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1、中 裝,2200m全液壓巖心鉆機方案,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,2,一、深孔取心鉆進(jìn)對鉆機的要求,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),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,3,1、升降系統(tǒng),1、大鉤能力不小于240kN 2、立根長度18m 3、提升功率回轉(zhuǎn)功率 4、功率特性軟,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,4,2、回轉(zhuǎn)系統(tǒng),1、最高轉(zhuǎn)速不低于1000r/min 2、輸出功率50-80kw 3、最低轉(zhuǎn)速150r/min左右 （滿功率輸出） 4、扭矩特性硬,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,5,3、給進(jìn)系統(tǒng),1、起拔能力200kN 2、給

2、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,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,6,4、卡夾系統(tǒng),1、卡夾能力200kN 2、卡盤型式常閉式 3、夾持器常開式,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,7,二、國內(nèi)現(xiàn)有深孔巖心鉆機,目前國內(nèi)深孔鉆機都是立軸式，有以下幾種機型： 1、HXY-8（8B）（黃海） 2、XY-3000（天明） 3、HXY-6B（黃海） 4、XY-6B（張?zhí)剑?2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,8,1、HXY-8（8B）,結(jié)構(gòu)特點： 立軸+轉(zhuǎn)盤 卷揚機橫置 其中： HXY-8B帶轉(zhuǎn)盤 HXY-8不帶轉(zhuǎn)盤,2020/9/6,2000

3、m巖心鉆機方案,9,HXY-8(8B)主要技術(shù)參數(shù),立 軸 轉(zhuǎn)速范圍 79、136、212、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 118mm,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,10,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 395mm 卷揚機 單繩一層提升力 125KN 鋼絲繩直徑 21.5mm 卷筒容繩量 120m,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,11,HXY-8

4、(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 鉆機動力 電機 90KW 柴油機 134KW 外形尺寸 390516922603 鉆機重量 4850kg,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,12,2、XY-3000,結(jié)構(gòu)特點： 立軸式 卷揚機橫置,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,13,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 118mm 卷揚機單繩一層提升力 80KN 動力機 電機75kw 柴油機 112kw 重量 6600kg,20

5、20/9/6,2000m巖心鉆機方案,14,3、HXY-6B,結(jié)構(gòu)型式： 傳統(tǒng)立軸式,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,15,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 118mm 立軸最大起重力 200kN 立軸最大加壓力 150kN 卷揚機最大提升力 85kN 動力 電動機75kW 柴油機85kW 重量（不含動力） 3800kg,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,16,4、XY-6B,結(jié)構(gòu)型式： 傳統(tǒng)立軸式,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,17,XY-6B主要技術(shù)參數(shù),立軸通徑 96 mm 立軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)：80-1000 反轉(zhuǎn)

6、：62、170 起拔/給進(jìn)力 200/150kN 給進(jìn)行程 600mm 卷揚單繩提升力 60kN 動力 電動 55kW 柴油 100HP 主機重量 3800kg （不含動力） 外型尺寸 3450 x1500 x2250mm,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,18,三、國外深孔巖心鉆機,國外深孔巖心鉆機都采用全液壓驅(qū)動，如以下幾種機型： 長年LF230 澳大利亞 UDR1200HC 阿特拉斯 CS4002,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,19,長年LF230,鉆深m BQ3050NQ 2350 HQ1585PQ 1045 主卷揚提升力 kg 18144 繩索卷揚容繩量 m 20

7、00 給進(jìn)行程 m 3.35 推進(jìn)力 kg11788 起拔力 kg22330 鉆探角度 90-45 發(fā)動機功率 kw194 動力頭四檔 轉(zhuǎn)速 rpm 144-1250 扭矩 Nm 5322-610 卡盤通徑 mm122.24,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,20,UDR1200HC,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,21,1200HC主要技術(shù)參數(shù),鉆深能力m 繩索取心鉆進(jìn) NQ 2500 HQ1585 PQ 1045 反循環(huán)鉆進(jìn) 4-1/2鉆桿550 3-1/2鉆桿1000 主卷揚提升力 kN 216 繩索卷揚容繩量 m 2400 給進(jìn)行程 m9 ?,推進(jìn)力 kN113 起拔

8、力 kN226 鉆探角度 90-45 發(fā)動機功率 kw 235 動力頭兩檔 轉(zhuǎn)速 r/min 0-73-198-550-1500 扭矩 Nm 14324-923 卡盤通徑 mm 122.24 泥漿泵 FMC 246L/min 12.4MPa,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,22,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,23,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,24,CS4002,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,25,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 196 kW 康明斯柴油發(fā)動機 給進(jìn)行程 3.35 米 鉆桿處理能力 滑橇式 9

9、米 車載式 6米 或 9米 主卷揚單繩拉力 178kN 鉆進(jìn)角度范圍： 45 - 90 度,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,26,四、立軸鉆機的適用性分析,1、升降能力 采用有塔方案，能拉較長立根，提大鉆效率高，6型以上立軸鉆機能滿足要求。 2、回轉(zhuǎn)能力 轉(zhuǎn)速基本都能滿足；電機功率75kw即可滿足使用要求；繩索取心鉆進(jìn)時的扭矩不易控制。須引起重視增加限扭裝置？ 扭矩顯示？ 3、立軸起拔能力 6型以上立軸鉆機基本滿足要求。 4、卡盤夾持能力 6型鉆機實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。,2020/9/6,2000m巖心鉆機

10、方案,27,五、國外全液壓鉆機適用性分析,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。,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,28,六、全液壓深孔有塔鉆機方案,根據(jù)深孔巖心鉆探的特點，結(jié)合全液壓驅(qū)動鉆機良好的工藝適應(yīng)性，提出以下全液壓深孔有塔鉆機方案，請大家討論。,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,29,機械立軸式巖心鉆機優(yōu)缺點,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,30,全

