抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置研制及應(yīng)用

邵盛元，溫得全，李柏軍，劉衛(wèi)國(guó)，魯鵬飛，李博

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；2.核工業(yè)二〇三研究所，陜西 西安 710086；3.中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局，北京 100013）

提升裝置是鉆探作業(yè)中起下鉆具、套管等作業(yè)的工具，主要分為塔上有人普通摘掛式提引器裝置和塔上無(wú)人提引器裝置兩大類。

普通摘掛式提引器應(yīng)用普遍，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但塔上需要有人摘掛，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、上下鉆塔高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高。塔上無(wú)人提引器裝置是一種自動(dòng)化程度較高的提引器裝置，可自動(dòng)脫掛鉆桿立根。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又分為自動(dòng)脫掛式提引器裝置和爬桿斜脫式提引器裝置［1］。

自動(dòng)脫掛式提引器裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，也不需要特制的提升蘑菇頭，只需在鉆桿鎖手上加工一個(gè)環(huán)形槽，但在高空套掛鉆桿立根時(shí)，提引器和立根不易對(duì)正，給使用帶來(lái)一定的不便，影響作業(yè)效率。

爬桿斜脫式提引器裝置主要由爬桿提引器和鉆桿鎖接手蘑菇頭組成，蘑菇頭與鉆桿鎖接頭一般采用螺紋連接。提下鉆時(shí)需要在鉆桿接頭上擰卸蘑菇頭，蘑菇頭絲扣磨損后易脫落，存在安全事故隱患；在下鉆時(shí)用擰管機(jī)擰緊鉆桿的過程中，極易將上部蘑菇頭與鉆桿鎖接手螺紋松開，產(chǎn)生安全事故［2-4］。

當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)鈾礦鉆探升降作業(yè)中主要采用傳統(tǒng)的塔上有人作業(yè)的普通摘掛式提引器裝置，塔上無(wú)人作業(yè)的爬桿斜脫式提引器裝置只在少量鉆探機(jī)臺(tái)有應(yīng)用。而在中亞地區(qū)的哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦等國(guó)的鈾礦鉆探升降作業(yè)中，主要采用爬桿斜脫式提引器裝置，提升裝置的蘑菇頭與鉆桿鎖接手連接方式采用的不是螺紋連接，而是切口式連接，具有操作簡(jiǎn)便、快捷、安全、可靠等特點(diǎn)［5］。

在所有鉆探作業(yè)工序中，利用鉆桿提升裝置進(jìn)行升降作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，約占鉆孔總工作時(shí)間的20%～60%，升降效率直接影響鉆探總效率和總成本。改進(jìn)鉆桿提升裝置和升降工序，實(shí)現(xiàn)升降工序的機(jī)械化和自動(dòng)化是保證安全生產(chǎn)、提高鉆探效率的重要技術(shù)措施［6］。為提高鈾礦鉆探生產(chǎn)提下鉆作業(yè)安全和作業(yè)效率，針對(duì)普通摘掛式提引器裝置和爬桿斜脫式提引器裝置存在的問題，組織開展了抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置的技術(shù)攻關(guān)和研制工作，以滿足鈾礦勘查安全高效鉆探作業(yè)的需要。

1 抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置

抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置是爬桿斜脫式提引器裝置的一種，具有適用鉆機(jī)類型多、可操作性強(qiáng)、安全可靠等特點(diǎn)，主要由抽插式卡口蘑菇頭和爬桿提引器組成。

1.1 應(yīng)用條件

1）適用鉆機(jī)類型：XY-4、XY-5、XY-6鉆機(jī)；

2）適用鉆塔高度：13 m、18 m、24 m；

3）適用鉆桿直徑：Ф50 mm、Ф60 mm 外絲鉆桿；

4）適用鉆孔直徑：Ф75～Ф311 mm；

5）適用最大鉆進(jìn)深度：2 000 m；

6）適用最大提升能力：300 kN。

1.2 抽插式卡口蘑菇頭

1.2.1 抽插式卡口蘑菇頭結(jié)構(gòu)

蘑菇頭結(jié)構(gòu)是抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置研制的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，將提升裝置蘑菇頭與鉆桿鎖接手的螺紋連接形式改造成與普通提引器與鉆桿鎖接手連接方式相同的卡口式，在卡口式蘑菇頭機(jī)體中心加工1 個(gè)抽插式頂桿用來(lái)固定蘑菇頭與鉆桿。

