DGZ-180多功能钻机的研制

石清荣 高保娟 徐新绿

(河北省地矿局第一地质大队 河北邯郸 056001)

1 概况

DGZ-180多功能钻机是我队应客户要求,为适应复杂地层,一机可实现回转和冲击两种钻进工艺而研发的的工程钻孔设备。客户如果购买两种钻机实现两种工况,不但资金浪费,而且两种钻进工况转换费时费力。经过与客户沟通和探讨,确定一机实现回转和冲击两种钻进工艺方案,增强钻机对复杂地层的适应性。

DGZ-180多功能钻机

2 主要技术参数

(1)最大钻孔直径(m) 1.8

(2)最大钻孔深度(m) 50

(3)转盘

输出扭矩(N·m) 20000

转盘转速(r/min) 正反:14、25、45

(4)卷扬机

主卷扬提升力(kN) 30

副卷扬提升力(kN) 20

(5)冲击卷扬拉力(kN) 80

(6)钻塔

型式 “门”型

垂直高度(m) 9

额定载荷(kN) 240

(7)钻杆

主动钻杆(mm) 178×1788×3750

孔内钻杆(mm) 168×10×3000

(8)钻机动力

回转电动机型号 Y225S-4

功率(kW) 37

转速(r/min) 1470

冲击电动机型号 Y250M-6

功率(kW) 37

转速(r/min) 980

(9)钻机质量(kg) 14800

(10)外形尺寸(m) 8.8×2.2×9.5

(11)运输尺寸(m) 9.75×2.2×2.35

3 结构、性能及工况转换

DGZ-180多功能钻机主机部分包括底座、钻塔、离合器、变速箱、冲击卷扬、主副卷扬机、转盘、电动机、液压站、电控箱等。附属工具包括钻杆、水龙头、游动滑车、上下垫叉、提引器、孔口装置等。钻机动力为冲击和回转分别配备,以满足冲击钻进和回转钻进需要。冲击系统主要由冲击卷扬、地轮、冲击用天车轮组成;回转系统由变速箱、回转卷扬、转盘组成。该钻机成功解决一机实现两种钻进工艺带来的结构布置难题,如塔架冲击轮和回转天车轮的布置问题;冲击卷扬与回转卷扬的布置问题等。该钻机机械传动布局合理,机械液压操纵方便可靠。转盘结构新颖,输出扭矩大,运转平稳,维修方便。钻塔设计新颖,回转轮、冲击轮布置独巨匠心,一机垂直实现回转、冲击两种钻进。液压操纵钻塔起落,方便、安全、迅速、可靠。

该钻机可实现回转与冲击两种工况的相互转换:

(1)回转工况转换为冲击工况

钻机正常配置为回转配置,当钻机由回转钻进转换成冲击钻进时,卸下主动钻杆、水笼头及滑车,松开万向轴及转盘固定螺栓,松开钻塔固定V形块,提起转盘,卸下转盘及连接架(二者整体拆卸);运行起塔油缸,放倒钻塔,卸掉天车回转轮组,起塔、就位,起塔油缸换向阀处于起塔状态,运行起塔油缸,钻塔垂直,用螺栓固定钻塔固定V形块,装上斜撑后,冲击卷扬绳通过地轮、冲击轮与冲出钻头固定,即可进行冲击钻进。

严禁钻塔垂直时装卸掉天车回转轮组。

(2)冲击工况转换为回转工况

当钻机由冲击钻进转换成回转钻进时,松开钻塔固定V形块,打开斜撑,斜撑固定在某位置或有人帮扶斜撑,起塔油缸换向阀处于落塔状态,运行起塔油缸,放倒钻塔,装上天车回转轮组对准中心;起塔油缸换向阀处于起塔状态,运行起塔油缸,钻塔垂直,装上斜撑。装上转盘及连接架(二者整体拆卸),用螺栓固定转盘,连接万向轴,装上滑车、水笼头及主动钻杆,固定钻塔固定V形块,即可进行回转钻进。

4 生产试验情况

2009年12月推出DGZ-180多功能钻机,并进行了厂内生产性试验,各项技术指标均达到设计要求,得到客户认可。

5 结语

DGZ-180多功能钻机是一种技术先进、性能可靠、价格适中的产品,可适应复杂地层工程施工需要,广泛用于桥梁、港口、高层建筑、水坝、矿山、基础工程等大口径灌注桩施工,亦可用于工程钻孔及大口径水井钻凿。其试制成功为广大的施工队伍提供了新的选择,并在未来的岩土施工中发挥重要作用。

1 姚爱国等.岩土工程钻进原理.北京:中国地质大学出版社,2000

2 刘古岷等.桩工机械.北京:机械工业出版社,2001

3 冯德强.钻机设计.北京:中国地质大学出版社,1993

4 王希民等.GCF-20型冲击-回转反循环工程钻机.探矿工程(岩土钻掘工程),2001(5)

5 唐海雄等.钻机基本设计方法与需求分析.机电工程技术,2009(8)