高性能全液壓地質(zhì)鉆機關鍵技術及鉆機系列項目摘要

上世紀90年代，隨著我國地質(zhì)鉆探工作量的不斷增加，對地質(zhì)鉆機的需求越來越大，而我國使用的地質(zhì)鉆機大多是機械立軸式鉆機，該類鉆機給進行程短、操作不便、鉆探效率低，嚴重制約了我國地質(zhì)工作的發(fā)展。此時，美國、瑞典等國家全液壓地質(zhì)鉆機紛紛進入中國市場，并實行技術封鎖和價格壟斷。1998年，吉林大學等單位開始對高性能全液壓地質(zhì)鉆機及其關鍵技術進行攻關研究，突破了多項重大基礎理論與關鍵技術，研發(fā)了地質(zhì)巖心鉆機、水平定向鉆機、地質(zhì)災害治理錨固鉆機等3大鉆機系列，實現(xiàn)了鉆機的長行程給進、高度自動化、高效節(jié)能等高性能，總體成果處于國際先進水平，部分達到了國際領先，主要取得了如下4方面的創(chuàng)新。1. 首次建立了完整的全液壓地質(zhì)鉆機的理論分析與設計體系，為全液壓地質(zhì)鉆機的系列化研制提供了理論和技術支撐。創(chuàng)建了具有自主知識產(chǎn)權的全液壓地質(zhì)鉆機設計、分析和計算理論體系；建立了液壓系統(tǒng)動態(tài)特性分析數(shù)學模型及評價指標；完成了國土資源部地質(zhì)巖心鉆探全液壓動力頭鉆機等3項行業(yè)標準制定。2. 發(fā)明了全液壓地質(zhì)鉆機專用液壓系統(tǒng)，打破了國外對鉆機液壓控制關鍵技術的封鎖。首次將負載敏感技術運用于地質(zhì)鉆機中，實現(xiàn)了負載自適應；通過消化吸收，研發(fā)了新型液壓控制系統(tǒng)，突破了負載敏感系統(tǒng)關鍵技術瓶頸；通過強效散熱、回轉(zhuǎn)壓力分級調(diào)節(jié)和橋式過濾等，解決了常規(guī)液壓系統(tǒng)中存在的關鍵技術難題，形成了具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新技術。3. 發(fā)明了全液壓地質(zhì)鉆機新型部件結(jié)構，實現(xiàn)了鉆機結(jié)構的優(yōu)化。研發(fā)了新型系列鉆塔和自動裝缷鉆桿機構，滿足了不同領域鉆機的需要；研制了深孔鉆探用液壓動力頭、自動送鉆絞車、大噸位連續(xù)拔管機，高精度自動送鉆系統(tǒng)，滿足了我國深部找礦要求。發(fā)明了模塊組合式的車載全液壓鉆機，節(jié)省了運移和安裝時間和費用。4. 發(fā)明了液壓鉆機檢測、控制方法及監(jiān)測技術，添補了多項該研究領域國內(nèi)空白。發(fā)明了新型鉆機過載保護系統(tǒng)，預防了孔內(nèi)事故；發(fā)明了對變量泵用控制手柄進行選擇和參數(shù)設計的方法，實現(xiàn)了對操作手柄的準確控制；發(fā)明了性能參數(shù)智能檢測泥漿混配系統(tǒng)及檢測方法，解決了泥漿制備及檢測系統(tǒng)效率低和性能不穩(wěn)定等的難題。該成果已形成3大鉆機系列89種型號，其中，巖心鉆機從鉆深300~3000米有27種型號；水平定向鉆機從回拖力100~10450KN有40種型號；錨固鉆機從鉆深30~400米有22種型號。鉆機銷量分別占國內(nèi)市場的32%-60%，在全國34個省市的多個行業(yè)得到成功應用，不但把國外鉆機擠出了中國市場，還出口到德國、俄羅斯、法國等33個國家和地區(qū)。近三年，全液壓地質(zhì)鉆機直接銷售總額29.02億元人民幣，其中，外匯4389萬美元；完成鉆探工程量271.7萬米，提高鉆探施工效率32%。該成果公開出版著作和教材5部；發(fā)表學術論文84篇；完成行業(yè)標準3項；申請發(fā)明專利14項，其中，已授權發(fā)明專利6項，授權實用新型專利82項。培養(yǎng)博士和碩士研究生23名。該成果使我國地質(zhì)鉆機技術水平前進了40年。 2100433B

