XY 4L 型巖心鉆機(jī)的研制與應(yīng)用

盧春陽(yáng) 歐陽(yáng)志強(qiáng)

(衡陽(yáng)中地裝備探礦工程機(jī)械有限公司 湖南衡陽(yáng) 421002)

目前我國(guó)廣泛使用的巖心鉆機(jī)主要是機(jī)械傳動(dòng)、液壓給進(jìn)的立軸式鉆機(jī),該類鉆機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的不斷改進(jìn)和完善,結(jié)構(gòu)性能已趨合理,但也存在鉆機(jī)搬遷困難、不易實(shí)現(xiàn)斜孔鉆進(jìn)、須單獨(dú)配置鉆塔、不能完全滿足多種鉆探工藝的要求等諸多缺點(diǎn),而全液壓動(dòng)力頭巖心鉆機(jī)雖具有優(yōu)勢(shì),但其整機(jī)及配件價(jià)格高,動(dòng)力消耗大,保養(yǎng)維修技術(shù)要求高、對(duì)操作者素質(zhì)要求高等缺點(diǎn),嚴(yán)重制約了該鉆機(jī)在國(guó)內(nèi)的普遍推廣。因此開發(fā)一種能滿足多種鉆探工藝需要、容易搬遷,主要適用于山區(qū)、平原、沙漠的鉆探設(shè)備是很有必要的,衡陽(yáng)中地裝備探礦工程機(jī)械有限公司研發(fā)設(shè)計(jì)的XY-4L型鉆機(jī)正是為解決這些不足而研制的。

1 鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

柴油機(jī)型號(hào) R4105ZD 柴油機(jī)功率(kW) 56鉆進(jìn)能力(m) 700～1000 立軸通徑(mm) φ93給進(jìn)行程(mm) 600 移車行程(mm) 460立軸轉(zhuǎn)速(r/min) 正轉(zhuǎn):33、65、109、165、215、302、507、766、1002。反轉(zhuǎn):36、167卷?yè)P(yáng)提升速度(m/s) 0.72、1.2、1.82、2.38卷?yè)P(yáng)最大提升力(kN) 40 系統(tǒng)壓力(MPa) 8,最高10油泵排量(m L/r) 30+10 鉆塔高度(m) 10.4鉆塔負(fù)荷(kN) 90 爬坡角度 ＜30°鉆機(jī)外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)(mm) 3215×1950×10400鉆機(jī)凈質(zhì)量(kg) 5000

2 鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理

XY-4L型巖心鉆機(jī)是一種機(jī)械傳動(dòng)、液壓給進(jìn)、履帶行走的立軸式巖心鉆機(jī)。鉆機(jī)由動(dòng)力機(jī)、回轉(zhuǎn)器、分動(dòng)箱、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)架及履帶、液壓系統(tǒng)、鉆塔、液壓絞車等主要部件組成,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

鉆機(jī)的傳動(dòng)分兩個(gè)部分:一部分由動(dòng)力機(jī)通過(guò)窄V皮帶直接帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪油泵,向液壓系統(tǒng)供油,實(shí)現(xiàn)液壓給進(jìn)、履帶行走、鉆塔起落及擺塔、液壓絞車取心等;另一部分動(dòng)力機(jī)通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)軸與分動(dòng)箱輸入軸相連,分動(dòng)箱將運(yùn)動(dòng)分別傳至回轉(zhuǎn)器和卷?yè)P(yáng)機(jī),從而實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的工作。

3 鉆機(jī)的應(yīng)用效果

XY-4L型鉆機(jī)已小批量生產(chǎn),樣機(jī)由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所在青海進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),隨后,江西和南美洲的秘魯?shù)裙さ貞?yīng)用于地質(zhì)勘探、巖心鉆探和地質(zhì)勘察等,使用情況均達(dá)到預(yù)期的目的,多處工地在山區(qū)或高原地區(qū),地質(zhì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,交通條件非常不便。圖2為秘魯施工現(xiàn)場(chǎng)。經(jīng)實(shí)踐證明,XY-4L型鉆機(jī)技術(shù)性能良好,鉆進(jìn)效率高,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)合理,主要技術(shù)參數(shù)和使用性能完全滿足多種鉆探工藝要求,具有較強(qiáng)的處理孔內(nèi)事故的能力和完成特種鉆進(jìn)工作的能力。除保持了原機(jī)械巖心鉆機(jī)制造成本低、可靠性能高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)外,還通過(guò)合理的、巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高了鉆機(jī)的性價(jià)比。鉆機(jī)真正實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)塔機(jī)一體化,方便了斜孔鉆進(jìn),履帶底盤使鉆機(jī)移動(dòng)搬遷方便快捷,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的,為施工單位帶來(lái)了較好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

圖2

4 鉆機(jī)的突出特點(diǎn)

XY-4L型巖心鉆機(jī)以履帶為底盤,機(jī)架的剛性和強(qiáng)度好,重心低,穩(wěn)定可靠,并可完全實(shí)現(xiàn)自行行走,方便鉆機(jī)移位,有效地節(jié)約了運(yùn)輸成本,比傳統(tǒng)鉆機(jī)搬遷快捷、省時(shí)省力、縮短了搬遷和安裝時(shí)間,效率更高。合理設(shè)計(jì)的鉆塔不但實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)和鉆塔的一體化,也實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)的斜孔鉆進(jìn)。鉆塔還具有足夠的承載能力和有效高度,可同時(shí)提取兩根鉆桿,提高了起下鉆速度,節(jié)省了鉆進(jìn)的輔助時(shí)間,保證了鉆機(jī)的工作能力。鉆塔的起放輕便靈活,快速而安全,輕便可靠的鉆塔代替了笨重的四腳鉆塔或其它獨(dú)立鉆塔,節(jié)省了施工成本,提高了工作效率,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

該鉆機(jī)除具有原立軸式巖心鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、維修方便等優(yōu)點(diǎn)外,還具有以下突出特點(diǎn):

(1)鉆機(jī)立軸通徑大,轉(zhuǎn)速范圍廣,速度檔位多,有利于各種鉆進(jìn)方法對(duì)轉(zhuǎn)速的要求,滿足多種鉆探工藝鉆進(jìn)的需要,如沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等。

(2)選用輕型汽車的變速箱、離合器、萬(wàn)向傳動(dòng)軸等優(yōu)質(zhì)通用部件,有效地提高了鉆機(jī)的可靠性和使用壽命,極大地方便了鉆機(jī)的維修保養(yǎng)。

(3)鉆機(jī)儀表齊全,能及時(shí)掌握和控制鉆機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和鉆進(jìn)情況。

(4)整機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn),布局合理,外形美觀大方,極具人性化設(shè)計(jì)。

(5)采用液壓可伸縮支腿,整機(jī)工作穩(wěn)定。

1 楊惠明.鉆探設(shè)備.北京:地質(zhì)出版社,1988

2 馮德強(qiáng).鉆機(jī)設(shè)計(jì).武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1993