XZ5000型水平定向钻机

赵国臣，保红兵，刘 阳，李根营，张 力，宋 雨，丁 盛

（徐州徐工基础工程机械有限公司，江苏 徐州 221004）

1 前 言

XZ5000水平定向钻机是目前国内生产的智能化程度最高的特大吨位水平定向钻机，其设计及制造在国内处于技术领先水平，适应于我国绝大部分地区各种地质条件的非开挖工程施工，适用于特大直径、超长距离的管道穿越，主要用于能源输送主干线中穿越铁路、公路、河流等大型施工工程。

国外生产水平定向钻机的主要制造商有美国VERMEAR公司、AUGERS公司，德国的PRIME公司，瑞士的TT公司等；国内水平定向钻机制造商有徐工基础北京土行孙、深圳钻通、上海谷登等。

2 主要技术参数

XZ5000水平定向钻机的主要参数如下。

发动机功率（kW） 132（主机） 788（动力站）

最大推拉力（kN） 5000

最大推拉速度（m/min） 28

最大扭矩（Nm） 160000

最大旋转速度（r/min） 90

主机重量（t） 55

外形尺寸（L×W×H）（m） 18×3.3×3.6

行走速度(km/h) 0.9

3 技术特点

XZ5000水平定向钻机是目前国内技术水平最先进的定向钻机，其性能参数超越了进口钻机，现将该产品的技术特点详述如下。

1）双动力系统 采用进口原装大功率电喷双动力系统，并配备了为徐工水平定向钻机专有施工工况而开发的发动机极限功率控制系统，任一发动机，均可以完成钻机的全部动作，施工安全性好。

2）高压大流量多泵合、分流控制技术 根据施工工况的不同，可将发动机的输出功率进行不同比例的分配，实现钻机旋转及推拉两种主动作的功率分配合理，发动机的功率利用更高、更有效，钻机的施工效率高，可有效降低机器的燃油消耗，并节省施工时间。

3）动力头全程位置检测技术 可以随时监测动力头所在位置，为装卸钻杆提供了准确定位，为我国非开挖钻机事业自动化水平及安全保护奠定了理论及技术基础。

4）数字式压力调整技术 传统的钻机压力均采用模拟调压技术，存在着压力不能预先设定，设定的数值不能显示，压力设定操作复杂，设定的压力影响发动机转速等问题。采用数字式压力调整技术的钻机，不仅操作简单、方便，还可以预设压力值，避免其它因素的影响。

5）整体浮动式芯轴技术 动力头主轴是水平定向钻机的动力输出件，钻机的钻进、回拖和泥浆的输送等功能都依靠它实现，整体式芯轴耐磨性能好、承载能力高，产品可靠性高采用此技术可提高动力头的性能与可靠性，从而提高水平定向钻机的整机质量及可靠性。

6）主油路全部采用节能的闭式液压系统 为保证液压系统的清洁度，专门在闭式系统的泵、马达之间，安装了大流量的高压过滤器，保证贵重元器件的长久使用。

7）三径向油缸夹紧技术 传统的虎钳，在外载荷较大时，已经不能适应用户的使用，经常出现卸不开钻杆的情况，这是由于油缸的夹紧力有限，且受油缸的数量及结构尺寸的限制，钻杆夹紧力受到限制，为了虎钳工作的可靠，需要增加夹紧力，从而保证卸杆的可靠。

8）温控散热技术 在寒冷地区及机器刚启动时，并不对液压系统进行散热，只有到工作用液压油达到一定的温度时，才开启液压油散热风扇，对系统进行散热，可使系统始终工作在效率最高点。

9）液压油泄漏保护功能 当液压系统泄漏时，系统监测液压油的状况并会及时停机，防止液压系统的损伤。

10）双油缸推拉钻架滑移技术 传统的超大吨位钻机的角度调节，使用动力头推拉钻架滑移，操作危险性大，且使用故障点多，操作复杂、危险性大，调节过程中需要多人才能完成。使用双油缸推拉钻架滑移，只需要一人，就可以简单、安全地完成操作，该技术是为适应施工者调节钻机的工作角度而开发的功能。

4 施工案例

XZ5000水平定向钻机先后成功参与完成多项工程建设：吉林省长春市城市输油管道铺设工程，穿越长度1250m，管线直径为1016mm；辽宁省盘锦市跨辽河天然气管道铺设工程，穿越长度2300m，管线直径为610mm；马来西亚跨海电缆铺设工程，穿越长度1600m，管线直径为610mm等等。

在施工过程中XZ5000水平定向钻机采用钻杆柔性夹持、弧形可转虎牙技术，卸扣扭矩大，施工可靠性更高；采用多PLC及全电控控制技术，整机操作简单，自动化程度高；采用自动定旋转速度钻进、自动定扭矩钻进、自动定推拉速度钻进、自动定推拉力钻进及多种模式混合控制的自动钻进技术，率先解决了长期以来制约国内水平定向钻机发展的技术瓶颈，为国产定向钻机的技术提升奠定了理论及制造基础。

XZ5000水平定向钻机已被客户充分认可，缩小了我国与国际先进非开挖设备制造上的差距，加快了我国非开挖机械技术的发展。