钻探技能培训第十次课cs全液压钻机介绍

全液压顶驱式动力头岩芯钻机简介岩芯钻探的历史和发展19世纪下半叶，金刚石取芯钻进的方法首先在欧洲发明。到今天为止，金刚石岩心钻探已有140多年的历史。随着工业革命的出现，钻探工程技术也出现了技术革命。从人工手持冲击钻进到回转钻进、从钢粒钻进到硬质合金，从硬质合金钻进（TCD）到金刚石钻进、从提钻取心钻进到绳索取心钻进（WL）。动力从手持到蒸汽机、到内燃机、到电动、到液压驱动及电液一体化甚至全自动化。驱动方式从转盘到立轴、到长行程动力头（Top-drivehead）。世界第一台岩芯钻机1887年，世界上第一台岩芯钻机诞生在瑞典阿特拉斯公司。这是一部人力驱动的钻机，需要3个人共同操作。钻进速度大约为每班（8小时）5-10米提升力和下推力为5kN最大转速200rpm钻孔直径36mm最大钻深为125m世界先进钻探设备自上个世纪70年初，西方工业发达国家已基本上全部采用全液压动力头（Top-driverhead)钻机。全液压钻机具有设备重量轻、体积小、便于操作和控制、实现无级变速、易于实现长行程给进及斜孔钻进等一系列优点。最又代表的国家及公司有加拿大JKSBOYLES和Christensen公司、瑞典CRAELIUS公司等。20世纪90年代初，AtlasCopco公司研制出世界第一台计算机控制的全自动化岩心钻机，钻头压力、转速、冲洗液量、给进、加接钻杆、提钻等所有过程都是由计算机自动完成。国外钻探技术发展现状国外钻机的工艺参数较大；具有长行程、机械化程度高。速度范围广，系统压力高、效率高、可靠性好由于钻机、钻具、钻头可靠，能够达到强力钻进要求。钻塔：整体液压起降式，安装拆卸方便；水泵参数随意控制，液压驱动，无机变速。国外先进的钻机可以创造先进的效率，WL钻进效率可超过2000m/月。最高时效可达11m/h，最长钻探寿命可超过1000m，单班进尺可超过50m，钻机最高转速可达到2300rpm。每班2-3人。国内地质取心钻探设备的发展现状国内岩芯钻机长期没有投入，发展停滞不前。钻机：立轴机械传动、液控式。普遍使用的XY-4钻机采用NQ系列钻杆钻深能力不足1000m，XY-5钻机也难以钻机1500m。1500-2000m岩心钻机几乎空白。水泵：电动活塞往复式；需要单独提供电源钻塔：四角管塔为主，其特点是笨重，搭建和拆卸麻烦，很难进行小倾角斜孔钻进下面以阿特拉斯CHRISTENSEN公司的CS1000P系列钻机以及今年CRAELIUS公司刚推出的CS系列钻机为例，介绍先进的全液压顶驱式动力头钻机Oct2004阿特拉斯科普柯是一家全球知名的大型企业集团创建于1873年，总部设在瑞典的斯德哥尔摩。旗下的工程机械、矿山设备、地质勘探设备及空气压缩机等部门在全球享有盛誉。阿特拉斯集团阿特拉斯勘探技术加拿大工厂主要产品为地表取芯钻机金刚石产品岩芯钻具芬兰工厂覆盖层钻进设备南非工厂金刚石产品硬质合金产品岩芯钻具瑞典工厂主要产品为井下钻机金刚石产品钻具地质勘探钻机泥浆设备反循环钻机阿特拉斯勘探技术绳索及传统钻杆豪贝白钻头系列CHRISTENSEN地表钻机DIAMEC坑道钻机绳索及传统取芯筒豪贝铜钻头系列CRAELIUS钻头取芯筒EXPLORAC反循环钻机CS1000系列钻机由阿特拉斯在加拿大克里斯丹森工厂出品。CS1000系列地质钻机是世界上最早的全液压顶驱式动力头钻机之一。以优越的性能和可靠的品质受到全世界钻探工作者欢迎。CS1000－先进的顶驱式动力头钻机CS1000P6LCS1000系列钻机是一种全液压、顶驱式动力头钻进岩芯钻机。国外已经普及，国内尚没有开发出同类产品，目前只能依靠进口。CS1000先进的顶驱式动力头钻机已经在发达国家基本取代落后的立轴式钻机。立轴式钻机传统的立轴式钻机是一种全机械传动钻机。与全液压顶驱动力头式钻机相比有明显的缺点：1.重量大，不易搬运2.