ZMK5530TZJF100型分体式全液压车载钻机

为了提高大功率车载钻机的运输安全性,采用模块化的设计思路,依照运输安全、组装快速方便的原则,将ZMK5530TZJF100型车载钻机划分为主机车和动力泵站2部分,之间通过10根液压胶管和1根通讯线缆连接,1 h即可完成连接工作。分体方案钻机车质量为53 t,可独立运输,泵站采用撬装式结构,质量和尺寸均满足标准货车运输要求,分体式钻机兼顾了运输安全和使用的方便。经过检测,ZMK5530TZJF100型车载钻机的最大转矩31 500 N·m、最大提升力1 000 kN,主要参数均达到了设计要求。     

矿用安全气动架柱式钻机的研制及应用

研制开发的矿用安全架柱式钻机动力源为气动,其通过机械传动完成了钻机旋转转速、扭矩和推进力3个参数的匹配,能有效解决施工过程中存在的问题。重点阐述了架柱式钻机的设计思路、工作原理、结构特点及主要参数;通过实践应用证明,该钻机在理论上、技术上是可行的,并且使用方便,经济效益显著。     

基于ABAQUS的救援车载钻机动力头设计与优化

从地面施工大口径救援孔是井工矿发生矿难进行应急救援的重要手段。以救援车载钻机执行机构中的核心部件动力头为研究对象,针对车载钻机动力头主机回转扭矩与提升力较大、可靠性要求高的特点,设计了由回转器、旋转头以及拖板三大主要部件组成的动力头,旋转头可相对回转器独立旋转,满足钻机起下钻要求。设计完成后,采用数值模拟软件ABAQUS按照实际工况对钻机关键部件进行了有限元分析,并根据分析结果对部件结构进行了有针对性的优化,优化后的结果满足使用需求。     

全液压车载钻机回转系统设计

在分析全液压车载钻机回转系统负载特性的基础上,开发了双泵、双回路控制的液压控制系统,满足正常钻进时快速回转及慢速回转卸扣的需求。系统通过远程溢流阀实现定扭矩拧卸钻杆,保护钻具丝扣;设计了补油回路,回转器受到冲击时,油液会补充到正反转驱动油路,避免马达出现吸空现象。系统应用于ZMK5530TZJ60型车载钻机,在山西晋煤集团寺河矿施工完成1口多分支煤层气水平连通井,主孔深度1 358 m,验证了回转回路设计的合理性和可靠性。     

煤矿钻机检测系统的串行数据通信实现

近年来,各种钻机设备的串行数据采集存在一定的困难,成为煤矿信息化建设中的难点。以电能测试仪与扭矩仪2个具体例子为基础,运用.NET开发工具详细分析了煤矿钻机性能检测系统中串行数据通信的实现,为解决钻机数据采集一类问题提供了实用的方法。     

ZDY4000LD(B)窄体定向钻机的设计

针对云贵矿区巷道窄、煤层薄、工作面起伏大等特殊施工条件,现有钻机均无法满足跨输送带穿层孔定向钻进的功能这一问题,研制了一种ZDY4000LD(B)窄体定向钻机。钻机检测试验表明,该钻机转速和扭矩等参数达到了设计要求,开孔高度及倾角调节范围满足设计需求,各个部件设计合理,液压系统工作稳定,整机可靠性强。     

钻参仪参数检测原理及传感器选型安装

深部和外围找矿工作的不断发展,需要研制出新型深孔钻机及其配套的钻探参数监测系统。全液压动力头岩心钻机将是未来深部钻探的主力钻机,CUG-2钻参仪是中国地质大学研制的与2000 m全液压动力头岩心钻机配套的钻探参数监测系统。介绍了CUG-2钻参仪的设计特点和检测参数,重点介绍了与常规转盘式、立轴式钻机不同的参数检测原理及其传感器选型安装,包括孔深、钻速、扭矩、功率和出口流量等。     

