FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机的特点及应用

蔡正水（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽　六安　237010）



FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机的特点及应用

蔡正水（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽六安237010）

深部岩心钻探，不可预见性大，施工困难，孔内情况复杂，施工效率及施工的安全性特别重要。目前地质岩心钻探设备主要是立轴式钻机和液压钻机。本文结合工程实例阐述了FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机的结构特点，及其在深部钻探施工中优越性。

深部钻探；全液压钻机；性能特点

引言

21世纪以来，随着深部岩心钻探需求量的增大，我国加快了钻机的研制步伐，除了较大型立轴式钻机外，还研制了多种钻探自动化、智能化程度较高的全液压动力头、液压顶驱、电动顶驱等新型钻机。

FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机由安徽省地矿局313地质队与中国地质装备总公司共同研制。该钻机集国内外全液压动力头钻机及立轴式钻机的优点于一体，钻机采取分体塔式结构设计，改变了车载、桅杆式结构在深部钻探中存在的弊端，适应于山区、丘陵、道路较差的地区施工；钻机采用无级变速，调速范围宽，操作方便；钻机采用长行程（4.8m）设计，减少了辅助时间；钻机动力头卡盘采取卡瓦夹持和顶驱式两用结构，避免单一结构存在的浅部与深部钻进钻具加压和悬吊卡盘的卡持能力问题；钻机操作系统实现了工作参数数字化、塔上塔下操作可视化及钻探现场网络远程监控，便于现场安全操作和管理者远程决策指挥；钻机自动化程度高，操作安全，作业环境好、劳动强度低。

1　钻机主要结构

FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机由主机、动力站、钻塔、泥浆泵四大独立部件组成。钻机外形及结构布置如图1所示。

图1　钻机外形及结构布置

1.1主机

钻机主机由夹持器、动力头、卡盘、动力头拖板、桅杆、桅杆上段、桅杆支架、底滑架、底架总成、主卷扬、液压系统、操作台等部件组成。主机部分示意图如图2所示。

1.2动力站

动力站结构如图3，其功能是为主机提供液压动力源，它与主机之间用快换接头连接。动力站主要由动力站机架1、电控柜2、油温散热器3、油泵电机组4、油箱5、主泵6、联轴器7、主电机8组成。

1.3操作台及现场工作室

图2　FYD-2200型钻机主机部分示意图

图3　动力站实物图

钻机操作系统实现了转速、压力、扭矩、泵压、流量等参数数字化显示，同时实现了塔上操作和现场工作状态视频化，现场配备了远程网络传输系统。操作台及现场工作室如图4所示。

图4　操作台及现场工作室

1.4钻塔

采用SG-24A四角钻塔，承载力55t。

1.5泥浆泵

泥浆泵配置BW300/12型，实行分体电动机驱动。

1.6绳索取心绞车

绳索取心绞车实行分体电动机驱动，打捞能力——孔深3000m。

1.7钻杆拧卸系统

配置中国地质装备总公司研制的SQ114/8型液压动力钳。

2　钻机主要技术参数

FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机主要技术参数见表1所示。

3　钻机应用实例及其特点

FYD-2200型分体塔式全液压动力头钻机曾在安徽霍邱周集深部找矿ZK1725孔使用，完成了孔深2706.68m、终孔口径φ77mm的钻孔。另外，在江西赣州于都南岭科学钻探NLSD-1孔施工，完成了孔深2967.83m、终孔口径φ97mm的钻孔。在浙江临安页岩气勘查参数井LC02井施工中，完成了孔深896.53m、终孔口径φ165mm的钻孔施工。现该型钻机即将应用于甘肃某金矿勘探中。经使用表明：该钻机具有以下性能特点：

表1　FYD-2200型全液压动力头钻机主要技术参数表

（1）钻机结构采用分体模块设计，布局合理。整套钻机分为主机、动力站、钻塔、泥浆泵四大独立部件，便于拆装搬迁运输。

（2）采用重型24m四角管子钻塔，可提升18m立根，与桅杆式钻塔只能提9m、6m立根相比，起下钻时间节约1～2倍。

（3）钻机给进行程长达4.8m，适用于长度4.5m绳索取心钻杆和普通钻杆使用，可节约回次钻进时间。与立轴式钻机相比，钻进同样回次长度，倒杆时间节约5～7倍。

（4）钻机动力头可纵向、横向移开孔口，孔口位置比较宽阔，方便提下钻和取心操作。

（5）动力头回转调速范围宽泛，机械换档和液压调速结合，可实现0～1200rpm的无级变速以及动力头转速的精确控制。

（6）动力头夹持系统实现卡盘和顶驱两用式，解决了浅孔钻进加压和深孔钻进减压钻进时卡盘夹持力不足而打滑的问题。

（7）钻机滑道上部可增加桅杆，实现有塔无塔两用，直斜孔两用。

（8）在操作台上实现了主要钻进参数自动采集与显示，塔上塔下关键操作部位的视频图像显示，使作业班长对整个机台的运行状况一目了然，增强了机台操作的安全性。同时实现远程网络输送，便于管理者远程决策和指挥。

（9）配置液压动力钳拧卸钻杆，减轻了工人的劳动强度，减少了钻杆的损坏，节约提下钻时间约1/3。

（10）钻机、水泵、绳索取心绞车等设备实行与动力站分离单独驱动方式，可节约深孔钻探的能源消耗20%以上。

（11）操作方便安全，易于司钻控制，复杂地层钻进孔内事故率低。

（12）钻机机械故障少，方便现场使用和维护。

4　结束语

通过三个不同类型钻孔6000多米进尺，在不同施工条件，不同施工目的及不同技术要求的情况下，验证了该型钻机的优越性能和宽泛的适应性。该钻机操作门槛低，安全可靠，易学易用。现场施工人员只要做到以下几点，施工现场即便没有专业维修技术人员指导也可以放心使用。

（1）使用优质、足量的液压油，建议使用LH-46号抗磨液压油；

（2）注重钻机的保养与日常维护，定期更换合格的滤清器，保持油品的洁净；

（3）及时消除跑冒滴漏现象，使用合格的液压元件；

（4）严格控制油温在40℃左右；孔深、负荷大、环境温度过高时增加一套散热系统或使用600m2以上的散热器即可有效控制油温；

（5）司钻及现场技术人员应对设备的基本结构有一定的了解，能够排除常见故障，有一定的液压元件购买信息，与原厂技术维修人员保持联系并经常沟通。

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［3］朱恒银，等.深部矿体勘探钻探技术方法研究综述［J］.安徽地质，2012（10）：119～123.

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2016-3-8

P634.3+1

A

2095-2066（2016）11-0023-02