需要人工搭建和拆除井架，费时费力3.钻速低、效率低4.无法打小倾角的孔5.故障率高CS1000钻机钻机由以下几个部分组成：动力站模块（柴油发动机）液压系统桅杆动力头卷杨机其他选装件如水泵等桅杆动力头动力站模块卷杨机液压系统水泵全液压钻机的动力传动发动机动力液压泵液压马达液压缸其他液压元件动力头回转马达卷扬机马达泥浆泵马达泥浆搅拌器马达动力头推进油缸钻塔升起推进油缸支腿油缸夹持器油缸高压油CS1000P6L钻机－柴油机动力站模件柴油机是钻机的动力源。动力站标配CUMMINS(康明斯)柴油发动机，康明斯6BTA柴油发动机6缸5.9升水冷涡轮增压、空气中冷选用康明斯发动机的优点：功率强大，可达到131千瓦涡轮增压不受高原地区使用的限制，可靠性好售后服务好，备品配件供应充足，维修保养方便。CS1000P6L钻机－柴油机液压系统模件液压泵是液压系统的动力源。液压系统配备著名高效低耗的EATON(艾尓顿)变量液压双联泵及一个变量辅助泵，两泵皆由发动机飞轮直接驱动，免却皮带损耗而造成停机检修的不便，从而提高钻机的使用率，既省时兼降成本。CS1000P6L钻机－液压系统CS1000P6L钻机－液压系统液压控制系统液压油箱液压油加注泵（手动）主桅杆和给进钻架钻架采用轻质坚韧钢材制造，共由两节组成，两节主桅杆共重也不超过310公斤，现场装拆轻而易举。组装后的钻架总长为8.9米，在动力头上可以处理6米长度的钻杆（两节3米钻杆）。给进钻架上的液压油缸为动力头提供强劲的推进及提拔力，最高提拔力达根据具体钻机型号不同，能增加对钻杆在复杂地质环境下的操纵性。CS1000P6L钻机－桅杆主桅杆顶部滑轮组设有延伸喉管至钻架底部，方便为滑轮组进行日常注入润滑油脂，避免维修人员攀爬钻架等危险工作。CS1000钻机利用液压动力升降钻塔（桅杆），省时、省力、易于搬运CS1000P6L钻机－桅杆CS1000P6L钻机可以根据地质构造的需要调整桅杆倾角，以不同角度钻进。最小钻进角度可达45度。CS1000P6L钻机－桅杆立轴式钻机由于受钻塔结构限制，最小钻进角度仅可以达到80度左右高功率动力头组件动力头由REXROTH(力士乐)变速液压马达提供动力，操控员可根据现场地质情况而对转速进行无段调节，动力头组采用可靠的FUNK变速齿轮箱，共有四个排挡供操控员选择，可在稳定岩层下以最高转速1,300转/每分进行钻进，或利用强大的高扭矩令钻具通过复杂的复盖层，从而大大减低卡钻的风险。而国产立轴式钻机的钻速只能通过档位变化实现阶梯调节CS1000P6L钻机－动力头卡盘传动箱液压马达变速箱采用内径117毫米的中空转轴，可让PQ规格钻杆通过其中，再透过液压卡盘把动力传送到钻杆上。遇有直径更大的套管或钻具时，整个动力头可翻开偏离孔中位置，以方便清孔工作，这有赖动力头的绞链式设计。CS1000P6L钻机－动力头CS1000P6L动力头的行程为3.5米，3米长的钻杆可以一次钻入，效率高CS1000P6L钻机－动力头立轴式钻机的动力头行程一般仅为0.5米，钻入一根3米长的钻杆需要多次倒杆，效率低下主卷扬机及绳索卷扬机组件卷扬机组采用安全可靠的BRADEN(巴纳顿)公司产品，主卷扬机单绳最大提升拉力基本上已经满足各种地层及钻深的要求，也可以配备双绳使提升力加倍，可以应付各种规格的的钻杆。CS1000P6L钻机－卷杨基于安全考虑，CS1000钻机特别为主卷扬机附设了一个油路保险阀，以确保操控员在处理钻杆时不会发生钢索突然滑落的意外。