地質(zhì)鉆機巖心鉆機

結(jié)構特點：該鉆機采用機械傳動，結(jié)構簡單，便于維修和操作。鉆機配有水剎車裝置，能控制下鉆速度，減少卷筒、閘帶等零部件的磨損，消除升降系統(tǒng)的沖擊力，保證下鉆安全。在原有的鉆機上進行技術改進，離合器部分增加了軸徑裝置，增強了主動軸的力量，且鉆機變速箱內(nèi)的齒輪也在原有基礎上進行材質(zhì)和工藝上的加強改進。

還有THJ-2600型巖心鉆機，該鉆機為60鉆桿2600米，73鉆桿2000米，用途：THJ-2000鉆機，適用于煤田地質(zhì)，水文地質(zhì)、金屬礦床、非金屬礦床和天然氣等深孔鉆探工程，實用性、操作性和通用性強。

結(jié)構特點：鉆機多部分采用了TSJ-2000E型水源鉆機組件，轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)、機械傳動、立軸式回轉(zhuǎn)、液壓油缸給進的結(jié)構形式。并且提升能力大、立軸通經(jīng)大、轉(zhuǎn)速范圍廣、重心低、傳動平穩(wěn)、堅固耐用，鉆機布局合理，?？蓾M足金剛石鉆進，硬質(zhì)合金鉆進及繩索取芯鉆進的工藝要求。鉆機可配備電動機或柴油機兩種動力，供用戶根據(jù)作業(yè)環(huán)境或條件進行選擇。

地質(zhì)鉆機水源鉆機類

適用中淺層石油井和深層冷熱水的開發(fā)，天然氣、鹽井鉆進、煤層氣開采、煤礦建井工程開發(fā)等工程。

主要是轉(zhuǎn)盤式鉆機。主要型號有TSJ-3000型，TSJ-2600型，TSJ-2000型，TSJ-1500型，TSJ-1000型，其轉(zhuǎn)盤通經(jīng)一般有三種，有435mm型，445mm型和660mm型，鉆井深度從1000米至3000米之間。滿足我國多數(shù)的水井，鹽井，地熱井，煤層氣等大口徑井的勘探 根據(jù)我國現(xiàn)有發(fā)展需要，對于地熱井勘探需求愈發(fā)急切，國外地熱井在能源使用中的比例為5%左右，而中國僅為不足1%，在我國大城市，比如北京，天津，上海等開發(fā)力度比較大，其余除部分地方城市如聊城，保定等其余都有待開發(fā)。小區(qū)中使用地熱井，能夠節(jié)省大概60%的消費。河北永明地質(zhì)工程機械有限公司最近數(shù)年，著重發(fā)展水源鉆機系列，在很多方面有重大改進，排除了原來轉(zhuǎn)盤甩油漏油的缺點，而且對齒輪加強材質(zhì)和生產(chǎn)精度，更符合使用要求，更耐用，更高效。

得到了市場一致的認可。

地質(zhì)鉆機探礦鉆機類

主要用于地質(zhì)找礦、水文水井、煤田地質(zhì)勘探、石油和天然氣勘探開發(fā)等領域的深孔鉆探設備。主要機型有XY-5型，XY-6B型，該鉆機集中了立軸式液壓鉆機的優(yōu)點，可進行金剛石小口徑鉆進，也可進行大口徑鉆進，可以垂直鉆孔，也可以鉆斜孔。該鉆機是深孔地質(zhì)勘探鉆孔的理想設備　結(jié)構特點：XY-6B型巖芯鉆機采用液壓傳動，立軸轉(zhuǎn)速高，調(diào)速范圍廣。 升降機配有水剎車，下降鉆具平穩(wěn)安全。 油浸濕式離合器，啟動平穩(wěn)，附有制動裝置。 液壓操作系統(tǒng)予留專用閥口，可供配備擰管機時使用。 鉆機前后移車距離大，方便孔口作業(yè)。 立軸通孔直徑大，可滿足多種鉆探工藝要求。 整機重量適中，解體性能好，便于運輸搬遷。同時，我國最近幾年，致力于液壓全自動車載鉆機的研發(fā)，各大探礦廠都擁有大同小異的全液壓車載鉆機。但同美國、德國、意大利的車載鉆機比較起來，還有很大的發(fā)展空間。相信在5年左右時間，國內(nèi)的全液壓車載鉆機也可以達到國外的技術水平，質(zhì)量還是取決于國內(nèi)整體發(fā)展水平。

用于地質(zhì)勘探，包括煤田、石油、冶金、礦產(chǎn)、地質(zhì)、水文、有色、核工業(yè)勘探的鉆探機械設備稱為鉆機。我國原來擁有地質(zhì)部、冶金部、煤炭部、核工業(yè)部等下管很多機械廠，等，都進行了改制。民營地質(zhì)鉆機生產(chǎn)廠家發(fā)展迅猛異軍突起。