YSZ-50型声频振动钻机的研制

声频振动钻进技术是近年来发展较快的新型钻探技术,主要利用声频振动头产生的高频振动力,引起钻柱系统的共振,并带来土体的局部液化,实现快速钻进和高质量地质取样。主要介绍了YSZ-50型声频振动钻机的结构设计、主要技术参数和特点以及取样试验。     

TGSD-50型声频振动取样钻机的研制

声频振动取样技术是近年发展速度较快的适用于土壤环境地质取样的新型取样技术,是利用声频振动头（激振器）内对称分布于钻机输出轴两侧的两个激振锤同步旋转产生的高频振动力（50~200 Hz）振动钻杆或外套管钻进。主要介绍了TGSD-50型声频振动取样钻机的结构设计、主要技术参数和特点。     

国内振动钻机的发展及应用

振动钻进是指两个对称布置的等质量偏心体反向旋转产生离心力,水平分力抵消,竖向分力叠加,形成的激振力将物件沉人地层的一种钻进方法。依此原理制造的国内振动钻机经历了自20世纪80年代的机械传动式向21世纪初全液压驱动方式的转变,振动器结构型式经历了由低速单液压马达驱动一个偏心体、通过齿轮啮合传递到另一个偏心体的中低频振动器向高速双液压马达独立驱动两个偏心体的高频、超高频振动器的发展历程。举例重点介绍了近年来发展迅速的YSZ-50型钻机超高频振动钻机的取样应用情况,应用表明,该钻机钻进速度快、取样质量高,具有良好的市场发展前景和广阔的工程应用价值。     

基于Workbench的声频钻机动力头隔振特性分析

声频动力头的隔振是保证其能否安全稳定工作的关键,本文基于单自由度系统有阻尼受迫振动理论建立了动力头隔振机构受迫振动模型,发现隔振橡胶刚度k、阻尼c以及施加外部激励力频率w等是影响动力头隔振性能的主要因素;在此基础上建立动力头的动力学模型,对其进行振动特性仿真研究。研究结果显示,动力头的隔振传递率与外部施加的激励力频率成正比,与隔振弹簧刚度成反比,与隔振弹簧阻尼成正比,且当弹簧刚度增大到一定值时,隔振传递率趋于定值。因此在实际工作时,可通过适当提高外部激励频率,隔振弹簧选择刚度较小、阻尼较大的橡胶材料等方法,以提高动力头隔振性能。研究结论可为设定声频钻机工作频率、优化设计动力头隔振机构等提供参考。     

MGD-S50Ⅱ型声频振动钻机场地试验及钻探工艺研究

为了验证MGD-S50Ⅱ型声频振动钻机的极限振动深度,检验其实际钻探工况,在实验区对该设备进行测试。试验结果表明:钻机的极限深度达到52.85m,超过设计指标。振动速度在粘土层最快,粉土层次之,细砂层再次之,粗砂夹卵石层最慢;对于粘土层,随地层深度的增加,振动速度逐渐降低。在回填土、粉土、黏土、粉质粘土和砂土等含水量较小的地层,采用108mm半合管钻具;粗砂层夹卵石层,采用89mm岩心管全管钻具;稀软的淤泥层,采用100mm捞砂筒钻具:各种地层的取样率高达96%以上。测试声频动力头的结构强度、温升和噪音,并统计了施工期间的油料消耗。各项试验数据为优化改进钻机、制定特种钻探行业规范和开展科技成果转化提供了重要参考。     

刘长营环境科学钻探取样技术研究

针对环境取样的高取心率要求,利用SDR-100型全液压声频振动钻机结合压卡式钻具,完成了刘长营环境科学钻探取样。主要介绍了钻进工艺以及取样过程中遇到的问题,并给出了解决方案,最后对环境取样技术进行了展望。     

基于Matlab/GUI的钻机动力头齿轮动态优化设计

煤矿用全液压钻机动力头主要采用液压驱动和齿轮传动相结合的方式,其中,齿轮传动的振动烈度直接影响着动力头的输出能力,成为了设计中必须考虑的重要问题。以ZYWL-2600R型松软煤层螺旋钻机为研究对象,在齿轮副的单自由度扭转振动模型基础上,以啮合线上的振动加速度为优化目标,建立了动力头齿轮副的动态优化设计模型,并借助Matlab优化工具箱和GUI工具开发了优化设计程序的图形界面,求解了齿轮振动最小的宏观设计参数,为钻机“高速”动力头的动态优化设计提供了参考。结果表明,优化后齿轮副的时变啮合刚度显著提高,有效改善了齿轮传动的振动特性。     

国内外土壤环境调查声波钻机研究进展及发展探讨

主要论述了声波钻进技术在理论以及应用方面的研究进展。阐述了声波钻进技术的发展历程;其次调研并对比了国内外声波钻机代表机型,分析得出国内同类钻机存在的不足。分析了声波钻机在土壤环境调查中的应用,可满足不同地层的连续完整原位弱扰动采样要求。探讨了声波钻机研发方向,如高频声波动力头双振子结构和复合橡胶减振材料的研发,以稳定达标150 Hz高振频并增强动力头寿命;抗疲劳、抗冲击铬钼合金材料的研发,以解决高振频下钻具疲劳损伤问题;故障诊断识别和自动修复、远程无人化操作和挥发性有机污染物在线监测系统的研发,以提升高频声波钻机的智能化和自动化水平。     

