2200鉆機(jī)方案

1、2200m全液壓巖心鉆機(jī)方案,中國地質(zhì)裝備總公司,一、深孔取心鉆進(jìn)對鉆機(jī)的要求,1、升降系統(tǒng)2、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)3、給進(jìn)系統(tǒng)4、卡夾系統(tǒng),2024/3/31,2,深孔巖心鉆機(jī)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(zhuǎn)功率4、功率特性——軟,2024/3/31,3,深孔巖心鉆機(jī)方案,2、回轉(zhuǎn)系統(tǒng),1、最高轉(zhuǎn)速——不低于1000r/min2、輸出功率——50-80kw3、最低轉(zhuǎn)

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(jī)方案,3、給進(jìn)系統(tǒng),1、起拔能力——≥200kN2、給進(jìn)行程——盡可能長3、給進(jìn)方式——鉆壓控制和速度控制結(jié)合4、低速平穩(wěn)性好,2024/3/31,5,深孔巖心鉆機(jī)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(jī)方案,二、國內(nèi)現(xiàn)有深孔巖心鉆機(jī),目前國

3、內(nèi)深孔鉆機(jī)都是立軸式，有以下幾種機(jī)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(jī)方案,1、HXY-8（8B）,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：立軸+轉(zhuǎn)盤卷揚(yáng)機(jī)橫置其中：HXY-8B帶轉(zhuǎn)盤HXY-8不帶轉(zhuǎn)盤,2024/3/31,8,深孔巖心鉆機(jī)方案,HXY-8(8B)主要技術(shù)參數(shù),立 軸轉(zhuǎn)速范圍 79、136、212、

4、363、220、397、589、1011 反51、142給進(jìn)行程 1000mm最大起重力 300KN最大加壓力 141KN最大回轉(zhuǎn)扭矩 9300Nm通孔直徑 Φ118mm,2024/3/31,9,深孔巖心鉆機(jī)方案,HXY-8(8B)主要技術(shù)參數(shù),轉(zhuǎn) 盤轉(zhuǎn)速 27、46、72、124、75、136、201、345 反17、48通孔直徑 Φ395mm卷揚(yáng)機(jī)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(jī)方案,HXY-8(8B)主要技術(shù)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(jī)動力 電機(jī) 90KW 柴油機(jī) 134KW外形尺寸3905×1692×2603 鉆機(jī)重量 4850kg,2024/3/31,11

6、,深孔巖心鉆機(jī)方案,2、XY-3000,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：立軸式卷揚(yáng)機(jī)橫置,2024/3/31,12,深孔巖心鉆機(jī)方案,XY-3000主要技術(shù)參數(shù),轉(zhuǎn)速范圍 給進(jìn)行程 1150mm最大起重力 300KN最大加壓力 150KN最大回轉(zhuǎn)扭矩 8300Nm通孔直徑 Φ118mm卷揚(yáng)機(jī)單繩一層提升力 80KN動力機(jī) 電機(jī)75kw 柴油機(jī) 112kw重量 6600kg,2024/3/31,1

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

8、6B,結(jié)構(gòu)型式：傳統(tǒng)立軸式,2024/3/31,16,深孔巖心鉆機(jī)方案,XY-6B主要技術(shù)參數(shù),立軸通徑 φ96 mm立軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)：80-1000 反轉(zhuǎn)：62、170 起拔/給進(jìn)力 200/150kN 給進(jìn)行程 600mm 卷揚(yáng)單繩提升力 60kN 動力 電動 55kW 柴油 100HP 主機(jī)重量 3800kg （不含動力） 外型尺寸 3450x1500x2250mm,2024/3/3

9、1,17,深孔巖心鉆機(jī)方案,三、國外深孔巖心鉆機(jī),國外深孔巖心鉆機(jī)都采用全液壓驅(qū)動，如以下幾種機(jī)型：長年LF230澳大利亞 UDR1200HC阿特拉斯 CS4002,2024/3/31,18,深孔巖心鉆機(jī)方案,長年LF230,鉆深mBQ3050NQ 2350HQ1585PQ 1045主卷揚(yáng)提升力 kg 18144繩索卷揚(yáng)容繩量 m 2000給進(jìn)行程 m 3.35推進(jìn)力 k

10、g11788起拔力 kg22330鉆探角度 º90-45發(fā)動機(jī)功率 kw194動力頭四檔轉(zhuǎn)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(jī)方案,UDR1200HC,2024/3/31,20,深孔巖心鉆機(jī)方案,1200HC主要技術(shù)參數(shù),鉆深能力m 繩索取心鉆進(jìn)NQ 2500 HQ1585PQ 1045

11、 反循環(huán)鉆進(jìn)4-1/2"鉆桿5503-1/2"鉆桿1000主卷揚(yáng)提升力 kN 216繩索卷揚(yáng)容繩量 m 2400給進(jìn)行程 m9 ?,2024/3/31,深孔巖心鉆機(jī)方案,21,推進(jìn)力 kN113起拔力 kN226鉆探角度 º90-45發(fā)動機(jī)功率 kw 235動力頭兩檔轉(zhuǎn)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(jī)方案,,2024/3/31,23,深孔巖心鉆機(jī)方案,CS4002,2024/3/31,24,深孔巖心鉆機(jī)方案,CS4002 主要技術(shù)參數(shù),鉆進(jìn)能力 – 2,000 米 N-規(guī)格 發(fā)動機(jī) – 196 kW 康明斯柴油發(fā)動機(jī)給進(jìn)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(yáng)單繩拉力 178kN鉆進(jìn)角度范圍： 45 - 90 度,2024/3/31,25,深孔巖心鉆機(jī)方案,四、立軸鉆機(jī)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(jī)能滿足要求。2、回轉(zhuǎn)能力轉(zhuǎn)速基本都能滿足；電機(jī)功率≥75kw即可滿足使用要求；繩索取心鉆進(jìn)時(shí)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(jī)基本滿足要求。4、卡盤夾持能力6型

