4.1.1 回转器
回转器由斜轴式变量柱塞马达、齿轮减速器和胶筒式液压卡盘组成。马达经两级齿轮减速，带动主轴及液压卡盘实现钻具的回转。调节马达排量可以调节转速。回转器主轴为通孔式结构，通孔直径75mm，更换不同直径的卡瓦组可使用Φ50、Φ42mm的常规钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制，回转器安装在给进机身的拖板上，借助给进油缸沿机身导轨往复运动，实现钻具的给进或起拔，机身刚度好，起下钻运行平稳。回转器具有侧向开合装置。液压卡盘采用液压夹紧、弹簧松开常开式结构，具有自动对中，安全可靠、卡紧力大等特点，它不但能保证正常钻进，还可用来升降钻具、强力起拔等（卡盘配用不同规格的钻杆、更换卡瓦时，用专用工具将卡瓦组的弹簧压缩放入胶筒内）。 4.1.2 夹持器
夹持器采用碟形弹簧夹紧，油压松开的常闭式结构。可以防止起下钻具时因突然停电引起的跑钻事故。夹持器固定在给进装置机身的前端，用于夹持孔内钻具并可配合回转器实现机械拧卸钻杆。夹持器卡瓦靠左右两根销轴与卡瓦座轴向固定，圆周方向的固定靠卡瓦座上的平键。只要将左右两根销轴抽出，卡瓦就可以取出，夹持器通孔即可通过Φ108mm的岩心管。 4.1.3 给进装置
采用油缸直接推、拉带动拖板及回转器沿给进机身导轨前后移动。
回转器与拖板之间采用类似于立轴钻机开箱式结构和联接方式。一边用销轴把拖板与回转器穿在一起，另一边用铰式螺栓把回转器压在拖板上，起下粗径钻具时，将螺栓松开，即可把回转器搬向销轴一侧，让开孔口。给进机身通过锁紧卡瓦固定在机架的前后立柱及支撑杆的横梁上。 4.1.4 机架
钻机的机架用于安装固定给进装置。
机架由一个爬履式底座、立柱、支撑油缸及支撑杆等部件组成，给进装置在机架上可以调整安装，并可利用支撑油缸调整倾角，以满足各种倾角钻孔的需要，支撑杆采用二节式结构，钻进较小倾角钻孔时，取下上面一节加长杆，钻进较大倾角钻孔时，再接上加长杆。利用爬履式底座以常规方法可将钻机安装在基台木上。 4.2 操纵台
操纵台是钻机的控制装置。由各种控制阀、压力表及管件等组成。钻机的回转、给进、起拔与卡盘、夹持器的联动功能是靠操纵台上的阀类元件组合来实现的。
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在操纵台上有马达回转、支撑油缸、给进起拔、起下钻转换及截止阀五个操作手把。增压、调压、背压三个调节手轮及指示系统压力、给进压力、起拔压力、回油压力的四块压力表。油管排列整齐，并有指示牌标明连接方法。各种油路控制阀安装在操纵台框架内。高压胶管采用扣压式接头，拆卸油管时用自带的堵头将油管两端接头出口封堵，以免管中油液漏失及脏物进入管中。
图2 操纵台
4.3 泵站
图3 泵站
泵站是钻机的动力源。它由防爆电动机、主油泵、副油泵、油箱、冷却器、滤油器、底座等部件组成。电动机通过弹性联轴器带动油泵工作，从油箱吸油并排出高压油，经
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操纵台驱动钻机的各执行机构工作。调节油泵端头的手轮即可改变油泵的排量，实现主机回转和给进速度的无级调整。
油箱是容纳液压油的容器，它置于油泵的上方。为了保证液压系统的正常工作，在油箱上设有多种保护装置。如吸油滤油器、回油滤油器、冷却器、空气滤清器、油温计、油位指示计、磁铁等，为避免在井下加油时脏物进入油箱，可通过空气滤清器加油。 综上所述钻机有以下特点：
a. 钻机由三大件组成、即主机、泵站、操纵台，可以根据场地情况灵活摆布；解体性好，搬迁运输方便。
b. 机械化拧卸钻具，可减轻工人劳动强度，提高工作效率。夹持器卡瓦可方便地取出，扩大其通孔直径，便于起下粗径钻具。
c. 单油缸直接给进与起拔钻具，结构简单，安全可靠，给进、起拔能力大，提高了钻机处理事故的能力。
d. 采用双泵系统，回转参数与给进工艺参数可以独立调节。变量油泵和变量马达相结合进行无级调整，转速和扭矩都可大范围调整，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力。
e. 回转器通孔直径大，更换不同直径的卡瓦可适用不同直径的钻杆，钻杆的长度不受钻机本身结构尺寸的限制。
f. 用支撑油缸调整机身角度方便省力，安全可靠。
g. 通过操纵台进行集中操作，人员可远离孔口一定距离，有利于人身安全。 h. 液压系统保护装置完备，提高了钻机工作的可靠性，主要液压元件采用国产先进定型产品，性能稳定可靠，通用性强。
5. 液压系统工作原理
钻机采用回转和给进分别供油的双泵开式循环液压系统，液压系统图见图4。其工作原理如下：
