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1、会计学1我国地质岩心钻机我国地质岩心钻机(zunj)发展方向分析发展方向分析第一页，共67页。目前以及在可以预见到的将来，在地质钻探施工中得到应用(yngyng)的岩心钻机主要有两种，一种是立轴式钻机，另一种是全液压动力头钻机。目前在我国占主导地位的是立轴式钻机。动力头进入市场不久，但已显示出蓬勃发展的势头。我们面临的问题是：我国的地质岩心钻机应该朝什么方向发展？第1页/共67页第二页，共67页。地质岩心钻机(zunj)的世界发展趋势20世纪二十年代，出现了螺旋给进钻机。20世纪三四十年代，液压式立轴钻机进入地质钻探市场。除了液压式立轴钻机之外，曾经还有手把式钻机和转盘钻机。这些钻机由于(yu
2、y)在技术性能和对钻进工艺的适应性方面不如立轴钻机，而逐渐被淘汰。在全液压动力头钻机问世之前，液压式立轴钻机是地质钻机市场的主角。第2页/共67页第三页，共67页。自自20世纪六七十年代起，随着液压技术世纪六七十年代起，随着液压技术的发展和液压元件质量的提高，出现了液压的发展和液压元件质量的提高，出现了液压驱动和控制的顶驱式动力驱动和控制的顶驱式动力(dngl)头钻机，头钻机，瑞典阿特拉斯公司率先推出了泰美克系列钻瑞典阿特拉斯公司率先推出了泰美克系列钻机，宣告岩心钻机新时代的到来。全液压动机，宣告岩心钻机新时代的到来。全液压动力力(dngl)头钻机以其所具有的一些独特优头钻机以其所具有的一些独
3、特优点，自问世以来很快得到地质钻机市场的青点，自问世以来很快得到地质钻机市场的青睐，明显地撼动了液压立轴式钻机的王者宝睐，明显地撼动了液压立轴式钻机的王者宝座。座。第3页/共67页第四页，共67页。从钻探工作的大市场来看，顶驱式动力头钻从钻探工作的大市场来看，顶驱式动力头钻机的产量和市场占有率呈明显增长的趋势仍在继机的产量和市场占有率呈明显增长的趋势仍在继续，可以说它将主宰地质钻机制造业的未来续，可以说它将主宰地质钻机制造业的未来;但另但另一方面又必须看到，在固体矿产钻探这一重要领一方面又必须看到，在固体矿产钻探这一重要领域，不仅目前市场占有的主要机型仍为立轴式钻域，不仅目前市场占有的主要机型
4、仍为立轴式钻机，而且从西方一些公司生产的不同类型钻机更机，而且从西方一些公司生产的不同类型钻机更新年限的统计资料看，国外学者新年限的统计资料看，国外学者(xuzh)认为立认为立轴式钻机在该领域内的有效使用至少仍要保持轴式钻机在该领域内的有效使用至少仍要保持15一一20年。年。（宋翔雁：浅析地质岩心钻机发展趋势，（宋翔雁：浅析地质岩心钻机发展趋势，1992）第4页/共67页第五页，共67页。目前在发达国家立轴目前在发达国家立轴(lzhu)式岩心钻机已经被全液压动力头式岩心钻机已经被全液压动力头钻机所取代，各大钻机公司的各钻机所取代，各大钻机公司的各种宣传媒介上已经基本上看不见种宣传媒介上已经基本
5、上看不见立轴立轴(lzhu)式岩心钻机的踪影。式岩心钻机的踪影。第5页/共67页第六页，共67页。Atlas Copco Atlas Copco Christensen CS1000 P6LChristensen CS1000 P6L钻进深度：钻进深度：钻进深度：钻进深度：B B 规格钻杆规格钻杆规格钻杆规格钻杆(zun(zun n)n)1370 m1370 mN N 规格钻杆规格钻杆规格钻杆规格钻杆(zun(zun n)1070 m n)1070 m H H 规格钻杆规格钻杆规格钻杆规格钻杆(zun(zun n)730 m n)730 m P P 规格钻杆规格钻杆规格钻杆规格钻杆(zun(z
6、un n)n)400 m400 m功率功率功率功率:131 KW :131 KW 阿特拉斯阿特拉斯(t l s)第6页/共67页第七页，共67页。澳大利澳大利UDRKL100型钻机型钻机(zunj)类型类型类型类型:直升机直升机直升机直升机,多功能多功能多功能多功能钻深钻深钻深钻深:HQHQ225 m225 mNQNQ350 m350 mBQBQ 475 m475 mRCRC 60 m x 76 mm60 m x 76 mm钻杆钻杆钻杆钻杆 运载方式运载方式运载方式运载方式:车式，履带式，滑撬式车式，履带式，滑撬式车式，履带式，滑撬式车式，履带式，滑撬式重量重量重量重量:2250 kg2250
