摘  要✿ღ◈✿★：回转钻井是提高钻井效率与质量的有效技术措施✿ღ◈✿★。随着科技的日益发展✿ღ◈✿★，机械传动转盘式钻机 因自身自动化程度低导致劳动强度大✿ღ◈✿★、施工效率低等弊端渐渐退出施工场地✿ღ◈✿★，全液压动力头钻机越来越 受用户青睐✿ღ◈✿★。本文介绍回转钻机现状及BZCD600型全液压动力头钻机结构设计✿ღ◈✿★、优势特点✿ღ◈✿★、钻机应用等 情况✿ღ◈✿★，为我国钻机的研发提供了理论参考依据✿ღ◈✿★。 关键词✿ღ◈✿★：全液压✿ღ◈✿★；动力头✿ღ◈✿★；钻机 中图分类号✿ღ◈✿★：TH12    文献标识码✿ღ◈✿★：A    文章编号✿ღ◈✿★：1673-2154（2019）04-0030-04

　　（1.滨州市锻压机械厂✿ღ◈✿★，山东  滨州  256600✿ღ◈✿★；2.中国热带农业科学院农业机械研究所✿ღ◈✿★，广东  湛江 524000✿ღ◈✿★；3.湛江市凯翔科技有限公司✿ღ◈✿★，广东  湛江  524000）

　　动力头作为全液压动力头钻机的核心部件利来✿ღ◈✿★。✿ღ◈✿★，其 性能的好坏直接影响钻井的效率✿ღ◈✿★。该动力头配置 2 个大功率液压马达及行星减速机✿ღ◈✿★，再经过一级变速 后达到钻机所需要的转速及扭矩✿ღ◈✿★。该液压动力头通 过导向机构保证动力头在固定的轨道内上下移动✿ღ◈✿★； 导向机构内置滚轮✿ღ◈✿★，有效地减少轨道摩损✿ღ◈✿★。动力头 通过钢丝绳与钻塔两侧的给进油缸实现动力头的快

　　全液压动力头钻机主要由动力系统✿ღ◈✿★、液压系 统设备检测✿ღ◈✿★，✿ღ◈✿★、电气系统利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★、动力头系统✿ღ◈✿★、井架系统等主要部分 组成 [4]幸福花园全集未增删带翻译✿ღ◈✿★。 2.1  参数确定

　　通过市场调研及客户反馈✿ღ◈✿★，在传统 600 m 转 盘钻机的基础上✿ღ◈✿★，设计 BZD600 型全液压动力头驱 钻机✿ღ◈✿★。该钻机最大名义钻深 600 m✿ღ◈✿★，最大开孔直径 600 mm✿ღ◈✿★；动力头的最大扭矩 10 000 N·m✿ღ◈✿★，转速 0~ 120 r/min✿ღ◈✿★，动力头行程为10 m利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★，最大提升力250 kN✿ღ◈✿★， 最大加压力为53 kN✿ღ◈✿★；液压卷扬单绳的最大提升力为 10 kN✿ღ◈✿★，配置外平钻杆利来国标w66✿ღ◈✿★，✿ღ◈✿★，配套泥浆泵可实现泥浆钻 进✿ღ◈✿★；配套空压机✿ღ◈✿★，可实现气动潜孔锤钻进✿ღ◈✿★。 2.2  动力头设计

　　滨州市锻压机械厂根据现有市场需求✿ღ◈✿★，在多年 机械传动钻机生产制造经验的基础上✿ღ◈✿★，秉承“自动化✿ღ◈✿★、 高效率✿ღ◈✿★、以人为本”设计理念✿ღ◈✿★，成功研制 BZCD600 型全液压动力头钻机✿ღ◈✿★。该钻机具有✿ღ◈✿★：省略主动钻杆✿ღ◈✿★， 可以液压加减压给进✿ღ◈✿★，节省了辅助时间✿ღ◈✿★；动力头可 无级调速✿ღ◈✿★，能更好的满足钻井工艺要求✿ღ◈✿★；采用液压 传动✿ღ◈✿★，大大降低了劳动强度✿ღ◈✿★，减少了机械故障✿ღ◈✿★；自

　　输出大齿轮✿ღ◈✿★、主轴✿ღ◈✿★、箱体组成✿ღ◈✿★，如图 2 所示✿ღ◈✿★。2 个 液压马达通过减速增矩后将动力传递给输入齿轮✿ღ◈✿★， 再经过输出齿轮和减速装置后传递给主轴✿ღ◈✿★，主轴输 出设计扭矩及转速✿ღ◈✿★。主轴通过螺纹与钻杆✿ღ◈✿★、钻头连接幸福花园全集未增删带翻译✿ღ◈✿★， 主轴的旋转幸福花园全集未增删带翻译✿ღ◈✿★，带动钻杆及钻头旋转利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★，实现钻机工作✿ღ◈✿★。 通过液压操纵阀的控制✿ღ◈✿★，可实现通过流量改变动力 头的旋转速度及动力头的给进速度✿ღ◈✿★，以适应多工况 钻进需求幸福花园全集未增删带翻译✿ღ◈✿★。