1）卡口式連接：采用與普通提引器與鉆桿連接形式相同、尺寸相同的卡口式。

2）抽插式固定：在蘑菇頭頂部中心安裝1抽插式頂桿。頂桿上有1 個(gè)180°的半環(huán)槽和1個(gè)與環(huán)槽相通的豎槽，當(dāng)頂桿上下抽拉或旋轉(zhuǎn)時(shí)，定位螺栓的頭部在豎槽或環(huán)槽中，起定位和導(dǎo)向的作用。頂桿下部為有個(gè)斜面的圓錐體，可回收提下鉆過程中溢出的泥漿，同時(shí)也方便插入到鉆桿內(nèi)孔中，起到定心的作用。

抽插式卡口蘑菇頭由機(jī)體、頂桿、定位螺栓和頂帽組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 HCM-60-1 抽插式卡口蘑菇頭Fig.1 HCM-60-1 pull-in type hoisting plug

1.2.2 抽插式卡口蘑菇頭工作原理

1）所有部件以機(jī)體作為安裝支撐點(diǎn)，頂桿通過螺紋與頂帽相連接，頂桿穿在機(jī)體中的內(nèi)孔中，可上下抽拉滑動(dòng)，定位螺栓3 依靠螺紋固定在機(jī)體上，頂桿上有1 個(gè)180°的半環(huán)槽和1個(gè)與環(huán)槽相通的豎槽，當(dāng)頂桿上下抽拉或旋轉(zhuǎn)時(shí)，定位螺栓的頭部在豎槽或環(huán)槽中，起定位和導(dǎo)向的作用。

2）當(dāng)把頂桿抽出處于上部位置時(shí)蘑菇頭切套入鉆桿鎖接手上，之后，將頂桿下降并順機(jī)體旋轉(zhuǎn)180°，頂桿底部進(jìn)入鎖接手絲扣鏜孔內(nèi)并防止蘑菇頭與鉆桿鎖接手脫開。下鉆時(shí)從鉆桿鎖接手上卸下蘑菇頭時(shí)，將頂桿逆機(jī)體旋轉(zhuǎn)180o，把頂桿從鎖接手絲扣鏜孔內(nèi)抽到上部位置，然后將蘑菇頭從鎖接手上卸下。從鉆孔中提出鉆桿時(shí)，蘑菇頭切套在鎖接手上，在蘑菇頭下部掛入提引器并提升鉆桿［7-8］。

3）提鉆時(shí)，鉆工一只手抓住機(jī)體外部，另一只手抓住與頂桿相連的頂帽往上拉，使頂桿的下部進(jìn)入到機(jī)體的內(nèi)部沉孔中，然后推動(dòng)機(jī)體的開口卡在鉆桿鎖接手的切口處，放下頂桿，使其進(jìn)入鉆桿內(nèi)孔中，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂桿到止位，再往下按頂帽進(jìn)行鎖止操作。然后利用提引器卡住蘑菇頭機(jī)體的下部外徑，進(jìn)行提升作業(yè)，此時(shí)蘑菇頭帶著鉆桿一起提出孔口。當(dāng)需要卸下蘑菇頭時(shí)，將頂帽提起，旋轉(zhuǎn)頂帽，帶動(dòng)頂桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，然后拉起頂帽和頂桿，此時(shí)頂桿的下部進(jìn)入機(jī)體的內(nèi)部沉孔中，解鎖成功。把機(jī)體往缺口的反方向推出，此時(shí)機(jī)體下部脫離鉆桿鎖接手的扁平處，蘑菇頭可取下。

4）當(dāng)把鉆桿立根提出孔口放置到立根箱上時(shí)，不需要卸下蘑菇頭，只有把鉆桿立根下入孔內(nèi)時(shí)，才在孔口拆卸蘑菇頭，提鉆時(shí)，每一根鉆桿立根帶一個(gè)蘑菇頭。

1.2.3 抽插式卡口蘑菇頭技術(shù)參數(shù)

抽插式卡口蘑菇頭主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 抽插式卡口蘑菇頭技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameters of pull-in type hoisting plug

1.3 爬桿提引器

1.3.1 爬桿提引器結(jié)構(gòu)