7、 kg特征特征特征特征:KL100:KL100型钻机是一种滑撬安装式，直型钻机是一种滑撬安装式，直型钻机是一种滑撬安装式，直型钻机是一种滑撬安装式，直升机运动移动的取芯升机运动移动的取芯升机运动移动的取芯升机运动移动的取芯/回转回转回转回转(huzhu(huzhu n)n)钻机，模块拆卸后可以由直升机直接运钻机，模块拆卸后可以由直升机直接运钻机，模块拆卸后可以由直升机直接运钻机，模块拆卸后可以由直升机直接运输。这种紧凑型设计适于在不易接近地输。这种紧凑型设计适于在不易接近地输。这种紧凑型设计适于在不易接近地输。这种紧凑型设计适于在不易接近地区的钻探作业。区的钻探作业。区的钻探作业。区的钻探作业
8、。第7页/共67页第八页，共67页。UDR 300D型钻机型钻机(zunj)类型类型类型类型:深孔金刚石取芯钻机深孔金刚石取芯钻机深孔金刚石取芯钻机深孔金刚石取芯钻机钻深钻深钻深钻深:PQPQ 1153 m1153 mHQHQ 1582 m1582 mNQNQ 2325 m2325 mBQBQ 3023 m3023 m运载方式运载方式运载方式运载方式:车式车式车式车式,履带式，滑撬式履带式，滑撬式履带式，滑撬式履带式，滑撬式重量重量重量重量:4000kg:4000kg特征特征特征特征:UDR300D:UDR300D型钻机是型钻机是型钻机是型钻机是UDRUDR系列取系列取系列取系列取芯钻机的最新
9、成员。这是一种动力芯钻机的最新成员。这是一种动力芯钻机的最新成员。这是一种动力芯钻机的最新成员。这是一种动力强大、设计紧凑的深孔钻机。强大、设计紧凑的深孔钻机。强大、设计紧凑的深孔钻机。强大、设计紧凑的深孔钻机。这种钻机配有钻杆自动处理器，无需这种钻机配有钻杆自动处理器，无需这种钻机配有钻杆自动处理器，无需这种钻机配有钻杆自动处理器，无需人工人工人工人工(rngng)(rngng)搬运钻杆，提高了搬运钻杆，提高了搬运钻杆，提高了搬运钻杆，提高了生产率，改善了安全状况。生产率，改善了安全状况。生产率，改善了安全状况。生产率，改善了安全状况。第8页/共67页第九页，共67页。长年长年(chngni
10、n)LF90钻机钻机钻深钻深钻深钻深mmBQ(55.6)BQ(55.6)11601160NQ(69.9)NQ(69.9)940940HQ(88.9)HQ(88.9)640640PQ(114.3)PQ(114.3)420420主卷扬主卷扬主卷扬主卷扬提升力提升力提升力提升力 kg kg72587258提升速度提升速度提升速度提升速度 m/min m/min5353容绳量容绳量容绳量容绳量 mm/m mm/m 2323绳索卷扬能力绳索卷扬能力绳索卷扬能力绳索卷扬能力 kg kg 993993速度速度速度速度 m/min m/min433433容绳量容绳量容绳量容绳量 mm/m mm/m 18901
11、890给进行程给进行程给进行程给进行程 m m 18301830推进力推进力推进力推进力 kg kg55855585起拔力起拔力起拔力起拔力 kg kg78607860钻探角度钻探角度钻探角度钻探角度 90-3090-30发动机功率发动机功率发动机功率发动机功率 kw kw149149动力头四档动力头四档动力头四档动力头四档转速转速转速转速 rpm rpm 122-1250122-1250扭矩扭矩扭矩扭矩 Nm Nm 5322-5195322-519卡盘通孔直径卡盘通孔直径卡盘通孔直径卡盘通孔直径 mm mm127127公路公路公路公路(gngl)(gngl)配置重量配置重量配置重量配置重量
12、kg kg56565656最大部件重量最大部件重量最大部件重量最大部件重量 kg 917 kg 917发动机部件发动机部件发动机部件发动机部件第9页/共67页第十页，共67页。HYDRACORE 4000HYDRACORE 4000钻机动力钻机动力钻机动力钻机动力(dngl)(dngl)200200马力马力马力马力钻进深度钻进深度钻进深度钻进深度 m m：BQBQ15241524NQNQ10671067HQHQ457457PQPQ457457加拿大加拿大HYDRACORE钻机钻机(zunj)第10页/共67页第十一页，共67页。钻机型号钻机型号购置年代购置年代 XYXY-4-4LongLong
