ZDY1200S(MK-4)型钻机全液压钻机介绍

钻机用途及主要参数

钻机主要用于瓦斯抽放、地质勘探、探放水、形尺寸、重量等都有特殊要求。注浆、灭火等，因而对钻机的防爆、外西安分院研制的MK系列钻机以钻孔深度、钻孔直径、钻杆直径、钻孔倾角、回转速度、输出扭矩、起拔能力、给进能力、给进行程、电机功率、外形尺寸及整机重量作为钻机的技术性能参数。鉴于钻机标定的钻孔深度受钻进工艺、施工要求、地层状况影响较大，很多情况下不能体现出钻机能力，ZDY系列钻机以功率等级作为主参数。

新修订的煤炭行业标准已对钻机的基本参数作出明确规定，包括主轴转矩、主轴转速、给进力、起拔力、给进行程、钻杆直径、主轴倾角、调整范围、电动机等共10项，

ZDY系列全液压钻机命名方法

ZDY1200S型，其中Z代表钻机(汉语拼音的第一个字母)，D表示钻机为动力头式，Y是液压钻机的特殊表示，1200是钻机的参数，钻机的主参数为钻机额定输出转矩，主参数后是钻机的特征说明，也用相应的字母表示。例如：ZDY1200S型钻机，S是钻机的特征说明，表示该钻机采用双泵系统。

工程实例：ZDY1200S型钻机

ZDY1200S型钻机由主机、泵站、操纵台三大部分组成，各部分之间用胶管连接。与MK-3型钻机相比较，该机型钻机油路采用双泵系统，回转与给进两个回路在钻进时分别是两个泵供油，互不干扰；卡盘和夹持器的结构也有了较大的变化，从而提高了钻机的整体性能。

ZDY1200S主机

主机由回转器、夹持器、给进装置及机架组成。各部分之间装拆方便。

(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，通孑L直径为75mm，更换不同直径的卡瓦组可使用Φ50mm、Φ42mm的常规钻杆和48mm绳索取心钻杆，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，实现钻具的给进与起拔，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、夹紧力大等特点，它不但能保证正常钻进，还可以用来升降钻具、强力起拔等(卡盘可通过更换卡瓦满足钻机配用不规格钻杆的要求，更换卡瓦时，需要专用工具将卡瓦组的弹簧压缩放人橡胶筒内)。

(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108mm岩心管。

(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启动。回转器与拖板之间采用类似于立轴钻具开箱式结构和连接方式。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，即可把回转器扳向销轴一侧，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)机架。钻机的机架用于安装固定给进装置。机架由爬履式底座、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头安装，并可以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，钻进较大倾角钻孔时，须接上加长杆，钻进较小倾角钻孔时，取下上面一节加长杆。利用爬履式底座可将钻机安装在基台木上。

ZDY1200S操纵台

操纵台是钻机的操纵装置，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。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纵手把，增压、调压、背压三个调节手轮及指示系统压力、给进起拔、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堵住，以免油管中的油液漏失及脏物进入管中。

ZDY1200S泵站

泵站是钻机的动力源。它由防爆电动机(易燃易爆环境中使用隔爆电动机，非易燃易爆环境中使用普通型电动机，产品铭牌中加“P”以示区别)、主泵、副泵、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，经操纵台驱动钻机的执行机构工作。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、油温器、油温计、油温指示计、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。

ZDY1200S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，液压系统如图2-33所示。其工作原理如下：

液压系统 图2-33

电动机启动后，主泵经滤油器、截止阀吸油，副泵经滤油器吸油，输出的高压油进入操纵台的三位六通手动多路换向阀。多路换向阀由三联组成：左边一联F1称回转阀，控制液压马达正转、反转、停止；中间一联F2：称起落阀，控制支撑油缸的伸出、回转和停止；右边一联F3。称给进起拔阀，控制给进油缸的前进、后退和停止，同时和起下钻功能转换阀联合控制液压卡盘和夹持器的夹紧、松开。三联阀都处于中位时，主、副油泵均卸荷，液压马达和油缸处于浮动状态。操作回转阀，主泵高压油全部进入回转油路。副泵的高压油单独控制给进。停止回转，操作起落阀或给进起拔阀时，主、副泵油液合流。

为防止系统过载，多路换向阀内设有主泵溢流安全阀，由压力表来监视，溢流安全阀的开启压力调定为21MPa。副泵也设有安全阀，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。

总回油经精滤油器和冷却器回到油箱，压力表可以反映出精滤油器的脏污程度。其他的泄漏回油直接回到油箱。

通过单向阀组(在油路板内)，可在液压表马达回转时，持续向液压卡盘供油，使卡盘夹紧。在回转油路中串联一个单向节流阀，可以在马达正转时人为地提高系统工作压力，增加进入卡盘的工作供油压力，克服给进力大时卡盘的打滑现象。在液压卡盘的前方设有精滤油器，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卡盘l2和夹持器与油缸的联动方式。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。当该阀处于中间位时，其联动功能失效。

夹持器油路中串联一个截止阀，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，不受其他动作的影响。

给进起拔回路串联一个节流阀，节流阀与一对串联的液控单向阀并联连接。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，这样就有部允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、串联节流阀，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显示，实现加压钻进，调节节流阀，可以控制给进速度，防止当转头接触孔底时因速度过快产生冲击，损坏钻头，并可以产生一定的背压实现减压钻进。

内阀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。其在减压钻进时，为节流阀与油缸间油路补油，确保减压钻进时背压的有效控制。关死节流阀，还可以实现在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控制，直接返回油箱。内阀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。