立轴式岩心钻机

立轴式自动送钻岩心钻机一、项目起止年限二、项目立项的必要性煤炭、石油、钢铁是现代生活生产离不开的能源及原料，它们埋藏在地下几百米，几千米甚至上万米。

为了寻找及开发它们，需要钻井进行探明储量及深度，在长期的钻井过程中，需要一套技术先进、工作可靠的钻井设备。

立轴式自动送钻岩心钻机，它的投入使用不仅能降低司钻工人的劳动强度，还能提高钻井速度，降低钻井成本。

自动送钻顾名思义就是自动送钻是指钻机在无需人工控制的情况下实现钻头自动进给的一种作业方式。

采用自动送钻最初的目的是在于解放司钻，但实践证明，它还能有效地保证井身质量，提高机械钻速，增加钻头进尺。

在国外，几乎所有石油钻机都已配备自动送钻系统，岩心钻机相对比较少，国内深层石油钻机也已采用自动送钻系统，但岩心钻机几乎都没有采用。

自动送钻系统的关键核心优选并保持钻压的精确值和均匀送进，可以提高平均机械钻速和增加钻头进尺。

按钻井工艺要求，让送钻装置在给定的条件下实现钻头的自动进给。

这里的给定条件是指钻压、转速、扭拒等，自动送钻装置维持恒条件钻井。

国内外广泛采用的是进行恒钻压钻井。

由于钻进是钻井工艺过程中最主要的功能之一，因此自动送钻装置的研制在实现钻机自动化的历史使命中占有十分重要的地位。

之所以采用自动送钻装置，是因为传统的人工控制给进钻井存在以下的缺点：1.司钻长时间注意力高度集中，监视钻进仪表，其精神、体力劳动强度大，极易疲劳，每钻进一定进尺，要进行停钻倒杆钻进，影响钻井安全；2.立轴式岩心钻机每次加接钻杆时，需要摘离合器、变速箱换挡、挂卷扬机、分离动力头、操作刹把、提升钻杆、对扣加接钻杆，在分离卷扬机、挂合动力头、主变速箱换挡、挂离合器，操作过程繁琐。

3.在钻取岩心的过程中，因为每个司钻的操作技术水平不同，送钻质量也因人而异，直接影响了钻井质量。

人工控制给进钻井，井壁质量较差、取芯率较低、容易发生井斜和卡钻事故；4.司钻控制给进时，凭经验进行操作，这导致钻头负荷变化较大，加快了钻头的磨损，从而缩短了钻头的使用寿命如表1、2。

XY-6B岩芯钻机
主要用途
XY-6B岩心钻机是地质找矿、水文水井、煤田地质勘探、石油和天然气勘探开发等领域的深孔钻探设备。

该钻机集中了立轴式液压钻机的优点，可进行金刚石小口径钻进，也可进行大口径钻进，可以垂直钻孔，也可以钻斜孔。

是深孔地质勘探钻孔的理想设备。

主要特点
•立轴转速高，调速范围广。

•升降机配有水刹车，下降钻具平稳安全。

•油浸湿式离合器，启动平稳，附有制动装置。

•液压操作系统予留专用阀口，可供配备拧管机时使用。

•钻机前后移车距离大，方便孔口作业。

•立轴通孔直径大，可满足多种钻探工艺要求。

•整机重量适中，解体性能好，便于运输搬迁。

主要参数
钻进深度m 1500-2000
机下钻杆直径mm φ50，φ60，φ89
立轴通径mm φ96。

立轴式与全液压动力头式地质岩心钻机使用比较作者：李红岩周家荣来源：《中国新技术新产品》2011年第07期摘要：通过对立轴式钻机和全液压动力头钻机的构造、使用和技术经济情况及维修性情况对比。

结果表明，动力头钻机不仅在搬迁和使用方面要优于立轴式钻机，而且在钻进施工的效率和经济效果方面也要优于立轴式钻机。

关键词：地勘单位；岩心钻机；钻机结构；技术经济；应用对比中图分类号：P62 文献标识码：B引言目前在地勘单位地质钻探施工中应用的岩心钻机主要有两种，一种是液压立轴式岩心钻机，另一种是全液压动力头式岩心钻机。

