水平定向鉆原理

1、對(duì)于鉆頭在水平定向鉆機(jī)施工過(guò)程中， 需要使用與鉆機(jī)功率相匹配的泥漿液攪拌裝置， 的鉆進(jìn)和殼壁的支撐保護(hù)有著十分重要的作用。 下面， 中國(guó)網(wǎng)為您公布水平定向鉆機(jī)工作原 理及結(jié)構(gòu)圖一覽。水平定向鉆機(jī)工作原理水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)配套的新型泥漿攪拌裝置的結(jié)構(gòu)該新型攪拌裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 分為以下幾大系統(tǒng) ;汽油機(jī)泵與攪拌罐間通過(guò)軟管連接系統(tǒng)， 該系 統(tǒng)由汽油機(jī)泵、軟管、 Y 型過(guò)濾器、彎頭等組成，其特點(diǎn)為：汽油機(jī)泵不斷地將泥漿 液通過(guò) Y 型過(guò)濾器 不停地?cái)嚢?;罐頂部噴管系統(tǒng)， 該系統(tǒng)由內(nèi)外絲接頭、 噴管、圓柱連接體、 彎頭、過(guò)濾罩、三通、管 道內(nèi)文丘里噴嘴、彎頭、墊圈、鎖緊螺母、塑料管、內(nèi)襯噴嘴組 成，內(nèi)

2、外絲接頭固定在噴管上，噴管固 定在三通上，彎頭、過(guò)濾罩固定在圓柱連接體上， 圓柱連接體固定在三通上，內(nèi)襯噴嘴固定在管道內(nèi)文 丘里噴嘴上，管道內(nèi)文丘里噴嘴、彎 頭固定在塑料管上，墊圈、鎖緊螺母固定在攪拌罐上等組成，固 定在攪拌罐的上面，其特 點(diǎn)為：一方面對(duì)攪拌罐內(nèi)的混合液不斷攪拌， 另一方面在系統(tǒng)循環(huán)的同時(shí)通過(guò)罐頂部噴管系 統(tǒng)內(nèi)的文丘里噴嘴而形成的負(fù)壓，經(jīng)進(jìn)料塑料軟管將膨潤(rùn)土自動(dòng)吸入攪拌罐內(nèi)，可迅 速完 成攪拌罐內(nèi)泥漿的配比要求 ;下部噴管系統(tǒng)，該系統(tǒng)由罐內(nèi)文丘里噴嘴、加強(qiáng)筋、罐內(nèi)噴嘴、 內(nèi) 鎖緊螺母、軟墊圈、外鎖緊螺母、彎頭、水管、外墊圈組成，其特點(diǎn)為：罐內(nèi)文丘里噴 嘴焊在加強(qiáng)筋 上，由大小頭

3、、直圓管、管徑擴(kuò)大管組成，罐內(nèi)噴嘴一端焊在加強(qiáng)筋上，另 一端固定在內(nèi)鎖緊螺母 上，其頭端為大小頭，內(nèi)鎖緊螺母、軟墊圈、外鎖緊螺母、外墊圈 固定在攪拌罐上，水管固定在彎頭 上，彎頭固定在外鎖緊螺母上。水平定向鉆機(jī)配套的新型泥漿攪拌裝置的結(jié)構(gòu)的工作原理先將水通過(guò)加水口 10 注入罐內(nèi)，汽油機(jī)泵將水從底部膠管1 吸入并打入進(jìn)水膠管 3 ，經(jīng) Y 型過(guò) 濾器 5 過(guò)濾，分為兩路：一路經(jīng)罐頂部噴管系統(tǒng) 9從罐體 11 頂部噴下 ;另一路經(jīng)四通閥 14 和膠管 15 從底部噴管系統(tǒng) 2 噴出，以此可大 大地增加攪拌效 率 ;同時(shí)罐頂部噴管系統(tǒng) 9 利用系統(tǒng)內(nèi)的文丘里噴嘴產(chǎn)生的負(fù)壓將膨潤(rùn)土 從塑料管 7 內(nèi)

4、吸入并與水液 混合攪拌，混合液在罐體 11 內(nèi)得到不斷循環(huán)攪拌，從而達(dá)到 配制泥漿液的目的。另外，水與膨潤(rùn)土的 配比可通過(guò)膨潤(rùn)土的吸入量來(lái)控制。一般十分鐘 左右即可完成 1700L 液體的配制。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)：水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)底盤(pán)的結(jié)構(gòu)水平定向鉆機(jī)的底盤(pán)是指機(jī)體與行走機(jī)構(gòu)相連接的部件，它把機(jī)體的重量傳給行走機(jī)構(gòu)，并緩和 地面?zhèn)鹘o機(jī)體的沖擊，保證水平定向鉆機(jī)行駛的平順性和工作的穩(wěn)定性，底盤(pán) 是水平定向鉆機(jī)的骨 架，用來(lái)安裝所有的總成和部件，使整機(jī)成為一個(gè)整體。水平定向鉆 機(jī)底盤(pán)目前的結(jié)構(gòu)一般為液壓驅(qū) 動(dòng)，剛性連接式車(chē)架，底盤(pán)主要包括車(chē)架及行走裝置，車(chē) 架為框架焊接結(jié)構(gòu)，上面有發(fā)動(dòng)機(jī)、油水散 熱

