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【摘 要】结合岩心钻探生产施工，YDX-3L全液压钻机安装、拆迁工艺、钻进工艺等，以及全液压钻机在施工中性能优缺点及存在问题进行了分析阐述，并提出了宝贵意见。
【关键词】全液压钻机；安装；搬迁；钻进工艺；施工问题
YDX-3L-type Hydraulic Power Head Core Rig Experience
Wang Fei
(liaoning province metallurgical and geological exploration bureau team 404 liaoyang liaoning 111000)
【Abstract】The construction of core drilling production, YDX-3L hydraulic rig installation, demolition technology, drilling technology, as well as in the construction of hydraulic drilling rig performance advantages and disadvantages and problems described were analyzed, and made valuable suggestions.
【Key words】All-hydraulic Drilling;Installation;Removal;Drilling Technology;Construction Issues
我国地质勘探工作中，立轴式岩心钻机一直占主导地位，地矿系统XY系列，冶金系统XU系列立轴钻机占据了国内地质勘探取芯钻机的半壁江山，为我国地质勘探事业做出了不可磨灭的贡献。但对于地质勘探来说，大部分矿产成矿带均处于不同形式的构造带、断裂带上，地层极其复杂，导致钻进极其困难，岩心采取率很难保证。立轴式钻机给进行程短饿，需要经常倒杆，原本正常钻进的过程被人为地中断，在这短暂的倒杆过程中，破坏了原本正常钻进平衡状态。体现在岩心堵塞、孔壁掉块等方面，在金刚石钻进中，最重要的条件是在有效地岩心管长度内，尽可能地保持不中断，这就需要钻机具备长行程给进，一般立轴式钻机很难实现长行程给进。
动力头式钻机具备了实现长行程给进的技术条件。国际上的地质勘探取芯钻机基本上全部采用动力头式全液压钻机，而国内钻探技术人员也意识到了这些问题，但由于国内许多液压件，如泵、马达、阀等元件质量无法得到保证，使得钻机性能无法达到设计要求，在一定程度上阻碍了动力头式全液压钻机的推广与应用。近几年来，我国钻机厂家根据需要进口液压元件，国产液压元件的技术水平也基本达到国际先进水平，使得液压系统的稳定性、可靠性有了大幅度的提高。以北京天合众邦、山东探矿、无锡探矿等厂家为代表的动力头式全液压钻机，生产并形成系列产品，投放市场用于野外生产。
为加快岩心钻探设备更新，提高岩心钻探生产效率，我局于2007年～2010年，先后引进北京天合众邦勘探有限公司生产的YDX-3L动力头式全液压岩心钻机五台，全部投入野外地质找矿勘探生产中，使用效果非常好，体会如下：
1.钻机安装及拆迁
按照地质所放孔位，确定钻机安装地盘位置。先对钻机的位置进行地盘的修整，修整面积6m*4m。一种方法是对地面进行夯实，然后平整；另一种方法是利用钻机履带行走和其自身重量，钻机在所确定安装地盘的位置，钻机来回行走碾压，压实工作面，尤其是钻机四个支腿油缸和桅杆地面的位置。地盘修整后，按照钻孔位置，钻机开进就位。四个支腿油缸下面垫两块3500*200*200横枕木，然后支起四个支腿油缸并调平。按照地质钻孔顶角的方位角，进行调整角度，确定顶角和方位角后，固定桅杆付支腿及滑移锁紧，最后桅杆固定4根绷绳，保证桅杆稳定安全。
挖泥浆循环槽和泥浆池，根据钻孔深度确定泥浆循环槽长短和泥浆池规格大小。连接水接头及水泵管道，最后铺上地板，地板与夹持口基本上一平，中间部位垫实，以免工作面地板悬空，防止发生人身事故。钻机安装好后，就可以准备开钻了。