14、鉆機(jī)實(shí)際使用中夾持力不足，孔深超過1500m需下卡盤輔助。5、 給進(jìn)行程短，受結(jié)構(gòu)型式所限，無法彌補(bǔ)。,2024/3/31,26,深孔巖心鉆機(jī)方案,五、國外全液壓鉆機(jī)適用性分析,1、鉆具升降能力由于采用桅桿結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)能力功率配備合理，轉(zhuǎn)速、扭矩范圍寬，工藝適應(yīng)性好。3、動力頭起拔能力滿足要求。4、給進(jìn)行程長，工藝適應(yīng)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(jī)方案,27,六、全液壓深孔有塔鉆機(jī)方案,根據(jù)深孔巖心鉆探的特點(diǎn)，結(jié)合全液壓驅(qū)動鉆機(jī)良好的工藝適應(yīng)性，提出以下全液壓深孔有塔鉆機(jī)方案，請大家討論。,2024/3/31,深孔巖心鉆機(jī)方案,28,機(jī)械立軸式巖心鉆機(jī)優(yōu)缺點(diǎn),2024/3/31,深孔巖心鉆機(jī)方案,29,全液壓動力頭式巖心鉆機(jī)優(yōu)缺點(diǎn),2024/3/31,深孔巖心鉆機(jī)方案,30,兩種機(jī)型的共性分析,我們還應(yīng)該注意到機(jī)械傳動立軸式巖心鉆機(jī)和全液壓動力頭式巖心

16、鉆機(jī)有很多共性的東西，或者說全液壓動力頭式巖心鉆機(jī)在開發(fā)過程中繼承了的許多機(jī)械傳動立軸式巖心鉆機(jī)的成熟結(jié)構(gòu)與成熟部件。從總體技術(shù)路線上講，都采用了帶有中心通孔的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、常閉式液壓卡盤，采用卷揚(yáng)機(jī)滑輪裝置作為鉆機(jī)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(jī)方案,31,方案的主要技術(shù)參數(shù),1、鉆深能力(m)BQ3000NQ2200HQ1500PQ

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

18、0 主卷揚(yáng)最大繩速(m/s)120 大鉤負(fù)荷(kN)300/180(2倍率),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,35,5、動力頭,兩個(gè)機(jī)械檔（速比5.1:1；1.56:1） 主軸通徑(mm)φ117 轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩(Nm)0-1856020185-3706020-3010370-6002000600-12002000-1000,20

19、24/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,36,6、給進(jìn)系統(tǒng),油缸鏈條倍速機(jī)構(gòu) 給進(jìn)行程(mm)4800 額定提升力(kN)220 額定給進(jìn)力(kN)100,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,37,7、繩索卷揚(yáng),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(jī)方案,38,8、液壓系統(tǒng),柴

20、油機(jī)驅(qū)動時(shí)：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(jī)方案,39,電動機(jī)驅(qū)動時(shí)：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(jī)方案,40,方案的總體結(jié)構(gòu),1、全液壓驅(qū)動2、有塔方案——提高深孔起下大鉆速度，降低勞動強(qiáng)度3、卡、夾、擰卸、擺放機(jī)械化程度高4、長行程給進(jìn)——提高深孔鉆探工藝的適應(yīng)性5、主機(jī)、動力站、泥漿泵分體設(shè)計(jì)——便于鉆機(jī)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(jià)較低，性能價(jià)格比高,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,41,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)

22、方案,42,總體布局,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,43,平面布置,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,44,正面布局,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,45,側(cè)面布局,主要部件結(jié)構(gòu),1、動力頭2、卡盤3、夾持器4、卷揚(yáng)機(jī)5、動力站6、繩索卷揚(yáng)7、泥漿泵,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,46,動力頭內(nèi)部結(jié)構(gòu),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,47,動力頭外觀,2024/3

23、/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,48,,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,49,動力頭結(jié)構(gòu),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,50,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,51,卡盤結(jié)構(gòu),,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,52,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,53,夾持器,夾持器樣機(jī),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,54,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,55,主卷揚(yáng)

24、,主卷揚(yáng)方案2,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,56,主卷揚(yáng)減速機(jī)結(jié)構(gòu),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,57,動力站(電動機(jī)方案),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,58,動力站(柴油機(jī)方案),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,59,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,60,繩索卷揚(yáng),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,61,泥漿泵,BW320A泥漿泵,2024/3/31,62

25、,2000m巖心鉆機(jī)方案,液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dá)——自動變量回轉(zhuǎn)系統(tǒng)：升降功率-泥漿泵功率硬特性液壓泵——負(fù)載敏感+壓力切斷液壓馬達(dá)——液控變量,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,63,兩種控制方案探討,一、力士樂負(fù)載敏感系統(tǒng)（LS和LUDV）二、日韓挖掘機(jī)負(fù)流量控制系統(tǒng),2024/3/31,64,2000m巖心鉆機(jī)方案,LRDS液壓泵,

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

27、變量泵系統(tǒng),2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,72,,它也是一種型式的負(fù)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(jī)負(fù)載要求自動改變變量泵流量以達(dá)到節(jié)能目的。目前日本、韓國和我國的獨(dú)資合資生產(chǎn)廠生產(chǎn)的挖掘機(jī)廣泛采用這種系統(tǒng)。,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,73,負(fù)流量方案,謝 謝,2024/3/31,2000m巖心鉆機(jī)方案,74,項(xiàng)目的研發(fā)基礎(chǔ),1、FDP-30(36)非開挖鉆機(jī)2、GZX-12

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

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

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