13、yer2yer28 8LF-LF-7070CS10CS1000P600P6L LCS10CS1000P600P6LF-LF-9090B-B-30H30HCS14CS14LM-LM-7575钻钻 探探工作量（工作量（m m）19981998年以前年以前1 11500150019981998年年 1 11 13000300020022002年年 5000500020032003年年 1 1170001700020042004年年 1 12 2360003600020052005年年 3 31 1400004000020062006年年 1 11 16000060000合计合计1313台套台套（张林
14、霞：国内地质钻探市场和地质钻探技术应用现状（张林霞：国内地质钻探市场和地质钻探技术应用现状(xinzhung)研究）研究）华锋钻探公司设备引进及年钻探工作量增加华锋钻探公司设备引进及年钻探工作量增加(zngji)对比对比第11页/共67页第十二页，共67页。问题：问题：-为什么在发达国家为什么在发达国家(f d u ji)立轴式钻立轴式钻机被全液压动力头钻机所机被全液压动力头钻机所取代？取代？-为什么华锋这样的专为什么华锋这样的专业钻探公司要用动力头钻业钻探公司要用动力头钻机，而不用立轴式钻机？机，而不用立轴式钻机？第12页/共67页第十三页，共67页。我国地质岩心钻机的发展(fzhn)历史
15、上世纪六十年代研制成功立轴式岩心钻机。上世纪70年代-90年代研制过全液压动力头钻机，并做出了样机。由于当时我国的液压技术水平低，钻机性能不佳，加之维修(wixi)水平低和钻机成本高，没能进一步推广。第13页/共67页第十四页，共67页。本世纪开始以来，开展了新一轮全液压动力本世纪开始以来，开展了新一轮全液压动力头钻机研制攻关。头钻机研制攻关。2006年，在国家科技攻关项目年，在国家科技攻关项目和地质大调查项目的联合支持下，勘探技术研究和地质大调查项目的联合支持下，勘探技术研究所与天和众邦勘探技术有限公司率先在国内推出所与天和众邦勘探技术有限公司率先在国内推出具有实用水平的具有实用水平的YDX
16、-3型型1000m全液压动力头钻全液压动力头钻机。钻机一经问世，在市场上受到了广泛的关注机。钻机一经问世，在市场上受到了广泛的关注和欢迎和欢迎(hunyng)，至今销售情况良好，还出口，至今销售情况良好，还出口到澳大利亚、俄罗斯和伊朗等国家。到澳大利亚、俄罗斯和伊朗等国家。第14页/共67页第十五页，共67页。山东探矿机械厂、连云港黄海探矿机械山东探矿机械厂、连云港黄海探矿机械厂、张家口探矿机械厂、衡阳探矿机械厂等厂、张家口探矿机械厂、衡阳探矿机械厂等也纷纷推出了全液压动力头钻机也纷纷推出了全液压动力头钻机(zunj)产产品，还有许多单位正在研制具有不同钻深能品，还有许多单位正在研制具有不同钻
17、深能力的全液压动力头钻机力的全液压动力头钻机(zunj)。我国多家单位已经完成我国多家单位已经完成2000m以内全液以内全液压动力头钻机压动力头钻机(zunj)系列的研发。系列的研发。第15页/共67页第十六页，共67页。YDX-3型型全液压动全液压动力头钻机力头钻机(zunj)（勘探技术(jsh)研究所提供）第16页/共67页第十七页，共67页。中装集团中装集团 XD-5型全液压动力型全液压动力(dngl)头岩心钻机头岩心钻机第17页/共67页第十八页，共67页。连云港黄海连云港黄海(hun hi)机械厂机械厂 XYDX-5和和XYDX-6型型钻机钻机第18页/共67页第十九页，共67页。山
18、东省地质探矿机械厂山东省地质探矿机械厂XDL-5A型履带式型履带式全液压动力头岩心全液压动力头岩心(ynxn)钻机钻机第19页/共67页第二十页，共67页。问题：问题：从长远来看，我国到底从长远来看，我国到底应该是发展立轴式钻机应该是发展立轴式钻机(zunj)，还是全液压动，还是全液压动力头钻机力头钻机(zunj)？第20页/共67页第二十一页，共67页。为了回答我国地质岩心发展方向问题，为了回答我国地质岩心发展方向问题，有必要对两种类型的钻机进行全面的对比有必要对两种类型的钻机进行全面的对比(dub)评价。评价的基本要素应包括：评价。评价的基本要素应包括：-施工效率施工效率 -施工质量施工质