钻孔施工结束后，进行拆迁。先把桅杆落下，并折叠回到支架上固定，收回四个支腿油缸，对其附属件进行清理。没有障碍后，进行移动钻机，准备下孔进行施工，注意要点，起落桅杆、操纵手柄要匀速，不可快速猛起、猛落，折叠桅杆时要锁紧，防止桅杆变形，行走时，速度控制2公里/小时之内，防止钻机倾翻，预防人身及设备事故。
2. 施工工艺
2.1 开孔前，对钻机各部位进行仔细检查。启动柴油机，低速空转3～5分钟，进行预热，水温正常后，然后才可以正常作业。
四纪层开孔钻进工艺：采用低转速、轻压力、小泵量，控制钻进速度，防止钻孔弯曲。开孔钻具2～3m，开孔口径一般采用110mm或91mm合金单管钻进，钻进至基岩下入108mm或89mm套管；采用泥浆护壁钻进，泥浆搅拌采用钻机自带高速搅拌器搅拌。泥浆池或水箱中不能有缠绕物，避免损坏搅拌器。
套管下入孔内后，要进行固定，防止钻孔偏斜，达到地质设计要求。
2.2 基岩钻进工艺：下完套管后，采用s75金刚石绳索取芯钻进钻进压力、转速、泵量等钻进参数与立轴上的岩心钻机参数基本相同，但在操作上有所不同，钻进前，动力头合箱螺母必须拧紧，柴油机转速控制在1800～2000转/分，主卷扬刹车控制在浮动位置，系统主压力控制在25MPa之内；启动动力头时，应从低速到高速，液压马达转速控制手柄在慢速位置，启动后再变高速位置。动力头由高速旋转状态到停止时，控制手柄缓慢地操作，控制其减速到停止，禁止动力头由正转直接打到反转，防止损坏液压马达。
绳索取芯钻进工艺：钻机主卷扬，副卷扬靠液压控制手柄来完成，控制阀开闭大小，直接控制住卷扬，副卷扬下、上速度及停止。尤其是绳索取芯绞车，升降速度很快，在操作时，柴油机转速控制在怠速状态，缓慢操纵控制手柄，平稳提升取芯内管。绳索取芯钻杆上扣和卸扣由动力头完成，操作时，主卷扬控制在刹车状态，扶正器立起。上、下钻时，提引蘑菇头与连接钻杆丝扣要拧紧，防止钻杆脱扣和跑钻。在钻进施工中，若时间较长，桅杆与底部工字钢之间可能松动，要重新固定滑移桅杆，重新压紧。调整桅杆副支腿油缸时，桅杆角度不能改变。
2.3 事故处理：正常钻进中，如发生烧钻、卡钻事故时，动力头不能立刻停止。首先，快速顶起钻杆，然后，回转控制手柄，操作要缓慢、慢慢地推向停止位置，让钻杆慢慢返劲，直到自由状态，否则，控制手柄快速推到停止位置，容易发生动力头及钻杆反转，损坏液压马达，造成设备事故。
钻机维护：每班在施工前，对动力头进行注油，按照说明书对柴油机及运转部位进行维护，保证钻机正常运转。
3. 施工体会
3.1 安装、搬迁速度快，省时省力。
我们在二00八年海城某铁矿和内蒙大阪某铁矿勘探施工，两个矿区都在平原地带，经过农村土道及过砂卵石河道，施工钻孔50多个，钻孔距离400m，最远4Km，钻孔深度200～300m，安装和搬迁频繁，劳动强度大。采用YDX-3L全液压钻机履带自行走，当天停钻并搬迁，当天可以开钻。而使用XY-44钻机及四脚塔设备，进行拆卸、运输及安装需要三天的时间才能正常生产。在二0 0九年本溪某铁矿勘探施工，该施工区处于森林地带，高山陡峭，经过挖掘机及人工开道后，路坡度比较大，达到20～30°左右，主要靠四不像车运输，搬迁道路难走，运输困难而且很不安全，而YDX-3L全液压钻机靠履带行走，显现出其设备爬坡能力，性能非常好，节省了运输及安装时间，加快了施工速度。
3.2 钻进效率高，劳动强度低。
YDX-3L动力头式全液压钻机，给进行程3.5m，而立轴式钻机给进行程一般0.5～1m，在正常钻进中，避免了频繁倒杆，节省了辅助时间，提高了回次进尺长度，尤其是在岩层破碎孔段，立轴式钻机频繁停车倒杆，破坏了孔内岩心，很容易发生内管岩心堵塞，而YDX-3L动力头式全液压钻机一次加管，平稳钻进，减少了岩心堵塞，增加了回次进尺，避免了频繁提下钻，增加了纯钻时间，提高了效率。
YDX-3L动力头式全液压钻机，具有动力头拧卸扣功能，使用时非常方便，而且速度快，提钻和下钻，不用人拧扣和卸扣，减少了工人劳动强度。
3.3 节省钻探费用，降低了钻探成本。