爬桿提引器的主要部件是鎖住吊架的左右吊臂、吊環(huán)、吊梁、關(guān)閉和打開吊架的閉鎖裝置。具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 HBT-60-1 爬桿提引器Fig.2 HBT-60-1 rod climbing elevator

1.3.2 爬桿提引器特點(diǎn)

1）吊環(huán)可在吊梁上平面360°范圍水平旋轉(zhuǎn)；2）左右吊臂上孔可圍繞吊梁的左右圓柱在垂直于吊梁的上平面360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)；3）左右吊臂下部?jī)?nèi)側(cè)有限位塊，可使此吊架圍繞左右吊臂的下孔逆時(shí)針0～10°旋轉(zhuǎn)，順時(shí)針0～45°旋轉(zhuǎn)。

1.3.3 爬桿提引器工作原理及使用

1）把吊環(huán)下部插入吊梁內(nèi)孔中，吊環(huán)下部依次安裝推力球軸承、墊片，用六角螺母和開口銷進(jìn)行鎖緊、定位；吊梁左右兩個(gè)圓柱安裝在左右吊臂的上孔中，并分別用圓螺母止動(dòng)墊圈和圓螺母進(jìn)行固定；左右吊臂的下孔裝入吊架的左右兩個(gè)圓柱上，并分別用圓螺母止動(dòng)墊圈和圓螺母進(jìn)行固定；轉(zhuǎn)軸依靠銷軸固定在吊架的右下孔，轉(zhuǎn)軸上從右向左依次套入輥?zhàn)?、隔套、軸用卡簧、長(zhǎng)隔套、鎖套、鎖緊彈簧，然后用帶槽的圓螺母壓緊鎖緊彈簧到位［8］。

2）把轉(zhuǎn)軸推入到吊架的缺口并自鎖后，吊架中部的U 型孔與套裝在轉(zhuǎn)軸上的輥?zhàn)咏M成一個(gè)封閉式的圓環(huán)，此圓環(huán)直徑比蘑菇頭的外凸臺(tái)直徑要小，可掛住蘑菇頭［9-10］。

3）在鉆孔狀況良好時(shí)，提升鉆桿需拉開提引器鎖套，扳開轉(zhuǎn)軸，將提引器掛在孔口擰管機(jī)上的鉆桿蘑菇頭下部，使鉆桿進(jìn)入吊架缺口內(nèi)，此時(shí)不必扳回轉(zhuǎn)軸，直接操作卷?yè)P(yáng)機(jī)，拉動(dòng)鋼絲繩提升鉆桿，當(dāng)將1 個(gè)立根提出孔口并卸開絲扣后，放置在鉆塔的立根靠架處，下放鋼絲繩，提引器自動(dòng)與鉆桿脫離，提引器下降至孔口，進(jìn)行第2 個(gè)立根的提升作業(yè)。

4）在鉆孔狀況復(fù)雜時(shí)，提升鉆桿需拉開提引器鎖套，扳開轉(zhuǎn)軸，將提引器掛在孔口擰管機(jī)上的鉆桿蘑菇頭下部，使鉆桿進(jìn)入吊架缺口內(nèi)，此時(shí)必須扳回轉(zhuǎn)軸到位，松開鎖套后自鎖，拉動(dòng)鋼絲繩上提鉆桿柱，當(dāng)將1 個(gè)立根提出孔口并卸開絲扣后，將其排放在鉆塔的立根靠架處，下放鋼絲繩，提引器會(huì)順著鉆桿往下滑動(dòng)到井口，形象地稱為“溜桿”。到達(dá)工人可操作的適合高度，然后拉動(dòng)提引器鎖套，扳開轉(zhuǎn)軸，使吊架缺口移出鉆桿，解除鎖緊狀態(tài)；按上述方法進(jìn)行第2 個(gè)鉆桿的提升作業(yè)。

