地质勘查钻机电液比例液压系统设计

　　目前我国地质勘查钻机普遍采用定量泵与普通液压阀组成的液压系统，钻进功能单一，不适应复杂地层钻进工艺要求。JDD-100 型地质勘查钻机由液压驱动，具有回转、振动、冲击、静压多种钻进功能，还可随钻测量地层电阻率、孔隙度等地质参数。钻机如图1所示。

　　钻机工作参数如表1 所示。

　　1 城市地质勘查钻机钻进性能要求

　　1. 1 优化钻进

　　钻进过程中，各种地层有不同的最优钻进规程参数与之对应。钻压、转速需稳定保持在最优钻进规程参数附近，避免过大的波动。钻机始终以最优规程参数钻进，提高钻进效率。

　　1. 2 精确钻进

　　地质勘查钻孔深度较浅，但地层复杂多样。一次钻进可遇到多种地层，钻机须根据不同地层，及时、准确地调整钻压、转速等参数，使钻进规程参数与地层相适应。

　　1. 3 高效钻进

　　钻机须具有较高的钻进效率，自动化程度高，可操作性好，缩短施工周期，提高经济效益。同时功率损耗小，节能高效。

　　JDD-100 型地质勘查钻机液压系统采用电液比例技术，可精确控制钻压、转速。无级调节钻进压力、回转速度。给进行程长，调速范围大。工作平稳、易于操作、高效节能。

　　该钻机由给进机构、回转机构、振动机构、起塔机构、钻杆夹持拧卸机构、绞车升降机构、静力触探机构、钻机调平机构、锁紧机构、泥浆循环机构、液压油散热器等组成。其中给进机构与回转机构控制钻进压力和回转速度这两项重要的钻进规程参数。现针对给进与回转机构的液压系统进行分析。

　　2 给进机构液压系统设计

　　2. 1 给进机构液压系统设计要求

　　给进机构带动动力头上升或下降以达到提升钻具或向下钻进的目的。给进液压缸采用长行程双作用液压缸。液压缸固定在钻塔内，活塞杆通过链条倍速机构带动动力头在钻塔上滑动。

　　地质勘查时，使用硬质合金取心钻头钻进，碎岩机理主要是硬质合金切削具的切削作用。钻进过程中如果给进压力过低，钻头切削具无法切入岩石，钻进速度将变慢甚至不进尺。如果钻进压力过大，会加速钻头切削具磨损，缩短钻头寿命。在软地层钻进，钻压过大会出现钻头泥包现象，降低钻进效率。

　　给进机构的主要作用是提供准确的钻进压力。同时变量泵根据负载的变化自动调节流量，使流量与工作负载相适应。钻进速度受负载的影响实时变化。钻进速度慢，负载大时需要小的给进流量。钻进速度快，负载小时需要大的给进流量，同时需保持钻进压力恒定。选用电液比例遥控恒压泵控系统可满足上述要求。