小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B） 施工组织措施

钻机主要由钻机车，泵车和操作车组成，另外还有钻具（包括钻杆，钻头）以及辅助工具。下面分别介绍各部分的结构及其作用原理。

（一）钻机车

钻机车是钻机的主机，其结构如图二所示，钻架（5）与钻机平车（7）通过销轴铰接在一起。图示钻机为工作状态，运输时应拆掉前后拉杆，机械手（8）和转盘吊（9），用起架拉杆将动力水龙头与钻机平车连接起来，拆模上下支撑，通过主液压缸推进，钻将架平稳躺倒在钻机平车上。钻机竖立时，主液压缸反向推进，便将钻架竖立起来，用下支撑调平钻架并锁紧，再将上支撑顶牢，拆下起架拉杆，安装好转盘吊，机械手，前后拉杆，便可进行钻进。

1、钻架

钻架是钻机的一个重要部件，它不仅支撑动力水龙头，承受数十吨的拉力，还承受来自钻头的反扭矩，要求它具有足够的强度和刚度，钻架有左右两半架，底座、顶板和后拉板等部件用高强度螺栓巧妙地连接而成。其形位精度较高，一般情况下，请勿自行拆御钻架。

2、动力水龙头、滑轨和主液压缸

滑轨与动力水龙头用焊接方式接合在一起，主液压缸放在滑轨导向筒里，上端用螺母锁紧，这样三大部件便成为一整体。主液压缸的活塞杆头与钻架底座铰接，当主液压缸伸缩时便带动动力水龙头升降，从而产生钻进所需的拉力和推力。

动力水龙头结构如图三所示，液压马达将回转运动通过两级齿轮传动传递给中忙乱管和机头、机头由棘轮套、活动套和承载接头等构成。棘轮套传递扭矩，承载接头承受拉力。活动套可以自由上下滑动，这不仅能有效地避免钻杆拆装时丝扣受损，而且使拆装钻杆变得十分方便。拆卸棘轮套必须先卸下齿圈，拆去活动套，再拧下承载接头，方可拆掉棘轮套。动力水龙头上端有洗井液接头，与洗井液高压软管连接，旋转与固定部分的密封采用石棉盘根。

3、上支撑和下支撑

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如图二所示，本机有两个上支撑和两个下支撑，分别安装在钻架两侧的上下。上支撑实际上是两个φ100毫米的液压千斤顶。下支撑由螺杆、锁紧螺母、调平液压缸和支撑脚等组成。它们都是用螺栓和销轴与钻架相接。上下支撑的作用是：第一，调平找正钻架；第二，承重并防止钻架在钻进时松动；第三，克服来自钻头的反扭矩和反作用力。

4、转盘吊

转盘是吊运钻杆的专用设备、液压控制，可以在360°范围内摆动，主要用于钻杆车与机械手之间吊运钻杆。当然也可以吊运其它东西，起吊重量不允许超过0.5吨。

5、机械手

机械手由蟹爪机构、翻转架和液压缸组成。蟹爪机构固定在翻转架上，蟹爪合、张便可抱紧或松开钻杆。通过一个一端铰接于钻机平车，另一端铰接于翻转架上的液压缸伸缩，使翻转架转动，达到输送钻杆的作用。

6、钻机平车

钻机平车主要用于送输钻机，起放钻架、以及在工作时固定转盘吊、机械手、后拉杆等。轮距为600毫米或900毫米（根据用户要求），后轮外装有卡轨器，能有效地防止起放钻架时失稳而倾翻，钻进时还能减轻振动。

7、辅助卸和装置

它是一个棘轮机构，由液压缸、滑道和棘爪组成。在卸钻杆扣时，当动力头输出的反扭矩不能卸开丝扣时、用棘爪扣柱棘轮套上的棘齿，靠液压缸的推力产生一个附加的反力矩将丝扣卸松。