YDX-3L动力头式钻机是靠柴油机驱动液压马达来实现钻机行走，钻机回转、给进、升降钻具等液压机构，柴油机耗油多少，直接关系到岩心钻探成本高低之一。经过两年的使用，我们得出，在无电区及高山区施工，地质条件相同，使用功率基本相同柴油发电机组和使用全液压钻机，柴油费用消耗上来说，全液压钻机比较省油。我们统计了二0 0 八年，全年四0一队全液压钻机和100KW发电机组柴油消耗情况，每米节省柴油1.6L，按当时市场价格6.3元/升计算，每米可节省钻探成本7.3元左右，经济效益比较明显，具体情况见比较表表1。
3.4 存在问题。
在近两年的岩心钻探生产中，也发现了一些问题。在发生钻探事故时，如发生卡钻、烧钻、埋钻等事故，全液压钻机处理事故的能力弱。若强力处理，损坏液压泵及液压密封件。在处理钻孔事故中，我们借助液压起重机，先用液压起重机起拔，把钻具及钻杆起活后，再用钻机去处理。在内蒙某铁矿施工中，钻机深度1006米，立根短，上下钻耗费时间长。国家863计划研制全液压钻机带附塔，解决深孔钻进中，增加钻杆立根长度，缩短上下钻时间，有望以后此问题能够解决。
［文章编号］1006-7619（2011）09-27-940
［作者简介］ 王飞（1962-），男，汉族，籍贯：辽宁本溪人，职称：助理工程师，专业：钻探工程，工作单位：辽宁省冶金地质勘查局四 0 四队，从事岩心钻探技术管理，推广金刚石绳索取芯钻进工艺等工作。
(上接第114页)
了。可以想象，在较大摩擦系数的路面行驶时，有ABS系统(即采取“刹”)反而延长了制动距离。（2）制动时制动踏板的振颤，以及产生液压工作噪声，都是ABS的正常反应，如果没有这些迹象则表明系统可能出现故障。（3）制动时，只有始终踩住制动踏板不放松，ABS系统才能发挥作用，如果再人为地进行“点刹”反而会影响制动效能。（4）注意轮胎规格必须保持一致性，因为更换不同的轮胎将会影响ABS系统功能的正常发挥，继而危及制动安全。
7. 科学维护自动变速器
自动变速器为驾驶员减少操作程序、降低驾驶强度、提高舒适性和安全性带来了极大便利。但由于它特殊的结构与工作原理，决定了驾驶员必须精心维护和谨慎使用：（1）必须添加指定的耐高温的自动变速器油(液力传动油)，严禁用普通的变速箱齿轮油替代，因为液力变扭器内的液压油高速循环流动会产生很高的温度。（2）车辆蓄电池缺电不能发动时，只能用跨接另一辆车的蓄电池进行起动，严禁采用牵引推动的方式起动发动机。（3）机械出现故障时，禁止被长距离或高速牵引，也禁止倒车牵引，否则会损坏变速箱。（4）短暂停车时不必挂入N挡(空挡)，只需保持怠速状态，踩下制动踏板即可。（5）机械长时间停放特别是停在坡道上，在挂入P挡(停车挡)的同时还需使用驻车制动(个别不带的除外)。
8. 精心爱护电子油泵
现代机械的电子油泵常设在燃油箱内，且接近油箱底部。在使用过程中应当注意：（1）必须按照要求定期清洗燃油箱，防止燃油箱底部杂质过多而损坏油泵。（2）油箱内油量不足时必须及时加注，否则电子油泵的空转极易导致整机烧毁。（3）加注油料时防止油量过满，否则长此以往容易导致油量仪表显示失真，出现实际油量过少或损坏油泵。
［文章编号］1006-7619（2011）10-22-979
【关键词】全液压钻机；安装；搬迁；钻进工艺；施工问题
YDX-3L-type Hydraulic Power Head Core Rig Experience
Wang Fei
(liaoning province metallurgical and geological exploration bureau team 404 liaoyang liaoning 111000)
【Abstract】The construction of core drilling production, YDX-3L hydraulic rig installation, demolition technology, drilling technology, as well as in the construction of hydraulic drilling rig performance advantages and disadvantages and problems described were analyzed, and made valuable suggestions.