　　动力头在钻进过程中始终受到不同程度的扭转 载荷及部分冲击载荷✿ღ◈✿★，因此✿ღ◈✿★，由输入齿轮✿ღ◈✿★、输出齿 轮及齿轮轴构成的减速装置为薄弱环节✿ღ◈✿★。在选材上 采用合金结构钢中的 40 Cr✿ღ◈✿★，性价比高✿ღ◈✿★，在满足力学 性能的基础上能很大地减小体积✿ღ◈✿★。结合不同深度✿ღ◈✿★、 不同岩层硬度及查阅相关资料初步设计动力头的最 大扭矩 10 000 N·m机械制造✿ღ◈✿★，✿ღ◈✿★，转速 0 ~ 120 r/min[6]✿ღ◈✿★。 2.3  液压系统

　　“十三五”规划以来✿ღ◈✿★，在习总书记“中国梦” 的指导下✿ღ◈✿★，国家大力发展基础建设✿ღ◈✿★，如水利工程✿ღ◈✿★、 高速铁路✿ღ◈✿★、大型桥梁等✿ღ◈✿★，这些建设给工程钻机及水

　　动实现钻井作业✿ღ◈✿★，例如✿ღ◈✿★：柴油机通过传动轴将动力 传递给钻机变速箱✿ღ◈✿★，经变速箱变速后一部分动力通 过传动轴传递给转盘✿ღ◈✿★，通过转盘的旋转带动主钻杆 旋转✿ღ◈✿★，从而带动钻头旋转实现钻井作业✿ღ◈✿★；另一部分 动力通过变速箱传递给机械绞车✿ღ◈✿★，通过绞车工作实 现钻具的提升与下放✿ღ◈✿★，如图 1 所示✿ღ◈✿★。当动力机采用 电动机时✿ღ◈✿★，传动原理大同小异✿ღ◈✿★，通常会选用 V 带传 动✿ღ◈✿★。V 带传动的缺点是✿ღ◈✿★：①必须使用主动钻杆加压✿ღ◈✿★。 ②传动链长✿ღ◈✿★，部件机械结构复杂✿ღ◈✿★，自动化程度低✿ღ◈✿★， 维修不方便✿ღ◈✿★。③操作者劳动强度大✿ღ◈✿★，辅助时间长幸福花园全集未增删带翻译✿ღ◈✿★， 施工效率低等✿ღ◈✿★。

　　回转钻井是靠动力带动钻头旋转✿ღ◈✿★，在旋转的过 程中对井底岩石进行破碎✿ღ◈✿★，同时循环钻井液以清洁 井底的钻井方法✿ღ◈✿★。钻具回转机构是回转器钻进过程 中钻机驱动钻具回转的一种机构幸福花园全集未增删带翻译利来国标娱乐w66官网✿ღ◈✿★，✿ღ◈✿★。从结构上分✿ღ◈✿★，回 转器有 3 种型式✿ღ◈✿★：立轴式利来国标娱乐w66官网✿ღ◈✿★，✿ღ◈✿★、转盘式和移动回转器 ( 动 力头 ) 式 [1-3]✿ღ◈✿★。回转器是钻机的主要工作机构之一✿ღ◈✿★， 其主要功能是带动钻具回转✿ღ◈✿★，为钻头有效地破碎岩 石提供合理的转速及转矩✿ღ◈✿★。回转器性能的好坏直接 影响钻进效率和质量✿ღ◈✿★。由于所钻地层✿ღ◈✿★、钻孔直径利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★、 钻进方法等不同✿ღ◈✿★，在钻进过程中钻头所需的转速及 转矩也各不相同✿ღ◈✿★，所以要求回转器具有一定的调速 范围✿ღ◈✿★，并在其调速范围之内能无级调节✿ღ◈✿★。钻进过程 回转器要平稳✿ღ◈✿★，震动和噪声要小✿ღ◈✿★。

　　收稿日期✿ღ◈✿★：2019-07-05 基金项目✿ღ◈✿★：湛江市科技计划项目（2018A02003）✿ღ◈✿★。 作者简介✿ღ◈✿★：王迎（1985—）利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★，男✿ღ◈✿★，工程师✿ღ◈✿★，从事水文水井钻机的设计与开发工作✿ღ◈✿★。 通讯作者✿ღ◈✿★：韦丽娇（1984—）利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★，女利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★，副高级研究员✿ღ◈✿★，主要从事热带农业装备方面的研究✿ღ◈✿★。

　　液压系统是用于驱动和操作控制钻机的系统 [7]✿ღ◈✿★。 液压系统由不同液压能源和各种回路构成✿ღ◈✿★。根据钻 机功能✿ღ◈✿★、技术性能利来国标娱乐w66✿ღ◈✿★、工作环境等要求✿ღ◈✿★、经过反复比 较选择基本能源和液压回路✿ღ◈✿★，系统原理图✿ღ◈✿★，如图 3 所示利来国标w66✿ღ◈✿★。