（二）泵车

泵车由油箱、主液压泵、付液压泵、驱动电机、冷却器、吸回油过滤器、平车等组成。它将电能转换为液压能（即压力油），不断地提供给操存台及各执行机构，完成钻进工作。其外型尺寸为2915×1090×1715毫米。

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（三）操作车

操作车由操作台，座椅和平车组成，操作台为一框架结构，里面安装了多种控制阀，压力表，除转盘吊在钻机车上操作外，其它所有机构的动作均在此操作台上控制。其外型尺寸为2282×1040×1461毫米。

（四）钻具

钻具包括导孔钻头，φ1.4扩孔钻头，φ2.0扩孔钻头，钻杆（开孔钻杆、稳定钻杆和普通钻杆）。见下图。

1、导孔钻头

本机导孔钻头选用8 1 2″XHP型石油钻井用三牙轮钻头，根据所钻地层岩石硬度选择相应钻头。

2、扩孔钻头

本机有两个扩孔钻头，φ1.4米扩孔钻头和φ2.0米扩孔钻头。第一次扩孔直径为1.4米，二次扩孔直径为2.0米。φ1.4米扩孔钻头是整体结构，不能拆散。φ2.0米扩孔钻头体由两半组成，用螺栓连接为一整体，可拆散后分件运输，滚刀和导向辊与滚刀座用螺栓连接、可很容易地拆换。

3、钻杆

钻杆包括开孔钻杆，稳定钻杆和普通钻杆。 （1）开孔钻杆

开孔时，开孔钻杆与导孔钻头相接，用扶正器约束，以保证开孔垂直度。开孔结束，便拆下开孔钻杆，再接上稳定器和普通钻杆，进行导孔钻进。

（2）稳定钻杆

导孔钻进时，稳定钻杆可承受构造变化所产生的径向负荷，保证钻孔垂直度。稳定钻杆的布置是根据岩层地质条件、井深以及井孔的允许偏斜率等因素决定的，稳定钻杆的布置合理与否将影响钻孔偏斜率，尤其深井作用更大。

四、液压系统

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本机液压系统如图五所示，为开式系统。主液压泵A7V160由75千瓦电动机驱动，供QJM32-1.6液压马达和主液压缸，实现动力水龙头旋转和快速升降；对液压泵25scy由7.5千瓦电动机驱动，供主液压缸推进以及其它液压缸实现各种辅助动作。此外，接钻杆时付泵还可以向马达供油，实现支力水龙头低速转动。

为减轻钻机重量，减小外型尺寸，泵站采用集中供油、集中控制。为确保钻机使用安全可靠，本机所有液压元件均按高压选择，中压使用。系统所有管路全部使用软管，所有软管接头均使用煤矿综采设备上的快速接头。下面分别介绍钻机的主要工作回路和装置。

（一）旋转回路

由主泵提供的压力油，通过一组两联多路换向阀分配给液压马达实现正、反转。该回路的最高压力为23兆帕，最大流量为160升/分，动力头出轴转速为4~36转分。

（二）给进回路

由付泵提供的压力油通过一组多联换向阀分配给主液压缸，使动力头产生钻进所需的推力。溢流阀（13）控制给进油压，导孔钻进时，单向顺序阀（20）使主液压缸无杆腔产生一定回油压力，以平衡钻具和动力头的自重，使钻压能随意调节，满足多种钻进工艺的要求。

（三）动力水龙头快速升降回路

该回路是利用主泵的大流量，通过多路换向阀（16）将油液分配给主液压缸，实现动力头快速升降，缩短起下钻具的辅助时间。

（四）辅助系统

辅助系统包括翻转架液压缸、机械手蟹爪机构液压缸，转盘吊液压缸、扶正液压缸、辅助卸扣液压缸以及上下支承液压缸的控制回路。这些回路都是由辅泵供油，通过多路换向阀（21）将油液分配给各液压缸。

（五）滤油装置和油冷却装置

油液污染对液压装置的危害非常大，尤其是在高压下，不仅影响元件寿命，而且还可能使元件突然受损造成重大事故。本系统在油箱的回

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