5、器、燃油及液壓油箱、操縱裝置等的安裝支 架;底盤(pán)的行走裝置主要包括驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、支重輪、托鏈輪、履帶總成、履帶漲緊裝置及行走減速機(jī)、縱梁等組成、行走裝置中左、右縱梁分別整體焊接 后，與中間整體框架式 車(chē)架用高強(qiáng)度螺栓連接成為一個(gè)整體車(chē)架。底盤(pán)的車(chē)架后端可兩個(gè)蛙式支腿或 兩個(gè)垂直的 支腿，可有效降低支腿部分重量及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)， 水平定向鉆機(jī)工作時(shí)支腿支起， 增強(qiáng)整車(chē)的 穩(wěn) 定性。底盤(pán)的行走減速機(jī)目前一般用進(jìn)口的內(nèi)藏式行星減速機(jī)（包括馬達(dá) ）或兩點(diǎn)式變量馬達(dá)減速機(jī)， 可進(jìn)口帝人或其它廠家的產(chǎn)品，行走時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)行走快慢雙速，輸出扭矩大、結(jié) 構(gòu)緊湊。底盤(pán)的行走 裝置主要包括履帶張緊裝置、 橡膠履帶總成、

6、驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、支重 輪及行走減速機(jī)等組成。 底盤(pán)的 橡膠履帶有兩種結(jié)構(gòu)方式可選擇， 一可采用 BRIGESTONE 公司的整體式橡膠履帶 ;二可采用 BERCO 公司的組合式橡膠履帶的結(jié)構(gòu)，二者相比前者結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)距較小，車(chē)架高度較低，但后者 強(qiáng)度高，可承受更大的載重量，損壞后可以更 換，驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、支重輪、履帶張緊裝置都可直接 配套。底盤(pán)的履帶張緊裝置由張緊 油缸、張緊彈簧、導(dǎo)向輪、油杯等組成。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水平定向鉆機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一般包括發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器，空濾器，消音器，燃油箱等。一 般水平定 向鉆機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)選用國(guó)外的 John Deere 增壓水冷發(fā)動(dòng)機(jī)或選用

7、美國(guó)康明斯 公司的增壓中冷發(fā)動(dòng) 機(jī)，為了適應(yīng)不同用戶(hù)的需求，也可選裝國(guó)內(nèi)的二汽東風(fēng)的康明斯發(fā) 動(dòng)機(jī)及玉柴等廠的發(fā)動(dòng)機(jī)。其水 散熱器、空濾器等附件選用國(guó)產(chǎn)配套件，燃油箱自制。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)水平定向鉆的動(dòng)力頭的結(jié)構(gòu)一般由一個(gè)高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)， 由減速機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭， 由 減速箱輸 出軸驅(qū)動(dòng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸中空。動(dòng)力頭有以下功能：驅(qū)動(dòng)鉆桿鉆頭回轉(zhuǎn);承受鉆進(jìn)、回拖過(guò)程中產(chǎn) 生的反力 ;泥漿進(jìn)入鉆桿的通道。目前國(guó)內(nèi)水平定向鉆的動(dòng)力頭結(jié)構(gòu)基本 一樣， 不同點(diǎn)在于： 減速機(jī) 的選型不一樣： 同噸位的水平定向鉆選不到完全相同的減速機(jī)， 所以各廠家的該減速比和性能參數(shù)有 所變動(dòng)。動(dòng)力頭的減速比不一

8、樣：由于減速機(jī)傳動(dòng)比 的改變，所以動(dòng)力頭的減速比也有變動(dòng)。目前， 動(dòng)力頭的傳動(dòng)方式主要有鏈傳動(dòng)和齒輪傳 動(dòng);如 CASE 鉆機(jī)的動(dòng)力頭的傳動(dòng)方式為鏈傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，缺 點(diǎn)是傳動(dòng)平衡性差、壽命短、 輸出扭矩小。 DITCH WITCH 公司鉆機(jī)的動(dòng)力頭的傳動(dòng)方式為齒輪傳動(dòng) ;齒輪傳動(dòng)的優(yōu) 點(diǎn)是傳動(dòng)平衡、使用壽命長(zhǎng)、輸出扭矩大;缺點(diǎn)是制造要求精度高。另外動(dòng)力頭推拉裝置是動(dòng)力頭回 拉或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般由一對(duì)低速大扭矩馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)一對(duì)減速機(jī)，由減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條機(jī) 構(gòu)，由鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)向動(dòng)力頭提供進(jìn)給力或回拉 力。動(dòng)力頭推拉裝置目前各廠家不同，如 DITCH WITCH 公

