fā)展趨勢。 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，市政建設(shè)需要的不斷擴(kuò)大，以及國內(nèi)對施工環(huán)境要求不斷提升，微型水平定向鉆進(jìn)技術(shù)逐步得到廣泛應(yīng)用。但是目前微型定向鉆的動力源重量和體積均較大，在施工中運(yùn)送不方便、不靈活，在很大程度上影響了施工進(jìn)度和工作效率，因此，微型定向鉆動力

2、裝置的進(jìn)一步微型化是該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。其次，在微型定向鉆的節(jié)能研究方面，目前國內(nèi)外都尚屬于起步階段，微型定向鉆節(jié)能方面的研究成果在國內(nèi)外也同樣是一片空白。對于能源稀缺的當(dāng)今社會，微型定向鉆節(jié)能研究也必將在今后成為人們研究的一個重要方向。 本課題是上海市教委重點學(xué)科資助項目“微型定向鉆的研制與開發(fā)”的子項目。本課題首先對微型定向鉆動力裝置微型化做了深入研究，在其液壓系統(tǒng)中使用單泵加可控單路穩(wěn)流閥形式代替雙泵動力源，并利用計算機(jī)

3、控制其旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)系統(tǒng)的速度，從而使微型定向鉆的尺寸減小、重量減輕，同時又滿足其旋轉(zhuǎn)扭矩、推拉力及調(diào)節(jié)鉆進(jìn)速度的正常工作的要求。 其次，本課題對微型定向鉆的動力裝置節(jié)能研究做了深入探索。在研究土力學(xué)的基礎(chǔ)上，對微型定向鉆在鉆進(jìn)過程中所受的旋轉(zhuǎn)阻力及推進(jìn)阻力進(jìn)行受力分析，建立數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出推進(jìn)速度與推進(jìn)阻力，旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)阻力，回拖速度與回拖阻力之間的關(guān)系，建立通過改變推進(jìn)速度、旋轉(zhuǎn)速度的方式來改變微型定向鉆鉆進(jìn)阻力的理論，為節(jié)能

4、研究提供理論依據(jù)。 此外，由于本課題在對微型定向鉆動力裝置微型化過程中采用可控單路穩(wěn)流閥對液壓油進(jìn)行分流，因此在一定程度上造成了功率損失。本課題在根據(jù)土力學(xué)研究建立的微型定向鉆在鉆進(jìn)過程中所受的阻力與其速度關(guān)系的基礎(chǔ)上，對如何進(jìn)行可控單路穩(wěn)流閥的節(jié)能也展開了具體分析。 本課題設(shè)計的微型定向鉆動力裝置微型化方案，經(jīng)過實驗驗證完全符合實際要求，此外，本課題對微型定向鉆的動力裝置節(jié)能的研究成果，對中、大型定向鉆也具有很大的借鑒