XY-6钻机回转器设计
原理、钻机的钻进工艺、岩心钻石的理论研究以及机械设计相关知识。
1.4预期目标
每一项设计都有一个预期计划目的，本次设计的预期目标为，设计结果应满足设计要求，设计的钻机应较前期钻机有突出的设计优势。设计最终应满足钻进1500米的各项功能要求，对环境无污染或少污染，得到绿色设计要求，能有效减轻劳动者的劳动强度，及提高操作者的安全保证，得到优化设计的要求。并且能够取得较高的经济效益和社会效益。
1.5钻机的市场形势
2014年4月25日，以摊铺机为主导产品的陕建机推出SDR280旋挖钻机，高调宣布正式切入旋挖式岩心钻机领域。虽然当前中国旋挖式岩心钻机市场受到宏观政策调控影响市场销量出现大幅下滑，仍然有不少企业纷纷进入钻机领域。由此可见，作为高附加值的旋挖钻机仍然得到了工程机械行业各企业的高度青睐。
钻机行业由于2003年青藏铁路工程以及北京奥运工程等的带动，市场认知度迅速提高，市场容量急剧扩大。市场需求的高涨吸引了国内大型工程机械企业的进入，三一、徐工、中联重科和山河智能等纷纷涉足，并迅速扩大了市场份额。2005年后，国内品牌钻机已基本替代了国外品牌。2006年以来，钻销量连年呈跨越式增长。特别是2010年，国内钻机制造企业多达30家，推出近200个型号产品，市场保有量达到近4000台，市场竞争空前激烈。从中国未来高铁及高速公路建设目标及方向来看，行业有关专家表示，未来3-5年内，中国钻机市场容量将突破6000台。
1.6钻机的发展趋势
为了满足日益增长的质量和效益要求，很多工业领域采用自动化控制技术。钻机行业也属机械行业之中，必然也会力求实现高度化的自动化控制技术。通过自动化控制技术、传感检测技术和液压驱动技术的结合，使各种钻井装备更智能化，性能更优良，如转盘的软扭矩控制、钻井泵软泵功能、扭矩的安全功能、泵同步功能等。我国的自动控制技术在钻机应用方面也取得了一些成果，如宝石机械和宏华的铁钻工、动力猫道及井架工程等机械化设备。智能钻井则是自动化控制技术在钻机系统中应用的高度体现。钻井自动化系统具备随着不确定环境、地面和井下数据变化实时调整司钻参数，并进行自动送钻。自动钻井技术不仅要求钻机系统具有基于计算机控制的适用性和交互式控制，同时具备数据信息的管理能力。国外关于该技术的研究较早，应用也较成熟。我国的学者和技术人员也做了大量研究工作，各钻井公司及单位在积累了大量经验后，开发了一些系统，但还未能实现与钻机的结合，不能达到智能化和自动化。但未来发展趋势势不可挡。
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第2章 钻机的概述
2.1钻机的功用
钻探是地质勘探工作的重要手段之一 。钻机是实现该手段的主要设备。其基本功用是以机械动力带动钻头向地壳钻孔并采取岩矿心。钻机同时还是进行石油、天然气勘探及开采、水文水井钻探、工程地质钻探等工程的重要设备。
2.2对钻机的要求
钻机的技术性能要保证在施工中能满足合理的施工要求，以最优规程，达到预计的质量要求：维护保养简单容易，安装拆卸搬迁方便，利于快速钻进，钻进辅助时间短，钻孔施工周期短，体力劳动强度低等。概括起来说，是钻机要为多、快、好、省地完成钻探生产任务创造有利条件。
根据钻机的基本功用，对钻机基本要求如下：
1. 通过回转钻具等钻进方式将动力传给钻头，使钻头具有适合钻进规程，需要的转速及调节范围，以便有效的破碎岩石；
2. 能通过钻具向钻头传递足够的轴心压力，并有相当的调速范围，使钻头有效的切入或压碎岩石。
3. 能调整和控制钻头给进速度，保证连续钻进。
4. 能完成升降钻具的工作，并能随着钻具重量的变化而改变提升速度，以充分利用动力机的功率和缩短辅助时间。
5．能变换钻进角度和按一定技术经济指标旧响应深度的直径的钻孔，以满足钻孔设计的要求和提高钻进效率。
2.3钻机的组成
目前常用的钻机由如下各部分组成： 1.机械传动系统
将输入的动力变速并分配到回转机构、升降机构。对于液压钻机还要有驱动油泵，使液压系统工作的装置。 2.液压传动系统
利用油泵输出的压力油驱动马达、油缸等液动机，以使立轴回转和控制给进机构、移动钻机、松紧卡盘、夹持器等。 3.回转机构
回转钻具，以带动钻头破碎孔底岩石。 4.给进机构
调整破碎岩石所需要的轴心压力和控制给进速度。在出现孔内事故时，可以进行强力起拔。
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5.升降机构
用于升降钻具（提取岩心和更换钻头）和进行起下套管等作业。 6.机架