19、量 -施工成本施工成本 -施工安全性施工安全性 -钻机适应性钻机适应性 -处理事故能力处理事故能力第21页/共67页第二十二页，共67页。施工效率施工效率(xio l)的对比的对比第22页/共67页第二十三页，共67页。液压动力液压动力(dngl)头钻机与立轴钻机的比较头钻机与立轴钻机的比较第23页/共67页第二十四页，共67页。液压动力头钻机液压动力头钻机立轴钻机立轴钻机给进行程给进行程 (m)30.6机械钻速机械钻速 (m/h)1.81.5回次长度回次长度 (m)2.82.5起钻间隔起钻间隔 (m)5045起下钻速度起下钻速度 (m/h)170510钻进总时间钻进总时间 (h)556667
20、起下钻总时间起下钻总时间 (h)12449捞岩心总时间捞岩心总时间 (h)177197额外倒杆总时间额外倒杆总时间 (h)0133钻进施工总时间钻进施工总时间 (h)8571046液压动力头钻机比立轴钻机节省钻进施工时间液压动力头钻机比立轴钻机节省钻进施工时间22.1%注：只考虑钻进、起下钻和打捞岩心注：只考虑钻进、起下钻和打捞岩心(ynxn)时间时间不同钻机不同钻机(zunj)1000m(zunj)1000m钻进施工时间比较钻进施工时间比较(软岩软岩)第24页/共67页第二十五页，共67页。液压动力头钻机液压动力头钻机立轴钻机立轴钻机给进行程给进行程 (m)30.6机械钻速机械钻速 (m/h
21、)1.31.1回次长度回次长度 (m)2.82.5起钻间隔起钻间隔 (m)3027起下钻速度起下钻速度 (m/h)170510钻进总时间钻进总时间 (h)769909起下钻总时间起下钻总时间 (h)19874捞岩心总时间捞岩心总时间 (h)175196额外倒杆总时间额外倒杆总时间 (h)0133钻进施工总时间钻进施工总时间 (h)11421312液压动力头钻机比立轴钻机节省钻进施工时间液压动力头钻机比立轴钻机节省钻进施工时间14.9%注：只考虑注：只考虑(kol)钻进、起下钻和打捞岩心时间钻进、起下钻和打捞岩心时间不同钻机不同钻机1000m1000m钻进施工钻进施工(sh gng)(sh gn
22、g)时间比较时间比较(硬岩硬岩)第25页/共67页第二十六页，共67页。钻孔钻孔深度深度（m m）钻进施工时间（钻进施工时间（h h）动力头钻机比动力头钻机比立轴式钻机立轴式钻机节省时间节省时间动力头动力头钻机钻机立轴式立轴式钻机钻机500500382382492 492 28.7%28.7%100010008568561046 1046 22.2%22.2%15001500142114211657 1657 16.6%16.6%20002000207920792326 2326 11.9%11.9%两种钻机在软岩中施工时间两种钻机在软岩中施工时间(shjin)(shjin)比较比较 第26页
23、/共67页第二十七页，共67页。钻孔深钻孔深度度（m m）钻进施工时间（钻进施工时间（h h）动力头钻机比动力头钻机比立轴式钻机立轴式钻机节省时间节省时间动力头动力头钻机钻机立轴式立轴式钻机钻机50050051051055455421.7%21.7%10001000115411541180118013.8%13.8%1500150019161916188218828.7%8.7%2000200028252825265226523.3%3.3%两种钻机两种钻机(zunj)(zunj)在硬岩中施工时间比较在硬岩中施工时间比较 第27页/共67页第二十八页，共67页。动力头钻机不用钻塔，可明显动力头
24、钻机不用钻塔，可明显(mngxin)节省施工时间并降低人工成本，节省施工时间并降低人工成本，在交通不便地区尤为突出。动力头钻机搬迁在交通不便地区尤为突出。动力头钻机搬迁一般只需要一般只需要1-2天时间。立轴式钻机搬迁一次天时间。立轴式钻机搬迁一次一般需要一般需要4-7天。天。动力头钻机可节省施工操作人员。动力头钻机可节省施工操作人员。第28页/共67页第二十九页，共67页。山东探矿机械厂研制的山东探矿机械厂研制的XD-3钻机钻机2006 年在山东省莱西市寺庄矿区进行生产试验。钻进的地层主要为钾化花岗岩，可钻性年在山东省莱西市寺庄矿区进行生产试验。钻进的地层主要为钾化花岗岩，可钻性7-9级。主要