电动机(1)启动后，主油泵(2)经滤油器(3)截止阀(4)吸油，副油泵(9)经滤油器(26)吸油，输出的高压油进入操纵台的三位六通手动多路换向阀(8)，多路换向阀(8)由三联组成，左边一联称回转阀，控制油马达(11)的正转、反转和停止；中间一联称起落阀，控制支撑油缸(23)的伸出、回和停止；右边一联称给进起拔阀，控制给进油缸(15)的前进、后退和停止；同时和起下钻转换阀(21)联合控制液压卡盘(12)和夹持器(14)的夹紧、松开及同时夹紧。三联阀都处于中位时，主、副油泵均卸荷，油马达(11) 和油缸(15)处于浮动状态。操作回转阀，主油泵高压油全部进入回转油路。副油泵的高压油单独控制给进。
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停止回转，操作起落阀或给进起拔阀时，主、副油泵油液合流。
1.电动机 2.主油泵 3.吸油滤油器 4.截止阀 5.回油滤油器 6.冷却器 7.系统压力表 8.多路换向阀 9.副油泵 10.油路板 11.变量马达 12.液压卡盘 13.精滤油器 14.夹持器 15.给进油缸 16.溢流调压阀 17.给进压力表 18.节流阀组件 19.起拔压力表 20.截止阀 21.起下钻转换阀 22.单向节流阀 23.支撑油缸 24.双向液压锁 25.回油压力表 26.吸油滤油器 27.卡盘回油阀 28.补油阀 29.副油泵安全阀 30.主油泵安全阀
图4 液压系统图
为防止系统过载，多路换向阀内设有主油泵溢流安全阀(30)，由压力表(7)来监视，开启压力调定为21MPa。副油泵也设有安全阀(29)，其开启压力调定为12MPa。起落阀两端设有过载阀，开启压力调定为16MPa，使用时不得再进行调整，以防损坏机件。 总回油经回油滤油器⑸和冷却器⑹回到油箱，压力表(25)可以反映出回油滤油器的脏污程度。其它的泄漏回油直接回到油箱。
在回转油路中串联一个单向节流阀(22)，可以在马达正转时人为地提高系统工作压力，以克服施工上斜孔时，给进力大而卡盘打滑的现象。通过单向阀组(10)（在油路板内），可在油马达回转时，总向液压卡盘(12)供油，使卡盘夹紧。在液压卡盘的前方设有精滤油器(13)，以保护主轴及配油套。回转速度通过操作马达的变速手轮来实现。
联动转换阀为三位四通阀，通过此阀可以改变液压盘(12)和夹持器(14)与油缸(15)的联动方式，其联动方式为：起下钻时先将联动转换阀手把置于相应位置（即起钻或下
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钻位置），然后只需操作起下钻手把即可完成起下钻动作。当该阀处于中位时，其联动功能失效。
夹持器油路中串联一个截止阀(20)，用于钻进或称重时关闭夹持器油路，使夹持器保持打开状态，不受其它动作的影响。
给进起拔回路串联一个节流阀(18)，节流阀与一对串联的液控单向阀并联联接。必要时可以利用节流阀产生的背压使系统压力提高，确保夹持器能够完全打开，避免起、下钻进因系统压力过低，夹持器不能完全打开，造成钻杆擦伤。当回转器不带动钻杆移动时，两个液控单向阀由控制油打开，这样就有部分油液从单向阀中流过，减少了压力损失。
给进回路中并联一个溢流调压阀(16)，串联节流阀(18)，调节溢流调压阀，可以控制给进压力，其压力的大小由压力表(17)显示，实现加压钻进，调节节流阀，可控制给进速度，防止当钻头接触孔底时因速度过快产生冲击，损坏钻头；并可产生一定的背压实现减压钻进。
阀(28)为一个单向阀与可调节流阀串联的复合阀（在油路板内）称补油阀，在减压钻进时，为节流阀与油缸(15)间油路补油，确保减压钻进时背压的有效控制。关死节流阀(18)，还可实现回转钻进时，微动上提钻具。
液压卡盘的回油通过油路板内阀(27)控制，直接返回油箱，阀(27)由一个单向阀和节流阀串联而成，当卡盘夹紧时，单向阀关闭，避免压力油泄漏；卡盘需要张开时，控制油自动打开单向阀，卡盘内的油直接回油箱，卡盘即刻张开，调节节流阀可控制卡盘张开速度。
6. 钻机的稳装及管路连接
6.1 钻机的稳装
a. 在钻机运之前，先准备好场地，根据钻孔倾角，所用钻杆、岩心管的长短进行挑顶、起底或扩帮等工作。
b. 钻机运到工地之后，先稳装主机，再将操纵台、泵站摆放在有利操作安全的地方。 c. 在安装主机之前，根据钻孔倾角大小确定机身与机架的连接方式。当钻进下斜孔或垂直孔时，先将支撑杆接上，再将机身与立柱横梁、支撑杆横梁，支撑杆与横梁上锁紧卡瓦分别松开，用支撑油缸将机身缓缓顶起到所要求的角度，并将松开的卡瓦锁紧。最后用地脚螺钉把底座固定在基台木上，见图5。
当钻进大角度上斜孔时，机身要调头安装，支撑油缸杆在机身下面接头座上偏心安装。调整角度方式同前，见图6。
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