11、液壓動力頭式巖心鉆機優(yōu)缺點,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,31,兩種機型的共性分析,我們還應(yīng)該注意到機械傳動立軸式巖心鉆機和全液壓動力頭式巖心鉆機有很多共性的東西，或者說全液壓動力頭式巖心鉆機在開發(fā)過程中繼承了的許多機械傳動立軸式巖心鉆機的成熟結(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)機構(gòu)、常閉式液壓卡盤，采用卷揚機滑輪裝置作為鉆機的主升降系統(tǒng)；從模塊來說，甚至采用完全相同的部件（如卡盤）。,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,32,方案的主要技術(shù)參數(shù),1、鉆深能力(m) BQ3000 NQ2200 HQ1500 PQ900,2020/9/6,2000m巖

12、心鉆機方案,33,2、動力機(kw/rpm),兩種驅(qū)動方案 電動機132/1480 柴油機194/2200(含泥漿泵驅(qū)動),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,34,3、鉆塔,24米加重管子鉆塔 立根長度(m)18 額定負(fù)荷(kN)400,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,35,4、主提升系統(tǒng),主卷揚單繩提升力(kN)150/90 主卷揚最大繩速(m/s)120 大鉤負(fù)荷(kN)300/180(2倍率),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,36,5、動力頭,兩個機械檔（速比5.1:1；1.56:1） 主軸通徑(mm)117 轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩(Nm) 0-1856020

13、 185-3706020-3010 370-6002000 600-12002000-1000,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,37,6、給進(jìn)系統(tǒng),油缸鏈條倍速機構(gòu) 給進(jìn)行程(mm)4800 額定提升力(kN)220 額定給進(jìn)力(kN)100,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,38,7、繩索卷揚,最大提升力(kN)16 提升速度(m/min)150-400 容繩量(m)5-2360,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,39,8、液壓系統(tǒng),柴油機驅(qū)動時： 最大流量(l/min)最高壓力(MPa) 一泵28630 二泵9925 三泵6114,電動機驅(qū)動時： 最大流量(l/m

14、in)最高壓力(MPa) 一泵(雙聯(lián))210232 二泵3930,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,40,9、泥漿泵,型號BW320A 最高壓力 (MPa)12 最大流量 (l/min)320,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,41,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，降低勞動強度 3、卡、夾、擰卸、擺放機械化程度高 4、長行程給進(jìn)提高深孔鉆探工藝的適應(yīng)性 5、主機、動力站、泥漿泵分體設(shè)計便于鉆機搬遷 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、造價較低，性能價格比高,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,42,總體布局,202

15、0/9/6,2000m巖心鉆機方案,43,平面布置,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,44,正面布局,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,45,側(cè)面布局,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,46,主要部件結(jié)構(gòu),1、動力頭 2、卡盤 3、夾持器 4、卷揚機 5、動力站 6、繩索卷揚 7、泥漿泵,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,47,動力頭內(nèi)部結(jié)構(gòu),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,48,動力頭外觀,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,49,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,50,動力頭結(jié)構(gòu),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,51,卡盤結(jié)

16、構(gòu),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,52,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,53,夾持器,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,54,夾持器樣機,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,55,主卷揚,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,56,主卷揚方案2,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,57,主卷揚減速機結(jié)構(gòu),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,58,動力站(電動機方案),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,59,動力站(柴油機方案),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,60,繩索卷揚,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,61,泥

17、漿泵,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,62,BW320A泥漿泵,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,63,液壓系統(tǒng)設(shè)計思路,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,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,64,兩種控制方案探討,一、力士樂負(fù)載敏感系統(tǒng)（LS和LUDV） 二、日韓挖掘機負(fù)流量控制系統(tǒng),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,65,LRDS液壓泵,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,66,液壓泵特性曲線,2020/9/6,2000m

18、巖心鉆機方案,67,LS原理,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,68,LUDV原理,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,69,液壓馬達(dá)HA控制,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,70,HA2控制,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,71,LS方案,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,72,負(fù)流量控制變量泵系統(tǒng),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、韓國和我國的獨資合資生產(chǎn)廠生產(chǎn)的挖掘機廣泛采用這種系統(tǒng)。,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,73,負(fù)流量方案,2020/9/

19、6,2000m巖心鉆機方案,74,謝 謝,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,75,項目的研發(fā)基礎(chǔ),1、FDP-30(36)非開挖鉆機 2、GZX-12旋挖鉆機 3、HCD-5U全液壓巖心鉆機 4、HCD-6U全液壓巖心鉆機,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,76,1、FDP-30(36)非開挖鉆機,主要繼承點： 負(fù)載敏感系統(tǒng)的成功應(yīng)用 大噸位油缸鏈條倍速機構(gòu),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,77,2、GZX-12旋挖鉆機,主要繼承點： 改造挖掘機液壓系統(tǒng)，使之適用于鉆掘機械 大噸位卷揚機及其控制,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,78,3、HCD-5全液壓巖心

20、鉆機,主要繼承點： 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 ,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,79,HCD-5主要技術(shù)參數(shù),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,80,HCD-5平面布置,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,81,HCD-5運輸狀態(tài),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,82,HCD5后視圖,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,83,HCD-5U型鉆機,行走狀態(tài),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,84,HCD-5U型鉆機,現(xiàn)場施工,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,85,4、HCD-6U全液壓巖心鉆機,大部分部件、元件可以通用和互換,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,86,HCD-6U主要技術(shù)參數(shù),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,87,HCD-6U平面布置,2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,88,HCD-6U運輸狀態(tài),2020/9/6,2000m巖心鉆機方案,89,謝 謝,