5）在下降鉆桿時(shí)，需拉開提引器鎖套，扳開轉(zhuǎn)軸，將提引器掛在鉆桿立根中的鉆桿下部，使鉆桿進(jìn)入吊架缺口內(nèi)，扳回轉(zhuǎn)軸到位，松開鎖套后自鎖，此時(shí)操作卷?yè)P(yáng)機(jī)，提引器順著鉆桿往上走，由于提引器的吊架缺口處有輥?zhàn)樱藭r(shí)輥?zhàn)釉阢@桿上滾動(dòng)，所以摩擦力較小，提引器沿鉆桿上行（俗稱“爬桿”）；當(dāng)提引器吊架到達(dá)與鉆桿相連的蘑菇頭處時(shí)，蘑菇頭的外凸臺(tái)進(jìn)入到吊架的U 型半沉孔中，此時(shí)提引器帶動(dòng)蘑菇頭提起立根，使鉆具懸空，對(duì)正孔口，然后放下鋼絲繩，鉆桿會(huì)跟隨鋼絲繩的下放而進(jìn)入孔內(nèi)，到達(dá)孔口擰管機(jī)插入墊叉后，使鋼絲繩放松，然后拉動(dòng)提引器鎖套，扳開轉(zhuǎn)軸，使吊架缺口移出鉆桿，解除鎖緊狀態(tài)。按上述方法可進(jìn)行第2 個(gè)鉆桿的下放作業(yè)［11-12］。

1.3.4 爬桿提引器技術(shù)參數(shù)

爬桿提引器主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 爬桿提引器技術(shù)參數(shù)Table 2 Technical parameters of pole-climbing rod elevator

1.4 材料選擇及加工工藝

1.4.1 材料選擇

根據(jù)可地浸砂巖型鈾礦鉆探生產(chǎn)的需求，結(jié)合裝置的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性、耐用適用及使用壽命等因素考慮，優(yōu)選抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置提引器和蘑菇頭的材料。

經(jīng)過論證，提引器和蘑菇頭材料均選用40Cr 優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼制造［13］。

1.4.2 加工工藝

提引器和蘑菇頭核心零件采用鍛造、正火、粗加工、調(diào)質(zhì)、精加工、發(fā)藍(lán)、探傷工藝，保證零件芯部強(qiáng)度，提高使用壽命。

在蘑菇頭、提引器各部件加工中，采用毛坯鍛造以提高材料的抗疲勞強(qiáng)度，采用熱處理工序進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。相比其他材料，40Cr 合金結(jié)構(gòu)鋼在調(diào)質(zhì)淬火中，不易產(chǎn)生裂紋，具有較好的綜合機(jī)械性能，確保蘑菇頭、提引器具有較高的抗疲勞強(qiáng)度和使用壽命［14-15］。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2.1 鉆探設(shè)備及人員配置

1）試驗(yàn)工區(qū)：鄂爾多斯盆地南部可地浸砂巖型鈾礦勘查項(xiàng)目，試驗(yàn)時(shí)間：2020 年8 月至2020年10 月。

2）試驗(yàn)鉆機(jī)及配套設(shè)備：XY-5 鉆機(jī)、18A36T 型鉆塔、NBB260/7 泥漿泵、Ф60 mm 鉆桿（鉆桿立根長(zhǎng)度為14 m）、普通摘掛式提引器裝置、抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置等［16］。

3）機(jī)臺(tái)人員：機(jī)長(zhǎng)1 人、班長(zhǎng)3 人、工人6 人。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)鉆探工作量

為了獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，首先在試驗(yàn)鉆機(jī)使用普通摘掛式提引器裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)，完成了3 個(gè)鉆孔、約計(jì)2 070 m 鉆探工作量的提下鉆時(shí)間測(cè)量。

然后在試驗(yàn)鉆機(jī)使用抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)，完成了6個(gè)鉆孔、約計(jì)3 800 m 鉆探工作量的提下鉆時(shí)間的測(cè)量工作（圖3）。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)操作Fig.3 Field test operation

因?yàn)闀r(shí)間和條件限制，本次未對(duì)普通爬桿斜脫式提引器裝置進(jìn)行提下鉆工序時(shí)間測(cè)量。

2.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果

抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)主要包括提引器裝置應(yīng)用性能（合理性、可行性、安全性、可靠性）檢驗(yàn)和提下鉆作業(yè)時(shí)間測(cè)量。

1）性能檢驗(yàn)

通過在6 個(gè)鉆孔使用抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置升降鉆具的應(yīng)用試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)無(wú)人員上塔作業(yè)，提下鉆作業(yè)流暢，無(wú)提引器閉鎖裝置輥?zhàn)涌ㄋ垃F(xiàn)象，無(wú)因提引器和蘑菇頭脫不開造成的人員上塔作業(yè)，未發(fā)生蘑菇頭與鉆桿脫離事故，提引器、蘑菇頭未發(fā)生損壞、變形。