目前液压立轴式钻机还是地勘单位地质钻探的主力机型。

全液压动力头钻机目前在世界发达国家已经基本全部取代了立轴式钻机，我国也在这两年开始快速的装备地勘单位，许多地勘单位已拥有了一定数量的全液压动力头钻机。

由于钻机的使用效果将直接影响地质勘探工作的效率、质量和成本。

本文通过对本单位XY系列立轴式钻机和YDX系列全液压动力头钻机在浅部、中深部勘探施工使用中表现出的效果及性能对比，简述两种钻机的特点。

1、地质岩心钻机的发展及应用情况我国于上世纪六十年代研制成功了液压立轴式岩心钻机，在此之前我国使用的液压立轴式岩心钻机主要来源于苏联和瑞典进口，目前国内地质岩心钻机市场使用的主要机型仍以立轴式钻机为主。

全液压动力头钻机从上世纪七十年代在国外推出以来，发展迅速，目前在发达国家立轴式岩心钻机已经被全液压动力头钻机所取代。

我国在上世纪八十、九十年代开始尝试研制全液压动力头钻机，并做出了样机，但主要由于当时我国的液压技术水平低，导致钻机性能不佳，没能进一步推广。

本世纪开始以来，我国的钻机研制单位开始了新一轮全液压动力头钻机研制攻关后，取得了成功，开始装备地勘单位。

在我国全液压动力头钻机以其所具有的独特优点一经问世，在市场上就受到了广泛的关注和欢迎，现我国全液压动力头钻机已出口到澳大利亚、俄罗斯和伊朗等国家。

虽然全液压动力头钻机在我国的推广应用表现出良好的势头，但这种钻机目前在我国地质钻探市场上的使用份额比立轴式钻机还是要小得多。

1、基本参数钻进深度：0-300米钻杆直径：φ42毫米；φ50毫米钻孔倾角：0-90°2、回转器转速立轴转速(正转) 70、121、190、263、329、570、899、1241 (反转) 55、257立轴行程：600毫米立轴额定起拔力：72千牛立轴额定加压力：54千牛立轴内径：φ68毫米立轴最大扭矩：2760牛·米3、卷扬机最大起重能力(低速单绳)：30千牛卷筒转速：37；65；103；141转／分钢绳提升速度(单绳单层)：0.41；0.73；1.15；1.58米／秒钢绳规格：φ16毫米钢丝绳容绳量50米4、移动装置移动油缸行程465毫米钻机离开孔口距离315毫米5.钻塔:结构钻塔（筒体结构）门形垂直高度7.5米中地装备XY-1000型立轴式岩芯钻机主要技术参数无锡钻探机械厂性能特点XY-4型钻机为我国第一代立轴式金刚石钻机。

它设计先进、布局合理、结构紧凑、操作灵活、坚固耐用、可拆性好、便于搬迁、修理方便。

XY-4型钻机可用于固体矿床勘探、工程地质及地下水勘探，浅层石油、天然气勘探，堤坝灌注、坑道通风、排水钻探。

主要技术参数:1、钻孔深度43mm钻杆：1000 m50mm钻杆：700 m2、回转器转速：（正转八速）135～1588 r/min；（反转两速）110；338 r/min立轴行程：600 mm立轴内径：68 mm最大加压力：54 kN最大起拔力：72 kN3、卷扬机提升速度（第三层）：1.09；2.02；2.89；4.18 m/s最大提升能力（单绳）：30 kN4、移动装置移动油缸行程：400 mm钻机离开孔口距离：250 mm5、动力（按用户需要配）电动机，Y225S-4型，37kW，1480r/min柴油机，ZH4100P型40kW，2000r/min6、重量（不包括动力机）：1670 kg7、外形尺寸（长×宽×高）：2640×1100×1750 mm连云港黄海钻机。