煤矿车载钻机大扭矩回转器的设计与应用

针对现有煤矿车载钻机回转器在矿山地面救援孔、电缆孔等大直径钻孔施工中存在的扭矩能力不足、钻进工艺适应性差等问题,设计适用于大直径钻孔施工的大扭矩回转器。该回转器采用4个低速大转矩液压马达对称布局,通过一级齿轮减速箱带动主轴回转,扭矩达到30 000 Nm;采用大直径泥浆冲管总成,泥浆管路通径达φ150 mm。通过型式试验及现场工业性试验表明,该回转器回转扭矩大,泥浆管路通径大,可适用于多种钻探工艺,满足大直径深孔钻进施工要求。     

ZMK5530TZJ100车载钻机给进机架轻量化研究

车载钻机具有机动性强、占地面积小等优点,可满足各种复杂路段、井场的转移和摆放需求,已成为地面煤层气抽采孔施工的主流设备。国内车载钻机普遍存在整机质量偏大问题,一方面对汽车安全行驶造成威胁,另一方面不符合我国相关道路法规及机动车产品公告要求。给进机架是车载钻机工作的主要执行部件,约占整机质量的40%,其轻量化研究对于减轻整机质量具有重要意义。从采用高强度材料、结构精细化设计、CAE优化设计3个方面对机架进行了优化,并进行了静态结构分析,最大应力、应变均满足设计要求。在山西省晋城市进行了现场试验,处理孔内事故时最大起拔力达800 k N,给进机架未产生明显变形,验证了其稳定性与安全性。     

ZMK5530TZJ100型车载钻机的研制

为解决车载钻机以往主要依赖进口,使用和维护成本高的问题,亟需研制高性价比且适宜于煤层气钻孔施工的国产车载钻机。在分析地面煤层气开发方式的基础上,总结出钻机应具备2 000 m深的钻进能力,在直井施工时应通过提高工艺适应性来提高钻进效率,定向井应满足孔底钻具角度的精确控制。在此基础上研发了ZMK5530TZJ100型车载钻机,将柴油机动力系统、电液控制系统和钻进系统等集成于车辆底盘之上,结构紧凑;设计了主轴制动功能,实现孔底钻具角度的精确控制;采用伸缩式桅杆结构的给进机构,结构紧凑,行程长;设计了具有多种电液联动保护功能,系统冷却采用恒温闭式控制。ZMK5530TZJ100型车载钻机在晋城寺河矿进行工业性试验结果表明,最大钻孔深度1 675 m,钻机具有较好的工艺适应性和可靠性。     

智能型煤矿用全液压钻机性能检测装置的研制与使用

详细叙述了智能型煤矿用全液压钻机扭矩转速性能检测装置的工作原理、结构特点及其使用操作规程。通过现场使用,获得了良好的实验效果,使钻机性能检测能力进一步提高。     

天井钻机扩孔掘进工况分析

天井钻机的使用越来越广泛。对天井钻机主要工况扩孔掘进的重点问题进行了分析,通过对滚刀破岩原理的详细论述,解释了滚刀磨损的主要原因;在扩孔旋转扭矩和扩孔拉力的计算分析上,借鉴牙轮钻头的经验公式,推导出天井钻机扩孔旋转扭矩和扩孔拉力的计算公式,为以后自动化、智能化大型天井钻机的设计提供了理论依据。     

基于PLC的煤层气车载钻机控制系统设计

对车载钻机的自动化控制是高效开采煤层气、从根本上消除瓦斯隐患、确保煤矿安全生产的重要手段。针对煤层气车载钻机机电液系统总体控制思路,采用Beckhoff CX8050 PLC设计了支持CAN总线交互的车载钻机控制系统。通过EtherCAT实时传输扩展I/O的信号参数,由ARM9内核控制器CX8050 PLC高效处理监控数据,通过CAN总线或I/O输出控制柴油机和机电液系统,实时监测关键参数变化,在线反馈控制系统的异常状态。     