2）提下鉆作業(yè)時(shí)間測(cè)量

在3 個(gè)鉆孔采用普通摘掛式提引器裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)，其提下鉆時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)見表3。其中，提鉆工序包括：掛提引器、抽墊叉、提立根、墊墊叉、卸鉆桿絲扣、移鉆桿立根、摘提引器（在鉆塔二層工作平臺(tái)上人工進(jìn)行）、下放提引器到孔口；下鉆工序包括：拉起提引器、掛提引器到立根上（在鉆塔二層工作平臺(tái)上人工進(jìn)行）、提起立根、擰鉆桿絲扣、抽墊叉、下放立根、墊墊叉。

表3 摘掛式提引器裝置提下鉆時(shí)間統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of each drilling run by hanging-type rod elevator

在6 個(gè)鉆孔采用抽插式卡口塔上無(wú)人提升裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)，對(duì)提下鉆時(shí)效進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)見表4。其中，提鉆工序包括：安裝蘑菇頭、掛提引器、抽墊叉、提立根、墊墊叉、卸鉆桿絲扣、移鉆桿立根、下放提引器到孔口；下鉆工序包括：掛提引器到立根上、拉提引器并提起立根、擰鉆桿絲扣、抽墊叉、下放立根、墊墊叉、卸蘑菇頭。

表4 抽插式卡口塔上無(wú)人提升裝置提下鉆時(shí)間統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of each drilling run by pole-climbing rod elevator

3 時(shí)效分析與評(píng)價(jià)

3.1 與普通摘掛式提引器裝置對(duì)比分析

1）提下鉆時(shí)效性

從表3、表4 對(duì)比可以看出，在同一工區(qū)、孔深相近的條件下，使用抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)比普通摘掛式提引器裝置，節(jié)省提下鉆時(shí)間，其中單個(gè)立根提鉆快3 s，下鉆快1 s。

2）作業(yè)工序及班組定額

抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置：不需要上塔，每班2 人；普通摘掛式提引器裝置：需要上塔，每班3 人?？诔椴迨侥⒐筋^爬桿提引器裝置：塔上無(wú)人作業(yè)，每班少1 人。

3）勞動(dòng)強(qiáng)度

抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)時(shí)，需要1 人操作鉆機(jī)，只需1 人在孔口進(jìn)行提引器與鉆桿鎖接手的摘取和掛上，即可配合完成提下鉆作業(yè)工序。

普通摘掛式提引器裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)時(shí)，需要1 人操作鉆機(jī)，1 人上塔作業(yè)，并且在鉆塔二層工作平臺(tái)進(jìn)行提引器與鉆桿鎖接手的摘取和掛上，1 人在孔口進(jìn)行提引器與鉆桿鎖接手的摘取和掛上，配合完成提下鉆作業(yè)工序。

普通摘掛式提引器裝置提下鉆作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度要高于抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置。

4）安全風(fēng)險(xiǎn)

普通摘掛式提引器裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)時(shí)需要上塔作業(yè)，一是高空作業(yè)存在墜落風(fēng)險(xiǎn)，二是在鉆塔二層平臺(tái)進(jìn)行提引器與鉆桿鎖接手的摘取和掛上時(shí)，易發(fā)生手指、手臂傷害等事故。

而抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置進(jìn)行提下鉆作業(yè)時(shí)，不存在上述風(fēng)險(xiǎn)。

5）經(jīng)濟(jì)效益

由于班組作業(yè)定額減少，人工成本下降，從而降低鉆探成本，提高鉆探生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益；由于鉆機(jī)塔上無(wú)人作業(yè)，從而降低鉆探風(fēng)險(xiǎn)，取得較大安全效益。

3.2 與普通爬桿斜脫式提引器裝置對(duì)比分析

選取提下鉆時(shí)效性、作業(yè)工序、班組定額、勞動(dòng)強(qiáng)度、安全風(fēng)險(xiǎn)、效益等6 個(gè)指標(biāo)，將抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置與普通爬桿斜脫式提引器裝置進(jìn)行對(duì)比分析（表5）。

表5 抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置與普通爬桿斜脫式提引器裝置對(duì)比分析Table 5 Statistics of each drilling run by hanging-type rod elevator

