Question

钻探设备研究

Answer 1

国外一些先进国家首先对深孔钻探设备进行了研究开发，研制了钻进深度2000m以深的各种岩心钻机，如加拿大挑战者钻探公司研制的HSS-150、美国长年公司研制的DH-10、澳大利亚明德利尔公司研制的F150C、日本利根公司研制的TXL-1 E、瑞典阿特拉斯-科普 柯研制的D-2000等，钻进能力为2000～4600m ，动力配备为40.5～220.6kW，钻机主要部 件大都采用液压马达驱动。此外，高压泥浆泵、高载荷长立根钻塔等配套完善。

随着流体传动与控制技术、传感器检测技术、自动控制技术以及计算机技术的发展，国外知名钻探设备生产商开发出一系列技术先进、性能优良的全液压动力头岩心钻机（以 下简称动力头钻机），使其钻进能力和钻进效率获得了巨大提高。如美国宝长年公司的 LF230动力头钻机、澳大利亚U.D.R.公司的UDR300D动力头钻机和加拿大阿特拉斯公司的 CS4002动力头钻机（图1-1）等，与立轴回转钻机相比，由于动力头钻机具有很多优点，很 快得到了推广和应用。目前，动力头顶驱式钻机在发达国家已成为钻探设备的主导型式［23］。

图1-1 国外深孔动力头钻机

我国目前采用的钻机主要仍是20世纪70年代研制的立轴式钻机，钻进能力大多在1500m以内。近几年部分厂家陆续研制了2000m钻机，2007年连云港黄海探矿机械厂还研 制了3000m钻机。这些钻机性能特点基本一致，没有大的突破。

动力头钻机，我国自1960年开始研究，原长春地质学院设计了一台电力—液压传动300m钻机，并于1962年制成。此后至1976年，上海探矿机械厂、张家口探矿机械厂、重 庆探矿机械厂、北京探矿机械厂等纷纷研制了600m、1000m和1500m动力头钻机，但由于 当时我国的液压技术水平低而导致钻机性能不佳，在生产中没有推广开，后来由于钻探工 作量锐减，该钻机的研究工作基本停止。近年来，国内一些科研院所、大学和厂家在消 化吸收国外动力头钻机的基础上，相继研发了新产品，如山东省地质探矿机械厂研发了 XD-3、XD-5型、中国地质调查局勘探技术研究所研发了YDX-3及YDX-3A型等新型动力 头钻机（图1-2）。另外，勘探技术研究所还在立轴钻机的基础上进行研究、改进，研发成 功了新型机械传动立轴钻机，较好地克服了原立轴式钻机固有的给进行程短、频繁停机倒 杆的缺点，加长了给进行程，并实现了无主动钻杆、不停机倒杆钻进，提高了工作效率。尽管在研发中有了一些改进和创新，但是总体而言，研制工作还不够深入，新技术应用不 足，技术创新不够，适合我国国情、性能优良的深孔动力头钻机亟待研制开发。

图1—2 国产动力头钻机