2022年 12月上 世界有色金属199深部找矿钻探动力头钻机与立轴钻机综合特性对比研究王 德（河北省煤田地质局第二地质队（河北省干热岩研究中心），河北　邢台　０５４００１）摘 要：本文针对深部找矿钻探特点，运用技术经济学原理和系统分析原理对深孔钻探钻机、钻探方法和工艺措施等进行研究，形成了深部找矿组合钻探技术的工作方法，并通过实际应用进行分析，验证方法的有效性，目的是能够优质、高效、经济地实施深孔钻探，为深部找矿提供了钻探技术保障。

关键词：深部找矿；钻探动力头钻机；立轴钻机；综合特性对比中图分类号：Ｐ６３４．３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）２３－０１９９－３Comparative study on comprehensive characteristics of power head drill andvertical shaft drill for deep prospecting drillingWANG De（Ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｔｅａｍ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｃｏａｌｆｉｅｌｄ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｂｕｒｅａｕ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｄｒｙ　Ｈｏｔ　Ｒｏｃｋ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ），Ｘｉｎｇｔａｉ　０５４００１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｒｉｇｓ，　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，　ｆｏｒｍｉｎｇ　ａ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｉｓ　ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ，　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｙ，　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ａ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｆｏｒ　ｄｅｅｐ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ．Keywords: ｄｅｅｐ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ；　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｐｏｗｅｒ　ｈｅａｄ　ｄｒｉｌｌ；　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｓｈａｆｔ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ收稿日期：２０２２－１０作者简介：王德，男，生于１９９１年，汉族，河北邢台人，本科，地质工程师，研究方向：地质钻探技术与施工管理。

立轴式岩心钻机立轴式钻机是指回转、升降钻具等主传动为机械传动，给进、卡夹等辅助动作为液压传动，以立轴为主要结构特征的岩心钻机，简称立轴钻机。

立轴式钻机主要适用于使用金刚石或硬质合金钻进方法进行固体矿产勘探也可用于工程地质勘查、浅层石油、天然气、地下水钻探,还可用于堤坝灌浆和坑道通风、排水等工程孔钻进。

机械传动、液压给进的立轴式岩心钻机是目前国内广泛使用的一种主要型，已形成完整的系列（表3—2)。

现代立轴式钻机在兼顾硬质合金和钢粒钻进工艺要求的基础上，为适应金刚石钻进的需要，提高了立轴的转速,扩大了调速范围,增加了变速挡数。

为了缩短辅助工序的时间,有的机型采用上、下双卡盘实现“不停车倒杆”，以及加长立轴行程等.表3-2XY系列立轴式岩心钻机3。

2。

1立轴式钻机结构特点钻机的主要特点是（1)回转器有一根较长的立轴，在钻进中可起到导正和固定钻具方向的作回转器传动部件结构紧凑，加工、安装定位精度高,润滑及密封条件好,所以主动钻杆与回转器输出轴同心度高,钻机的导向性能较好，适合高速回转又有利于保证开孔质量(2)回转器可调整角度,可施工斜孔。

(3）回转器采用悬臂安装,受到立轴回转器通孔直径的限制,不能通过粗径钻具,适合完成较小口径的钻孔，开孔直径大小由钻机让开孔口的距离确定。

趣、(4)立轴钻机调速范围较宽,机械传递动力的立轴钻机多为有级变速，且有（5）升降作业多用卷扬机与滑轮组配合完成，需要配备钻塔。

（6）有加减压机构,并配有可反映孔内情况的钻压表,钻压控制准确,给进均匀.（7）钻机可按部件解体，一般能适应野外搬迁工作要求8）倒杆频繁，容易造成孔底岩心堵塞，辅助工作时间长.(9)多数钻机的卷扬机轴线与天车轴线垂直,钢丝绳纵向缠绕,易损坏钢丝绳（10)回转器不能兼作拧卸工具,拧卸钻杆需另配拧管机。

3。

2.2典型立轴式钻机主要结构目前市场上的立轴钻机品种型号很多但其结构原理及工作性能大致相同，基本上都由以下几个部分组成:动力机、离合器、变速箱、分动箱、回转器、卷扬机、液压给进系统、机座等XY—6B型钻机(图3-1)钻深能力为XY—6B型钻机深孔能力为2000m。