【Key words】All-hydraulic Drilling;Installation;Removal;Drilling Technology;Construction Issues
我国地质勘探工作中，立轴式岩心钻机一直占主导地位，地矿系统XY系列，冶金系统XU系列立轴钻机占据了国内地质勘探取芯钻机的半壁江山，为我国地质勘探事业做出了不可磨灭的贡献。但对于地质勘探来说，大部分矿产成矿带均处于不同形式的构造带、断裂带上，地层极其复杂，导致钻进极其困难，岩心采取率很难保证。立轴式钻机给进行程短饿，需要经常倒杆，原本正常钻进的过程被人为地中断，在这短暂的倒杆过程中，破坏了原本正常钻进平衡状态。体现在岩心堵塞、孔壁掉块等方面，在金刚石钻进中，最重要的条件是在有效地岩心管长度内，尽可能地保持不中断，这就需要钻机具备长行程给进，一般立轴式钻机很难实现长行程给进。
动力头式钻机具备了实现长行程给进的技术条件。国际上的地质勘探取芯钻机基本上全部采用动力头式全液压钻机，而国内钻探技术人员也意识到了这些问题，但由于国内许多液压件，如泵、马达、阀等元件质量无法得到保证，使得钻机性能无法达到设计要求，在一定程度上阻碍了动力头式全液压钻机的推广与应用。近几年来，我国钻机厂家根据需要进口液压元件，国产液压元件的技术水平也基本达到国际先进水平，使得液压系统的稳定性、可靠性有了大幅度的提高。以北京天合众邦、山东探矿、无锡探矿等厂家为代表的动力头式全液压钻机，生产并形成系列产品，投放市场用于野外生产。
为加快岩心钻探设备更新，提高岩心钻探生产效率，我局于2007年～2010年，先后引进北京天合众邦勘探有限公司生产的YDX-3L动力头式全液压岩心钻机五台，全部投入野外地质找矿勘探生产中，使用效果非常好，体会如下：
1.钻机安装及拆迁
按照地质所放孔位，确定钻机安装地盘位置。先对钻机的位置进行地盘的修整，修整面积6m*4m。一种方法是对地面进行夯实，然后平整；另一种方法是利用钻机履带行走和其自身重量，钻机在所确定安装地盘的位置，钻机来回行走碾压，压实工作面，尤其是钻机四个支腿油缸和桅杆地面的位置。地盘修整后，按照钻孔位置，钻机开进就位。四个支腿油缸下面垫两块3500*200*200横枕木，然后支起四个支腿油缸并调平。按照地质钻孔顶角的方位角，进行调整角度，确定顶角和方位角后，固定桅杆付支腿及滑移锁紧，最后桅杆固定4根绷绳，保证桅杆稳定安全。
挖泥浆循环槽和泥浆池，根据钻孔深度确定泥浆循环槽长短和泥浆池规格大小。连接水接头及水泵管道，最后铺上地板，地板与夹持口基本上一平，中间部位垫实，以免工作面地板悬空，防止发生人身事故。钻机安装好后，就可以准备开钻了。
钻孔施工结束后，进行拆迁。先把桅杆落下，并折叠回到支架上固定，收回四个支腿油缸，对其附属件进行清理。没有障碍后，进行移动钻机，准备下孔进行施工，注意要点，起落桅杆、操纵手柄要匀速，不可快速猛起、猛落，折叠桅杆时要锁紧，防止桅杆变形，行走时，速度控制2公里/小时之内，防止钻机倾翻，预防人身及设备事故。
2. 施工工艺
2.1 开孔前，对钻机各部位进行仔细检查。启动柴油机，低速空转3～5分钟，进行预热，水温正常后，然后才可以正常作业。
