高性能全液压地质钻机关键技术及钻机系列

上世纪90年代，随着我国地质钻探工作量的不断增加，对地质钻机的需求越来越大，而我国使用的地质钻机大多是机械立轴式钻机，该类钻机给进行程短、操作不便、钻探效率低，严重制约了我国地质工作的发展。此时，美国、瑞典等国家全液压地质钻机纷纷进入中国市场，并实行技术封锁和价格垄断。1998年，吉林大学等单位开始对高性能全液压地质钻机及其关键技术进行攻关研究，突破了多项重大基础理论与关键技术，研发了地质岩心钻机、水平定向钻机、地质灾害治理锚固钻机等3大钻机系列，实现了钻机的长行程给进、高度自动化、高效节能等高性能，总体成果处于国际先进水平，部分达到了国际领先，主要取得了如下4方面的创新。1. 首次建立了完整的全液压地质钻机的理论分析与设计体系，为全液压地质钻机的系列化研制提供了理论和技术支撑。创建了具有自主知识产权的全液压地质钻机设计、分析和计算理论体系；建立了液压系统动态特性分析数学模型及评价指标；完成了国土资源部地质岩心钻探全液压动力头钻机等3项行业标准制定。2. 发明了全液压地质钻机专用液压系统，打破了国外对钻机液压控制关键技术的封锁。首次将负载敏感技术运用于地质钻机中，实现了负载自适应；通过消化吸收，研发了新型液压控制系统，突破了负载敏感系统关键技术瓶颈；通过强效散热、回转压力分级调节和桥式过滤等，解决了常规液压系统中存在的关键技术难题，形成了具有自主知识产权的创新技术。3. 发明了全液压地质钻机新型部件结构，实现了钻机结构的优化。研发了新型系列钻塔和自动装缷钻杆机构，满足了不同领域钻机的需要；研制了深孔钻探用液压动力头、自动送钻绞车、大吨位连续拔管机，高精度自动送钻系统，满足了我国深部找矿要求。发明了模块组合式的车载全液压钻机，节省了运移和安装时间和费用。4. 发明了液压钻机检测、控制方法及监测技术，添补了多项该研究领域国内空白。发明了新型钻机过载保护系统，预防了孔内事故；发明了对变量泵用控制手柄进行选择和参数设计的方法，实现了对操作手柄的准确控制；发明了性能参数智能检测泥浆混配系统及检测方法，解决了泥浆制备及检测系统效率低和性能不稳定等的难题。该成果已形成3大钻机系列89种型号，其中，岩心钻机从钻深300~3000米有27种型号；水平定向钻机从回拖力100~10450KN有40种型号；锚固钻机从钻深30~400米有22种型号。钻机销量分别占国内市场的32%-60%，在全国34个省市的多个行业得到成功应用，不但把国外钻机挤出了中国市场，还出口到德国、俄罗斯、法国等33个国家和地区。近三年，全液压地质钻机直接销售总额29.02亿元人民币，其中，外汇4389万美元；完成钻探工程量271.7万米，提高钻探施工效率32%。该成果公开出版著作和教材5部；发表学术论文84篇；完成行业标准3项；申请发明专利14项，其中，已授权发明专利6项，授权实用新型专利82项。培养博士和硕士研究生23名。该成果使我国地质钻机技术水平前进了40年。 2100433B

地质钻机岩心钻机

结构特点：该钻机采用机械传动，结构简单，便于维修和操作。钻机配有水刹车装置，能控制下钻速度，减少卷筒、闸带等零部件的磨损，消除升降系统的冲击力，保证下钻安全。在原有的钻机上进行技术改进，离合器部分增加了轴径装置，增强了主动轴的力量，且钻机变速箱内的齿轮也在原有基础上进行材质和工艺上的加强改进。

还有THJ-2600型岩心钻机，该钻机为60钻杆2600米，73钻杆2000米，用途：THJ-2000钻机，适用于煤田地质，水文地质、金属矿床、非金属矿床和天然气等深孔钻探工程，实用性、操作性和通用性强。

结构特点：钻机多部分采用了TSJ-2000E型水源钻机组件，转盘回转、机械传动、立轴式回转、液压油缸给进的结构形式。并且提升能力大、立轴通经大、转速范围广、重心低、传动平稳、坚固耐用，钻机布局合理，。可满足金刚石钻进，硬质合金钻进及绳索取芯钻进的工艺要求。钻机可配备电动机或柴油机两种动力，供用户根据作业环境或条件进行选择。

地质钻机水源钻机类

适用中浅层石油井和深层冷热水的开发，天然气、盐井钻进、煤层气开采、煤矿建井工程开发等工程。

主要是转盘式钻机。主要型号有TSJ-3000型，TSJ-2600型，TSJ-2000型，TSJ-1500型，TSJ-1000型，其转盘通经一般有三种，有435mm型，445mm型和660mm型，钻井深度从1000米至3000米之间。满足我国多数的水井，盐井，地热井，煤层气等大口径井的勘探 根据我国现有发展需要，对于地热井勘探需求愈发急切，国外地热井在能源使用中的比例为5%左右，而中国仅为不足1%，在我国大城市，比如北京，天津，上海等开发力度比较大，其余除部分地方城市如聊城，保定等其余都有待开发。小区中使用地热井，能够节省大概60%的消费。河北永明地质工程机械有限公司最近数年，着重发展水源钻机系列，在很多方面有重大改进，排除了原来转盘甩油漏油的缺点，而且对齿轮加强材质和生产精度，更符合使用要求，更耐用，更高效。

得到了市场一致的认可。

地质钻机探矿钻机类

主要用于地质找矿、水文水井、煤田地质勘探、石油和天然气勘探开发等领域的深孔钻探设备。主要机型有XY-5型，XY-6B型，该钻机集中了立轴式液压钻机的优点，可进行金刚石小口径钻进，也可进行大口径钻进，可以垂直钻孔，也可以钻斜孔。该钻机是深孔地质勘探钻孔的理想设备　结构特点：XY-6B型岩芯钻机采用液压传动，立轴转速高，调速范围广。 升降机配有水刹车，下降钻具平稳安全。 油浸湿式离合器，启动平稳，附有制动装置。 液压操作系统予留专用阀口，可供配备拧管机时使用。 钻机前后移车距离大，方便孔口作业。 立轴通孔直径大，可满足多种钻探工艺要求。 整机重量适中，解体性能好，便于运输搬迁。同时，我国最近几年，致力于液压全自动车载钻机的研发，各大探矿厂都拥有大同小异的全液压车载钻机。但同美国、德国、意大利的车载钻机比较起来，还有很大的发展空间。相信在5年左右时间，国内的全液压车载钻机也可以达到国外的技术水平，质量还是取决于国内整体发展水平。

用于地质勘探，包括煤田、石油、冶金、矿产、地质、水文、有色、核工业勘探的钻探机械设备称为钻机。我国原来拥有地质部、冶金部、煤炭部、核工业部等下管很多机械厂，等，都进行了改制。民营地质钻机生产厂家发展迅猛异军突起。