1）提下鉆時(shí)效性對(duì)比分析

由于普通爬桿斜脫式提引器裝置蘑菇頭和鉆桿是螺紋連接，蘑菇頭需要用手或扳手卸扣，耗時(shí)費(fèi)力；而抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置的蘑菇頭連接是卡口式，蘑菇頭與鉆桿固定是抽插式，操作簡(jiǎn)便、安全可靠；因此抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置的提下鉆作業(yè)時(shí)間遠(yuǎn)低于普通爬桿斜脫式提引器裝置。

2）作業(yè)工序及班組定額

在進(jìn)行提下鉆作業(yè)時(shí)，兩種類型的爬桿斜脫式提引器裝置均不需要上塔作業(yè)，每班需2人作業(yè)。

3）勞動(dòng)強(qiáng)度

普通爬桿斜脫式提引器裝置的蘑菇頭需用手?jǐn)Q或用扳手卸扣；而抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置的蘑菇頭與鉆桿鎖接手是卡口式連接，安裝和拆卸操作簡(jiǎn)便、快捷。

因此，普通爬桿斜脫式提引器裝置勞動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置。

4）安全風(fēng)險(xiǎn)

普通爬桿斜脫式提引器裝置的蘑菇頭與鉆桿柱易發(fā)生脫落造成跑鉆事故；抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置蘑菇頭的抽插式結(jié)構(gòu)，杜絕了蘑菇頭與鉆桿柱的非正常脫落，保證了提下鉆作業(yè)的安全。

5）經(jīng)濟(jì)效益

抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置與普通斜脫式爬桿提引器裝置相比，減少提下鉆作業(yè)時(shí)間，縮短了鉆探周期，操作便捷、省時(shí)省力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了蘑菇頭與鉆桿柱脫落的事故除患，具有較高的安全效益。

3.3 使用壽命分析

由于試驗(yàn)的鉆探工作量有限，抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置的使用壽命暫不能做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，但從已完成的6 個(gè)鉆孔、累計(jì)3 800 m 鉆探工作量試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，提引器、蘑菇頭均無(wú)裂損、無(wú)變形、無(wú)較大磨損，其強(qiáng)度和使用壽命能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值，最終可根據(jù)后續(xù)鉆探提下鉆作業(yè)的使用情況進(jìn)一步評(píng)價(jià)和佐證。

3.4 存在問題

該抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的問題（也是其他爬桿斜脫式提引器裝置存在的問題）：鉆桿立根在提出孔內(nèi)放到地表機(jī)臺(tái)板上時(shí)，由于鉆桿立根提起時(shí)的垂直位置與鉆桿立根下部擺放到立根箱上的垂直位置在空間上存在一定偏差，鉆桿立根在提引器與蘑菇頭脫落后處于不受控狀態(tài)，有些時(shí)候立根上部向后、左后、右后方向傾倒，而不是希望的右前方。

4 結(jié)語(yǔ)與建議

1）抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置實(shí)現(xiàn)了鉆桿柱升降工序的自動(dòng)化，可降低鉆工的勞動(dòng)強(qiáng)度，是提高鉆探生產(chǎn)效率和保障升降鉆桿作業(yè)安全的利器。

2）研制的抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、安全可靠等特點(diǎn)。

3）抽插卡口式蘑菇頭與鉆桿接頭連接采用卡口方式，中心鎖銷防脫落，改變了普通的螺紋連接方式，保證了與鉆桿柱連接的快速、牢靠，消除了普通爬桿斜脫式提引器裝置存在的鉆桿脫落事故隱患，具有巨大的安全效益。

4）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，抽插式卡口蘑菇頭塔上無(wú)人提升裝置，可有效地減少提下鉆作業(yè)時(shí)間，降低鉆工的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)起下鉆具塔上無(wú)人化作業(yè)，值得在其他地區(qū)鈾礦鉆探作業(yè)中推廣應(yīng)用。

5）建議以鉆桿立根上部正確擺放到需要位置為切入點(diǎn)，進(jìn)一步進(jìn)行鉆桿立根上部位置擺放裝置研究，以解決塔上無(wú)人爬桿斜脫式提引器裝置在生產(chǎn)應(yīng)用中鉆桿立根按照需要位置擺放的問題。