四纪层开孔钻进工艺：采用低转速、轻压力、小泵量，控制钻进速度，防止钻孔弯曲。开孔钻具2～3m，开孔口径一般采用110mm或91mm合金单管钻进，钻进至基岩下入108mm或89mm套管；采用泥浆护壁钻进，泥浆搅拌采用钻机自带高速搅拌器搅拌。泥浆池或水箱中不能有缠绕物，避免损坏搅拌器。
套管下入孔内后，要进行固定，防止钻孔偏斜，达到地质设计要求。
2.2 基岩钻进工艺：下完套管后，采用s75金刚石绳索取芯钻进钻进压力、转速、泵量等钻进参数与立轴上的岩心钻机参数基本相同，但在操作上有所不同，钻进前，动力头合箱螺母必须拧紧，柴油机转速控制在1800～2000转/分，主卷扬刹车控制在浮动位置，系统主压力控制在25MPa之内；启动动力头时，应从低速到高速，液压马达转速控制手柄在慢速位置，启动后再变高速位置。动力头由高速旋转状态到停止时，控制手柄缓慢地操作，控制其减速到停止，禁止动力头由正转直接打到反转，防止损坏液压马达。
绳索取芯钻进工艺：钻机主卷扬，副卷扬靠液压控制手柄来完成，控制阀开闭大小，直接控制住卷扬，副卷扬下、上速度及停止。尤其是绳索取芯绞车，升降速度很快，在操作时，柴油机转速控制在怠速状态，缓慢操纵控制手柄，平稳提升取芯内管。绳索取芯钻杆上扣和卸扣由动力头完成，操作时，主卷扬控制在刹车状态，扶正器立起。上、下钻时，提引蘑菇头与连接钻杆丝扣要拧紧，防止钻杆脱扣和跑钻。在钻进施工中，若时间较长，桅杆与底部工字钢之间可能松动，要重新固定滑移桅杆，重新压紧。调整桅杆副支腿油缸时，桅杆角度不能改变。
2.3 事故处理：正常钻进中，如发生烧钻、卡钻事故时，动力头不能立刻停止。首先，快速顶起钻杆，然后，回转控制手柄，操作要缓慢、慢慢地推向停止位置，让钻杆慢慢返劲，直到自由状态，否则，控制手柄快速推到停止位置，容易发生动力头及钻杆反转，损坏液压马达，造成设备事故。
钻机维护：每班在施工前，对动力头进行注油，按照说明书对柴油机及运转部位进行维护，保证钻机正常运转。
3. 施工体会
3.1 安装、搬迁速度快，省时省力。
我们在二00八年海城某铁矿和内蒙大阪某铁矿勘探施工，两个矿区都在平原地带，经过农村土道及过砂卵石河道，施工钻孔50多个，钻孔距离400m，最远4Km，钻孔深度200～300m，安装和搬迁频繁，劳动强度大。采用YDX-3L全液压钻机履带自行走，当天停钻并搬迁，当天可以开钻。而使用XY-44钻机及四脚塔设备，进行拆卸、运输及安装需要三天的时间才能正常生产。在二0 0九年本溪某铁矿勘探施工，该施工区处于森林地带，高山陡峭，经过挖掘机及人工开道后，路坡度比较大，达到20～30°左右，主要靠四不像车运输，搬迁道路难走，运输困难而且很不安全，而YDX-3L全液压钻机靠履带行走，显现出其设备爬坡能力，性能非常好，节省了运输及安装时间，加快了施工速度。
3.2 钻进效率高，劳动强度低。
YDX-3L动力头式全液压钻机，给进行程3.5m，而立轴式钻机给进行程一般0.5～1m，在正常钻进中，避免了频繁倒杆，节省了辅助时间，提高了回次进尺长度，尤其是在岩层破碎孔段，立轴式钻机频繁停车倒杆，破坏了孔内岩心，很容易发生内管岩心堵塞，而YDX-3L动力头式全液压钻机一次加管，平稳钻进，减少了岩心堵塞，增加了回次进尺，避免了频繁提下钻，增加了纯钻时间，提高了效率。
YDX-3L动力头式全液压钻机，具有动力头拧卸扣功能，使用时非常方便，而且速度快，提钻和下钻，不用人拧扣和卸扣，减少了工人劳动强度。