25、采用级。主要采用75金刚石绳索取心钻具，钻至终孔。金刚石绳索取心钻具，钻至终孔。获得获得(hud)的技术指标：平均台月效率的技术指标：平均台月效率770m，平均时效，分别比同矿区其他型号钻机提高，平均时效，分别比同矿区其他型号钻机提高28.5%和和22.5%。（侯庆国：（侯庆国：XD-3型全液压动力头式岩心钻机的研制与应用型全液压动力头式岩心钻机的研制与应用，2007）第29页/共67页第三十页，共67页。钻机钻机总进尺总进尺(m)(m)平均孔平均孔深深(m)(m)台月效台月效率率(m/(m/台月台月)平均时平均时效效(m/h)(m/h)纯钻纯钻 时间时间辅助辅助 时间时间孔内事孔内事故时间故
26、时间设备设备维修维修时间时间LF-90LF-904694.50 4694.50 938.90 938.90 770.35 770.35 2.48 2.48 43.2%43.2%51.0%51.0%5.2%5.2%0.6%0.6%YDX-3YDX-35955.51 5955.51 744.44 744.44 636.95 636.95 1.86 1.86 47.5%47.5%45.9%45.9%1.0%1.0%5.6%5.6%立轴式立轴式钻机钻机6512.59 6512.59 930.37 930.37 518.10 518.10 1.73 1.73 41.6%41.6%45.7%45.7%11
27、.2%11.2%1.5%1.5%新疆黄山铜镍矿区不同钻机新疆黄山铜镍矿区不同钻机(zunj)施工效率比较施工效率比较（马德义等（马德义等:不同类型岩心钻机在黄山铜镍矿钻探不同类型岩心钻机在黄山铜镍矿钻探(zuntn)施工效果对比施工效果对比,2008）第30页/共67页第三十一页，共67页。施工质量施工质量(zhling)的对的对比比第31页/共67页第三十二页，共67页。动力头钻机是长行程给进，一个回次动力头钻机是长行程给进，一个回次钻进过程中工作平稳。而立轴式钻机立轴钻进过程中工作平稳。而立轴式钻机立轴式钻机在一个回次中要倒杆式钻机在一个回次中要倒杆4-5次。倒杆时次。倒杆时可能造成岩心断
28、裂，加大岩心堵塞的机率，可能造成岩心断裂，加大岩心堵塞的机率，岩心采取率会因此受到影响。在破碎地层，岩心采取率会因此受到影响。在破碎地层，以上因素的影响尤为明显以上因素的影响尤为明显(mngxin)。因。因此动力头钻机的岩心采取率和岩心质量要此动力头钻机的岩心采取率和岩心质量要优于立轴式钻机。优于立轴式钻机。第32页/共67页第三十三页，共67页。施工成本施工成本(chngbn)的对的对比比第33页/共67页第三十四页，共67页。黄山镍矿不同钻机施工黄山镍矿不同钻机施工(sh gng)每米成本分析每米成本分析钻机钻机总进尺总进尺（m）柴油成本柴油成本(￥/m)综合成本综合成本(￥/m)XY-5
29、 386856362YDX-3518434332LF-90 558546363新疆新疆(xn jin)第六地质队马德义提供，第六地质队马德义提供，2008注：综合成本考虑了钻机注：综合成本考虑了钻机(zunj)和钻杆摊销之外和钻杆摊销之外 的所有费用的所有费用第34页/共67页第三十五页，共67页。立轴式钻机与动力头钻机每米施工立轴式钻机与动力头钻机每米施工(sh gng)成本比较成本比较钻机钻机台月效台月效率率(m/台月台月)8年进年进尺尺(m)设备价设备价格格(￥)综合综合成本成本(￥/m)钻杆钻杆成本成本(￥/m)钻机钻机成本成本(￥/m)总成本总成本(￥/m)XY-5 50032000
30、3500003624011413YDX-36254000012000003324030402LF-90 7254640024000003634052455注：注：YDX-3比比XY-5 台月效率高台月效率高25%，LF-90比比XY-5 台月效率高台月效率高45%。钻机钻机(zunj)费用摊销按费用摊销按8年算，每年按钻进年算，每年按钻进8个台月算。个台月算。第35页/共67页第三十六页，共67页。钻探(zuntn)合同价格，￥/m 动力头钻机8年总进尺，m 立轴式钻机8年总进尺，m 动力头钻机每米总成本，￥/m 立轴式钻机每米总成本，￥/m动力头钻机动力头钻机(zunj)(zunj)的经济性