CS1000P6L钻机－卷杨液压马达因为CS1000钻机为全液压驱动，因此可以方便地为水泵和泥浆泵提供液压动力，从而省略了专门为水泵和泥浆泵提供动力CS1000P6L钻机－水泵辅助液压泵为水泵提供液压油動力站發動機制造商CUMMINS(康明斯)型號:6BTA5.9升6缸功率:175馬力士(131千瓦)每分鐘轉數(RPM):2,500發動機類型:涡輪增壓中冷式柴油發動機冷却:水冷卷揚器提升能力主卷揚器:提升拉力:單繩-空線鼓4,082公斤雙繩-空線鼓8,164公斤CS1000P6钻机－技术参数主鑽塔和推進系統推進行程:1,830毫米推進速度:快速和慢速,帶變速控制推進力:6,030公斤提拔力:9,070公斤鑽探角度:垂直向下至水平向下擺動45度鑽杆拉動距離:6.09米取芯作业深度（绳索式或传统式）钻杆规格尺寸大约钻进深度*BQ3,500英尺（1,070米）NQ2,500英尺（762米）HQ1,500英尺（460米）PQ1,000英尺（305米）*注意：以上钻进能力仅供参考之用，数据适用于均匀地质岩层的垂直向下钻探作业CS1000P6钻机－技术参数CS1000与CS142005年，在加拿大生产的CS1000系列钻机转到瑞典CRAELIUS工厂生产，经过改进形成新的CS产品系列。CS1000P4CS14新的CS14钻机与原CS1000系列钻机基本相同，功能方面有所增加，动力和钻深得到了进一步加强CS1000系列与CS钻机对比NewOlddenominationChristensenCS101000P4ChristensenCS121000“P6”ChristensenCS141000“P6L”ChristensenCT141500(ontruck)新型CS系列钻机以轻便可靠的CS1000系列地质岩芯钻机为基础，性能上进一步改进，加入了更多的新功能CS14：世界上最先进的钻机之一3.5米行程的液压缸直接驱动，旋转头可提供14吨提升力大直径单滑轮康明斯Tier2发动机1.标准配置的单独大直径滑轮改善钢绳受力2.大行程液压缸直接驱动动力头，可提供14吨的提升力3.康明斯TIER2发动机提供更大的动力可触地桅杆超长给进行程，滑动轨道可以更换1.动力头滑动轨道是磨损件，可以更换2.桅杆可以整体向下移动，紧靠地面，大大增加了桅杆和机体的稳定性CS14：世界上最先进的钻机之一CS14：世界上最先进的钻机桅杆触地推进油缸18,000磅单绳卷杨桅杆竖起推进油缸770mm拖车轮胎CS14：世界上最先进的钻机顶罩泥浆泵200HP康明斯TierII柴油机液压支腿短距离运输，桅杆可以折叠水泵是CS14的标准配置，固定在发动机前端水泵的泵送压力为最大泵量为流量可调节CS14：世界上最先进的钻机之一CS14：世界上最先进的钻机上、下段桅杆连接简单，仅使用销轴和螺栓即可固定CS14：世界上最先进的钻机新型操控台新型夹持器(与U8相同)桅杆顶部大滑轮液压支腿CS14的液压夹持器采用全液压控制。夹持力由气压提供。径向夹持力133KN两块卡瓦最大通孔117毫米CS14：世界上最先进的钻机CS14全新的操控台所有的显示仪表及操控集中在一个台面人性化设计的CS14操控台。CS钻机–钻进能力一览表0200400600800100012001400160018002000CS10/12CS/CT14CS3001CS4001BNHP垂直钻深全新CS14NQ规格钻深达1200m82kN主卷杨起拔力且维持高速提升140kN动力头提拔力安装方便，四只支腿液压可调、泥浆泵标配可在温度高达50°C(选配)的环境下工作,也可以在海拔4500m高度下工作.环保性好,康明斯II代柴油发动机更安全欧洲市场准入.E-stopsandRedrope回转以及提拔保护装置操作平台符合人体工程学原理的控制面板拖车配置，轮胎直径770毫米液压系统液压元件的选用世界知名品牌，通用性好与互换性好冷却系统40°C环境温度1-coolersolution选项配置环境温度50°C减压钻进全新CS14CS14：全新的选择对于高端用户的更为高标准的要求，阿特拉斯可以提供更加丰富的选择液压自动卸杆装置减压钻进Hydraulicrodholderm/U8钻杆丝扣螺距补偿Threadcompensation泥浆流量计动力