环境取样钻机的关键技术及发展趋势研究

环境质量同生活品质密切相关,环境取样钻机在环境质量检测中扮演着不可或缺的角色。本文综述了直推式、声频振动式和回转式环境取样钻机的工作原理及发展历程,总结了国内外钻机在智能化、结构紧凑程度和外观造型上的差距,提出了环境取样钻机的关键能力,包括移动能力、钻进能力和样品保真能力,指出了环境取样钻机将朝着动力采用清洁能源、自动分析样品和适应多种场合的方向发展。     

CYS-300型全液压地热水井钻机的研制

本文介绍了CYS300型全液压地热水井钻机的性能参数、关键机械部件结构及液压系统的设计。钻机选用齿轮泵作为液压系统动力元件,配合液压多路阀实现对动力头双液压马达和给进油缸等执行元件液压油的合流,通过液控二速阀实现动力头双液压马达的串并联工作,输出4种转速和扭矩,在满足钻机性能参数设计要求的同时,简化液压系统的设计,减少液压系统能量损耗,降低维护和使用成本。钻机采用油缸三链条倍速机构实现动力头的给进提升,具有结构简单、性能可靠、抗冲击能力强、提升平稳等优点。现场工程施工应用表明：CYS300型全液压地热水井钻机性能稳定可靠,工艺和复杂地层适用能力强,操作安全舒适,钻进效率高。     

高频振动回转顶驱的研制

为满足城市地质大调查复杂地层钻进的需要,研制了JDD-100型全液压钻机高频振动回转顶驱。该顶驱具有回转钻进、高频振动钻进、高频振动回转钻进功能。对顶驱的回转机构和振动机构进行了全面系统的设计,运用ADAMS动力学仿真分析软件对高频振动回转顶驱的工作过程进行了动态仿真分析。试验表明,该装置结构设计合理,钻进效率高,工作寿命长,满足了城市地质大调查复杂地层高效钻进的要求。     

工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制

为提高我国工程地质勘察钻机的技术水平,研制了JDD-100型全液压动力头式工程地球物理勘探多功能钻机。钻机具有静力触探、动力触探、回转钻进、高频振动回转钻进等功能,配有钻进参数检测和自动钻进控制系统,可随钻检测９个钻进参数,并可随钻测量地层密度、地层电阻率等地球物理参数。根据回转动力头的结构和液压马达的工作特性,研制了适用于全液压钻机的输出扭矩检测方法。经实验,钻机对黏土层、卵砾石地层、破碎层的适应性较好,复杂地层的勘察速度提高1.5倍。     

XDQ-120型钻机动力头的优化设计

XDQ-1200型钻机是专门针对山区丘陵地带设计的钻机,对其质量的大小提出了很严格的要求。为此对动力头的结构件进行了有限元静力学分析,对其箱体的强度和刚度进行分析、优化,在满足受力的情况下,尽量减轻箱体质量,以达减重目标。介绍了XDQ-1200型钻机动力头的设计背景、理念以及设计优化过程。     

新疆昭苏阿尔恰勒他乌铅锌矿床地球物理特征与深部找矿预测

阿尔恰勒他乌铅锌矿床是一个矿床分带清晰、控矿机理明显及矿化蚀变强烈的多金属矿床,铅锌矿体产于灰岩地层,产状与围岩基本一致,已知矿体上的实验表明矿体具有低阻高极化的特点.采用激电中梯扫面在矿区圈出了6个激电异常区,并在激电异常区内开展音频大地电磁测深工作,查明了激电异常区地下深部构造的电性情况,结合矿区矿体特征及成矿模式,建立了矿区地球物理音频大地电磁测深电性找矿模型,指出倾斜或层状的中低阻电性异常最有可能是含矿构造带存在的地球物理标志.综合物探激电扫面、音频大地电磁测深、地质等信息,圈出2个找矿靶区,经钻孔在Ⅱ号靶区19号线验证,在孔深331~349m见到厚度约18m的矿体.激电法与音频大地电磁测深的方法技术组合可以在该类型矿床深部找矿中推广使用.     

隔震技术

通过对地震的应力分析,建筑物抗震设计应该考虑对结构体系的地震反应进行控制。夹层橡胶垫隔震技术采用减震调整结构应力特性,使地震作用对上部结构产生的影响显著减小,因此夹层橡胶垫隔震技术是一项比较理想的控制地震反应的技术。     

新型深孔立轴式回转器的研制

介绍了新型立轴式钻机的回转器与给进装置的结构特点与技术参数,以及产品在项目工地的实际应用情况。产品汲取了国内外全液压动力头的优点,具有给进行程长,维修方便等特点。