31、优于立轴式钻机的经济性优于立轴式钻机(zunj)(zunj)的判别准则的判别准则 第36页/共67页第三十七页，共67页。将不同钻机的每米总成本和将不同钻机的每米总成本和8年总进年总进尺尺(jnch)数据带入以上计算公式，可以数据带入以上计算公式，可以得出结论：当钻探合同价格高于得出结论：当钻探合同价格高于358￥/m时，采用时，采用YDX-3型动力头钻机比型动力头钻机比XY-5型立型立轴式钻机经济性要好；当钻探合同价格高轴式钻机经济性要好；当钻探合同价格高于于548￥/m时，采用时，采用LF-90型动力头钻机比型动力头钻机比XY-5型立轴式钻机经济性要好。型立轴式钻机经济性要好。第37页/共
32、67页第三十八页，共67页。问题：与立轴钻机相比，动力头钻机成本高、问题：与立轴钻机相比，动力头钻机成本高、装机功率装机功率(gngl)(gngl)高，哪么动力头钻机何以能取高，哪么动力头钻机何以能取代立轴钻机？代立轴钻机？答案：动力头钻机施工效率高，它在单位时答案：动力头钻机施工效率高，它在单位时间内比立轴钻机多打进尺获得的费用足以支付比间内比立轴钻机多打进尺获得的费用足以支付比立轴钻机多支出的设备摊销费和燃料费，因此施立轴钻机多支出的设备摊销费和燃料费，因此施工成本比立轴钻机要低。工成本比立轴钻机要低。动力头钻机能够取代动力头钻机能够取代(qdi)立轴钻机立轴钻机的原因的原因第38页/共6
33、7页第三十九页，共67页。钻机钻机(zunj)适应适应性的对比性的对比第39页/共67页第四十页，共67页。与立轴式钻机相比，动力头钻机的转速范与立轴式钻机相比，动力头钻机的转速范围宽，能够进行无级调速，能更好地满足不同围宽，能够进行无级调速，能更好地满足不同钻进工艺方法钻进工艺方法(fngf)如金刚石取心钻进、反如金刚石取心钻进、反循环连续取心（取样）钻进、定向钻进等的要循环连续取心（取样）钻进、定向钻进等的要求。求。动力头钻机需要的钻进场地更小；能更方便动力头钻机需要的钻进场地更小；能更方便地施工不同倾角的钻孔；更加容易地实现钻进地施工不同倾角的钻孔；更加容易地实现钻进参数监测和控制。参数
34、监测和控制。第40页/共67页第四十一页，共67页。钻机钻机(zunj)施工安全施工安全性对比性对比第41页/共67页第四十二页，共67页。动力头钻机是长行程连续给进，不用动力头钻机是长行程连续给进，不用倒杆，减少了孔内事故发生的几率。在破倒杆，减少了孔内事故发生的几率。在破碎地层，尤为明显碎地层，尤为明显。动力头钻机的回转钻进过程更加平稳，动力头钻机的回转钻进过程更加平稳，也对减少孔内事故有利也对减少孔内事故有利(yul)。动力头钻机可减少设备安装导致的机动力头钻机可减少设备安装导致的机械事故，减少高空作业的风险，尤其是斜械事故，减少高空作业的风险，尤其是斜孔施工。孔施工。第42页/共67页
35、第四十三页，共67页。钻机处理钻机处理(chl)事故事故能力的对比能力的对比第43页/共67页第四十四页，共67页。同样深度能力的动力头钻同样深度能力的动力头钻机的起拔力比立轴机的起拔力比立轴(lzhu)式式钻机的小，因此动力头钻机处钻机的小，因此动力头钻机处理孔内事故的能力比立轴理孔内事故的能力比立轴(lzhu)式钻机弱。式钻机弱。第44页/共67页第四十五页，共67页。结结 论论 根据理论计算和实际应用的结果可得出结论：全液压动力头钻机在施工效率、施工质量、事故率、适应性和轻便性等方面，都要优于立轴式钻机。随着我国现代化程度的提高、液压元件质量提高和成本下降以及人力成本提高，动力头钻机相对
36、立轴式钻机的对比优势会进一步加强。因此，从长远根据理论计算和实际应用的结果可得出结论：全液压动力头钻机在施工效率、施工质量、事故率、适应性和轻便性等方面，都要优于立轴式钻机。随着我国现代化程度的提高、液压元件质量提高和成本下降以及人力成本提高，动力头钻机相对立轴式钻机的对比优势会进一步加强。因此，从长远(chngyun)地看，全液压动力头钻机是我国地质岩心钻机的发展方向。地看，全液压动力头钻机是我国地质岩心钻机的发展方向。第45页/共67页第四十六页，共67页。动力头钻机的起下钻问题动力头钻机的起下钻问题 动力头钻机的最大弱点是：动力头钻机的最大弱点是：提钻立根短，起下钻速度慢。提钻立根短，起