煤层气车载钻机多功能液压卸扣器的研制

针对目前煤层气(Coal Bed Methane,CBM)车载钻机施工现场所用卸扣器使用过程中出现的重量大、扭矩小、适用范围窄、使用步骤繁琐等问题,研制了一套多功能液压卸扣器,最大卸扣扭矩130 kNm,满足Φ73～400 mm钻杆、钻头、潜孔锤等钻具联接丝扣的卸扣需求,同时解决现有煤层气车载钻机在发生事故时,动力头与钻杆上部丝扣卸扣困难的问题。工业性试验表明该卸扣器卸扣能力强、结构轻便、适用钻具范围广,操作简便,提高了钻具卸扣效率,降低了工人劳动强度。     

钻机输出扭矩的简易测试

钻机的输出扭矩是钻机的重要性能之一,为保证钻机性能,制造厂在钻机出厂前要作负载运转试验包括主轴扭矩(即钻机输出扭矩)试验。主轴扭矩可用专门的仪器进行测定,但需成套装备,耗资较多。我们设计制造的简易钻机试验台结构较简单,投资少,经多年使用,基本上满足钻机出厂试验要求。现将其中扭矩试验部分介绍如下,供参考。采用圆锥形轴向压力制动器作为扭矩试验的负载装置。其特点是当受到轴向压力作用使圆锥摩擦表面压紧时,由于楔形作用,增大了对摩擦面的法向力,从而增加了切向摩擦力和     

SMJ5540TZJ15/800Y煤层气车载钻机井架结构有限元分析

运用Pro/E软件建立了SMJ5540TZJ15/800Y煤层气车载钻机井架的三维模型,然后将模型导入ANSYS软件,在设计载荷作用下对其进行了静力和模态特性分析,估算了车载钻机井架结构在设计中产生共振的情况,为钻机井架设计提供了参考和依据。     

新型变速变扭矩气动钻机的研制

阐述了新型变速变扭矩气动钻机的研制过程和思路,通过理论计算分析确定了气动马达的计算输出参数,并以此气动马达为基本动力源,结合现有气动钻机的结构和外形特点,使用手动变速齿轮的办法实现了变速变扭矩,得出了在变速的时候不改变输入的气量,使输入功率不发生变化,改变转速后,就改变了扭矩;设计了样品,以样品为研究对象,测试了变速变扭矩气动马达的外特性,其结果基本达到了设计要求。     

ZY-850L矿用履带式全方位钻机的研制

针对煤矿井下钻机在进行大倾角钻进时,机架倾角调节困难,易发生倾覆的现象,提出了全方位履带钻机钻孔施工的工艺方法,研制了ZY-850L矿用履带式全方位钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数,详细论述了钻机的总体布局、液压系统及关键部件的强度分析。通过实验室及现场应用证明:该钻机满足实际生产要求,尤其在大倾角施工时,操作安全、方便、快捷,为同类钻机设计提供参考和依据。     

采煤机弹性扭矩轴功能设计

分析了采煤机截割部弹性扭矩轴特性与主要参数的关系,并结合具体扭矩轴的设计参数进行了实例的类比分析,给出了以扭转静强度设计为主、扭转疲劳强度校核为辅的功能设计方法。引入设计参变量,形成系列设计方案和方案的优选,提供的设计方法简明、适用,对弹性扭矩轴的规范设计具有一定的参考价值。     

美国竖井钻机及反井钻机的参数选择

钻机的主要参数有钻压、扭矩、转速等。一、钻压的确定美国在进行钻机性能估算时,钻压是根据每把刀的载荷来选取的,这比根据每时钻头直径所需要的负荷更为准确。对12时型的滚刀,在反井(天井)钻进中,每把刀的钻压可达25000—30000磅(11.2—13.4吨)而在竖井钻进中,使用这种滚刀每把刀的钻压很少超过12000—15000磅(5.4—6.8吨)。钻压差别的原因是由于刀具的加压