3.3 节省钻探费用，降低了钻探成本。
YDX-3L动力头式钻机是靠柴油机驱动液压马达来实现钻机行走，钻机回转、给进、升降钻具等液压机构，柴油机耗油多少，直接关系到岩心钻探成本高低之一。经过两年的使用，我们得出，在无电区及高山区施工，地质条件相同，使用功率基本相同柴油发电机组和使用全液压钻机，柴油费用消耗上来说，全液压钻机比较省油。我们统计了二0 0 八年，全年四0一队全液压钻机和100KW发电机组柴油消耗情况，每米节省柴油1.6L，按当时市场价格6.3元/升计算，每米可节省钻探成本7.3元左右，经济效益比较明显，具体情况见比较表表1。
3.4 存在问题。
在近两年的岩心钻探生产中，也发现了一些问题。在发生钻探事故时，如发生卡钻、烧钻、埋钻等事故，全液压钻机处理事故的能力弱。若强力处理，损坏液压泵及液压密封件。在处理钻孔事故中，我们借助液压起重机，先用液压起重机起拔，把钻具及钻杆起活后，再用钻机去处理。在内蒙某铁矿施工中，钻机深度1006米，立根短，上下钻耗费时间长。国家863计划研制全液压钻机带附塔，解决深孔钻进中，增加钻杆立根长度，缩短上下钻时间，有望以后此问题能够解决。
［文章编号］1006-7619（2011）09-27-940
［作者简介］ 王飞（1962-），男，汉族，籍贯：辽宁本溪人，职称：助理工程师，专业：钻探工程，工作单位：辽宁省冶金地质勘查局四 0 四队，从事岩心钻探技术管理，推广金刚石绳索取芯钻进工艺等工作。
(上接第114页)
了。可以想象，在较大摩擦系数的路面行驶时，有ABS系统(即采取“刹”)反而延长了制动距离。（2）制动时制动踏板的振颤，以及产生液压工作噪声，都是ABS的正常反应，如果没有这些迹象则表明系统可能出现故障。（3）制动时，只有始终踩住制动踏板不放松，ABS系统才能发挥作用，如果再人为地进行“点刹”反而会影响制动效能。（4）注意轮胎规格必须保持一致性，因为更换不同的轮胎将会影响ABS系统功能的正常发挥，继而危及制动安全。
7. 科学维护自动变速器
自动变速器为驾驶员减少操作程序、降低驾驶强度、提高舒适性和安全性带来了极大便利。但由于它特殊的结构与工作原理，决定了驾驶员必须精心维护和谨慎使用：（1）必须添加指定的耐高温的自动变速器油(液力传动油)，严禁用普通的变速箱齿轮油替代，因为液力变扭器内的液压油高速循环流动会产生很高的温度。（2）车辆蓄电池缺电不能发动时，只能用跨接另一辆车的蓄电池进行起动，严禁采用牵引推动的方式起动发动机。（3）机械出现故障时，禁止被长距离或高速牵引，也禁止倒车牵引，否则会损坏变速箱。（4）短暂停车时不必挂入N挡(空挡)，只需保持怠速状态，踩下制动踏板即可。（5）机械长时间停放特别是停在坡道上，在挂入P挡(停车挡)的同时还需使用驻车制动(个别不带的除外)。
8. 精心爱护电子油泵
现代机械的电子油泵常设在燃油箱内，且接近油箱底部。在使用过程中应当注意：（1）必须按照要求定期清洗燃油箱，防止燃油箱底部杂质过多而损坏油泵。（2）油箱内油量不足时必须及时加注，否则电子油泵的空转极易导致整机烧毁。（3）加注油料时防止油量过满，否则长此以往容易导致油量仪表显示失真，出现实际油量过少或损坏油泵。
［文章编号］1006-7619（2011）10-22-979