37、下钻速度慢。钻孔较浅时，起下钻时间钻孔较浅时，起下钻时间(shjin)占施工总时间占施工总时间(shjin)的比例小，该问题不的比例小，该问题不突出。突出。对于深孔施工，起下钻时间对于深孔施工，起下钻时间(shjin)占施工总时间占施工总时间(shjin)的比例明显增加，应的比例明显增加，应该采取措施予以解决。该采取措施予以解决。第46页/共67页第四十七页，共67页。采用不同立根长度采用不同立根长度(chngd)时的起下钻总时间对比时的起下钻总时间对比钻孔深度（钻孔深度（m）立根立根18m(510m/h)立根立根9m(260m/h)立根立根6m(170m/h)5000.581.17 1.79
38、 10002.13 4.17 6.38 15004.83 9.5014.54 20008.33 16.3325.00 250017.534.352.5单位单位(dnwi)：天：天第47页/共67页第四十八页，共67页。不同深度不同深度(shnd)的钻孔施工的钻孔施工时间分解时间分解起下钻速度起下钻速度(sd)500m/h提钻间隔提钻间隔30m回次长度回次长度4m机械钻速机械钻速第48页/共67页第四十九页，共67页。不同深度的钻孔施工时间不同深度的钻孔施工时间(shjin)分解分解起下钻速度起下钻速度260m/h提钻间隔提钻间隔(jin g)30m回次长度回次长度4m机械钻速机械钻速第49页/
39、共67页第五十页，共67页。不同深度的钻孔施工时间不同深度的钻孔施工时间(shjin)分解分解起下钻速度起下钻速度170m/h提钻间隔提钻间隔(jin g)30m回次长度回次长度4m机械钻速机械钻速第50页/共67页第五十一页，共67页。起下钻速度起下钻速度500m/h提钻间隔提钻间隔(jin g)30m回次长度回次长度4m机械钻速机械钻速2500m钻孔施工钻孔施工(sh gng)时间按孔时间按孔段分解段分解第51页/共67页第五十二页，共67页。2500m钻孔施工钻孔施工(sh gng)时间按时间按孔段分解孔段分解起下钻速度起下钻速度(sd)260m/h提钻间隔提钻间隔30m回次长度回次长度
40、4m机械钻速机械钻速第52页/共67页第五十三页，共67页。2500m钻孔钻孔(zun kn)施工时间按施工时间按孔段分解孔段分解起下钻速度起下钻速度(sd)170m/h提钻间隔提钻间隔30m回次长度回次长度4m机械钻速机械钻速第53页/共67页第五十四页，共67页。在钻孔较浅时，液压动力头钻机比立轴式钻在钻孔较浅时，液压动力头钻机比立轴式钻机在施工效率方面有明显的优势，随着机在施工效率方面有明显的优势，随着(su zhe)钻孔加深，这种优势逐渐减小，原因是随着钻孔加深，这种优势逐渐减小，原因是随着(su zhe)孔深加大动力头钻机的起下钻时间增加较快。孔深加大动力头钻机的起下钻时间增加较快。
41、为了解决动力头钻机在深孔钻进时起下钻速为了解决动力头钻机在深孔钻进时起下钻速度慢、时间长的问题，有专家提出为深孔动力头度慢、时间长的问题，有专家提出为深孔动力头钻机配钻塔，实现长立根起下钻。此外，有钻塔钻机配钻塔，实现长立根起下钻。此外，有钻塔和塔衣的钻机可为钻机操作人员提供一个较好的和塔衣的钻机可为钻机操作人员提供一个较好的环境，有利于进一步提高施工效率。环境，有利于进一步提高施工效率。第54页/共67页第五十五页，共67页。中国地质装备总公司和安徽中国地质装备总公司和安徽313313地质队地质队 联合研联合研制制(ynzh)(ynzh)的带塔液压动力头钻机的带塔液压动力头钻机FYD-220
42、0FYD-22002010年年6月，该钻机以月，该钻机以的深度创造了国产金刚石绳索的深度创造了国产金刚石绳索(shn su)取心钻进的孔深纪录。取心钻进的孔深纪录。第55页/共67页第五十六页，共67页。动力头钻机施工不同深度动力头钻机施工不同深度(shnd)钻钻孔时孔时 起下钻时间占施工总时间的起下钻时间占施工总时间的比例比例第56页/共67页第五十七页，共67页。从多深的钻孔开始，从多深的钻孔开始，应该为液压动力头钻机应该为液压动力头钻机配置配置(pizh)(pizh)钻塔？钻塔？第57页/共67页第五十八页，共67页。立轴钻机立轴钻机无塔液压动力头钻机无塔液压动力头钻机带塔液压动力头钻机