支撑上述各机构及系统，使之组成一个整体，成为完整的机器。
2.4钻机的分类和名称
随着钻探工程在国民经济各部门中的广泛应用，钻机和型号也在增多。为此将钻机实行科学分类和确定名称，对识别、评价和选择钻机是很有意义的。 2.4.1分类 （1）按用途分类
按用途不同，可将现行广泛使用的钻机分为三大类，即地质勘探用岩心钻机；石油钻探用岩心钻机；专用钻机（水文水井用钻机、物探钻机、工程钻机等）。 （2）按钻机标准钻进孔深分类
根据不同孔深范围，将各种不同钻进孔深的钻机分成三类或四类。 按三类分见表2-1
表2-1 钻机的分类 类别 浅孔钻机 中孔钻机 深孔钻机 I II 按四类分见表2-2
表2-2 钻机的分类
浅孔钻机 10—150 次深孔钻机 200—400 中深孔钻机 500—800 深孔钻机 900以上 10—300 300—800 800—1200 10—300 300—800 1000—2000 （3）按原来地质总局设备管理分类
钻机可分为六类，浅孔钻机、岩心钻机、石油钻机、水文水井钻机、汽车钻机和砂矿钻机。 （4）按装载方式分类
可以分为滑撬式、卡车式、拖车式。 (5) 按破碎岩石方式分类
可分为回转式、冲击式和冲击回转式。 （6）按回转机构型式分类
可分为立轴式、转盘式、动力头式。 （7）按进给机构分类
可以分为手轮（把）式、油压式、螺旋差动式、长油缸式、油马达-链轮式。
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2.4.2名称
国产钻机名称一般由三部分组成：
首部为用途类别和结构特征代号，用汉语拼音中的一个字母表示。如“X”是汉字“心”的拼音首字母，表示钻机用于岩心钻进。“U”是汉字“油”的首字母，表示给进 机构类型属于油压式。
中部为主要性能参数代号，用钻机标准钻进深度数字表示。如标准钻进深度为1500m的钻机，中部代号为1500。
尾部为变型代号，可用汉语拼音字母中的一个字母或数字为代号。无尾部的是指首次产品。如是第二次修改后的产品，尾部代号为2。钻机的名称是按照钻机综合特征及主要性能，以汉字拼音字母及数字编排成的代号来表示的。通常把这种代号称为型号，并以名牌指示在钻机上。
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第3章 钻机的总体设计
3.1设计钻机的应用场合
1500米型岩心钻机主要用于钻探深度为1500米的各种角度的放水孔、地质
构造孔、灭火孔、抽放瓦斯孔及铁路、公路、桥梁、隧道、国防建设、工业民用建设、农田打井及地质勘探、工程爆破以及其它用途的各种工程孔。
该机可用于不同硬度的岩石中钻探任何角度的钻孔，而在煤层、软岩层、硬岩层中钻孔和农田打井时效率最高。整个机组油两部分组成，即1500米型钻机，泥浆机。钻机清洗液为泥浆或清水。在地面钻探不需要使用钻塔，只有一定高度的三角架可供提升使用就可以。
1500米型液压钻机配备动力为电动或柴油机，使用于井上、井下或野外没有电源的场地作业。
3.2设计方案的确定
通过市场调研了解到，目前钻探工程对钻孔深度1500米左右的钻机需求量日趋增加，而当前的1500米钻机，存在着劳动强度大、适应性差等缺点。鉴于以上原因，我们决定改进1500米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具有以下特点：
1. 经济耐用可靠、质优价廉； 2. 便于解体搬运； 3. 体积小，重量轻； 4. 操作简单，维修方便；
5. 适用于直径50、60mm两种钻杆； 6. 适用于合金钻头或金刚石钻头钻进； 7. 钻进速度快，效率高； 8. 动力为电动机或柴油机。
经过调研和几次方案讨论，考虑到现场特点，从实际角度出发，确定方案如下：
1. 考虑到井上、井下和野外作业，动力可以选用电机和柴油机； 2. 考虑到有软岩石、硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高速
1232r/min;
3. 钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间，提高
有效钻进速度；
4. 考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全可靠；
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