43、带塔液压动力头钻机机械钻速机械钻速(m/h)11.21.2回次长度回次长度(m)2.52.82.8起钻间隔起钻间隔(m)273030起下钻速度起下钻速度(m/h)400170400不同不同(b tn)钻机施工时间的比较钻机施工时间的比较-1第58页/共67页第五十九页，共67页。立轴钻机立轴钻机无塔液压动力头钻机无塔液压动力头钻机带塔液压动力头钻机带塔液压动力头钻机机械钻速机械钻速(m/h)1.31.51.5回次长度回次长度(m)2.52.82.8起钻间隔起钻间隔(m)273030起下钻速度起下钻速度(m/h)400170400不同钻机施工时间不同钻机施工时间(shjin)的比较的比较-2第5
44、9页/共67页第六十页，共67页。立轴钻机立轴钻机无塔液压动力头钻机无塔液压动力头钻机带塔液压动力头钻机带塔液压动力头钻机机械钻速机械钻速(m/h)11.21.2回次长度回次长度(m)2.52.82.8起钻间隔起钻间隔(m)455050起下钻速度起下钻速度(m/h)400170400不同钻机施工不同钻机施工(sh gng)时间的比较时间的比较-3第60页/共67页第六十一页，共67页。在在1500-25001500-2500孔深范围内，带塔的动力头钻机施孔深范围内，带塔的动力头钻机施工工(sh gng)(sh gng)效率总是高于立轴式钻机和常规动力头效率总是高于立轴式钻机和常规动力头钻机。并
45、且随着孔深加大，其优势愈加明显。钻机。并且随着孔深加大，其优势愈加明显。在孔深在孔深1500m1500m以内，常规动力头钻机的施工以内，常规动力头钻机的施工(sh(sh gng)gng)效率要优于立轴式钻机，钻孔越浅，优势愈越大。效率要优于立轴式钻机，钻孔越浅，优势愈越大。而随着钻孔加深，优势逐渐减小。在孔深而随着钻孔加深，优势逐渐减小。在孔深2000m2000m时，二时，二者的施工者的施工(sh gng)(sh gng)效率相当。在孔深效率相当。在孔深2000m2000m之后，由之后，由于起下钻速度太慢，常规动力头钻机的施工于起下钻速度太慢，常规动力头钻机的施工(sh(sh gng)gng)
46、效率可能会低于立轴式钻机。效率可能会低于立轴式钻机。比较比较(bjio)结果讨论结果讨论第61页/共67页第六十二页，共67页。深度在深度在1200m以内的钻孔，采用以内的钻孔，采用(ciyng)常规动力头钻机施工；常规动力头钻机施工；深度在深度在1200m至至1600m之间的钻孔，视情之间的钻孔，视情况采用况采用(ciyng)常规动力头钻机或带塔动力常规动力头钻机或带塔动力头钻机施工；头钻机施工；深度超过深度超过1600m的钻孔，采用的钻孔，采用(ciyng)带塔动力头钻机施工。带塔动力头钻机施工。孔深超过孔深超过2000m后，要考虑采用后，要考虑采用(ciyng)顶驱。顶驱。深孔取心钻机选
47、择深孔取心钻机选择(xunz)建议建议第62页/共67页第六十三页，共67页。-顶驱输出轴接头直接与钻杆相连接，不顶驱输出轴接头直接与钻杆相连接，不用主动钻杆，没有钻杆夹持问题用主动钻杆，没有钻杆夹持问题(wnt)。-带钻杆背钳，可在任意位置拧卸钻杆。带钻杆背钳，可在任意位置拧卸钻杆。-带顶驱起下钻，可快速处理起下钻过程带顶驱起下钻，可快速处理起下钻过程中的复杂问题中的复杂问题(wnt)。顶驱钻机顶驱钻机(zunj)(zunj)的特的特点点第63页/共67页第六十四页，共67页。德国德国KTB先导先导(xindo)孔的液压孔的液压顶驱顶驱第64页/共67页第六十五页，共67页。钻塔钻塔钻塔钻塔(zunt(zunt)和顶驱滑道和顶驱滑道和顶驱滑道和顶驱滑道顶部驱动顶部驱动顶部驱动顶部驱动(q dn)(q dn)装置装置装置装置安徽两淮科力机械制造安徽两淮科力机械制造(j xi zh zo)有限公司的顶驱有限公司的顶驱第65页/共67页第六十六页，共67页。谢谢谢谢(xi xie)!第66页/共67页第六十七页，共67页。