9、司的鏈輪條機(jī)構(gòu) ;該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 是工作速度快，工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，成本適中。缺點(diǎn)是 鏈輪鏈條受力較大 ;CASE 公司的 鏈輪鏈條倍力機(jī)構(gòu) ;該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是鏈條受力是推拉的一半，工作平穩(wěn) ;缺點(diǎn)是工作速度慢，結(jié)構(gòu)尺寸大， 成本高 ;國(guó)內(nèi)廊坊雙油缸機(jī)構(gòu)。 該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是回拖力大于 鉆進(jìn)力， 成本較低 ; 缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)尺寸太大，工作的平穩(wěn)性差，使用壽命低，不能用于自動(dòng)化要求高和 自行走的 機(jī)型上等。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)鉆桿裝卸的結(jié)構(gòu)目前水平定向鉆機(jī)鉆桿裝卸機(jī)構(gòu) ：該機(jī)構(gòu)一般由鉆桿、鉆桿箱、鉆桿起落、能伸出縮 回的梭臂、 鉆桿列數(shù)自動(dòng)選擇裝置等組成。國(guó)內(nèi)外各廠家的結(jié)構(gòu)不盡相同，主要在鉆桿的 存取、輸送上有

10、差別， 有的采用人工存取鉆桿，人工裝卸鉆桿方式作業(yè)不僅效率低而且增 加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 ;有的采 用四連桿機(jī)構(gòu)存取鉆桿， 但它們普遍利用彈簧的回縮力作 為夾緊力，經(jīng)常出現(xiàn)鉆桿脫落等事故，工作 不可靠，不但影響作業(yè)效率，而且可能引起已 鉆孔的坍塌、埋鉆等重大事故 ;有的采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)輸送 鉆桿，該機(jī)構(gòu)可較方便地裝卸鉆桿， 減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。該機(jī)構(gòu)采用柔性進(jìn)給裝 置，協(xié)調(diào)性較高。需對(duì)鉆 桿的升降、 梭臂的伸縮、 動(dòng)力頭的位置、 裝卸完成的檢測(cè)等功能進(jìn)行邏輯控制，實(shí)現(xiàn)多動(dòng)作 間的自動(dòng)切換， 控制系統(tǒng)采用先進(jìn) 的 PLC 控制 ;總之，上述的動(dòng)作過(guò)程及邏輯控制基本相似， 以 DIT

11、CH WITCH 公司的最為先進(jìn)，溝神的液壓抓手、梭臂液壓止動(dòng)、絲扣油自動(dòng)涂抹、 列 數(shù)自動(dòng)選擇裝置等功能，已被作為鉆桿存取的速度、可靠性、效率方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)虎鉗的結(jié)構(gòu)水平定向鉆的虎鉗位于鉆機(jī)的前部， 由前、后虎鉗組成。 前、后虎鉗都可由液壓油缸徑 向推動(dòng)卡 瓦來(lái)夾持鉆桿，且后虎鉗可在液壓油缸的作用下與前虎鉗產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，前后配 合以便鉆桿拆卸。國(guó) 內(nèi)除溝神公司外各廠家的結(jié)構(gòu)相似，溝神公司的整個(gè)虎鉗是裝在浮動(dòng) 支撐座上，以保護(hù)虎鉗在鉆桿裝 卸時(shí)免受沖擊。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)錨固裝置的結(jié)構(gòu)水平定向鉆的錨固裝置的作用是在作業(yè)時(shí)對(duì)整機(jī)起穩(wěn)定、 錨固作用， 提高整機(jī)作業(yè)穩(wěn)定 性，該部 件

12、位于整機(jī)的前端。目前各廠家普遍采用的是螺旋鉆進(jìn)機(jī)構(gòu);用低速大扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺旋桿，用液壓 油缸施加推、拉力進(jìn)行鉆進(jìn)或鉆出，各廠家在具體結(jié)構(gòu)上略有差別。另 外，水平定向鉆機(jī)錨固裝置配 合整機(jī)外形的設(shè)計(jì)上，一般采用了兩種方案：地錨閥放在錨 固裝置，結(jié)構(gòu)布置方便，布管容易 ;后者 地錨閥另行放置如放在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)等，但徹底改變 了主機(jī)的造型和外觀。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu) |導(dǎo)向系統(tǒng)水平定向鉆的目前導(dǎo)向系統(tǒng)有手持式跟蹤系統(tǒng)和有纜式導(dǎo)向系統(tǒng)。前者經(jīng)濟(jì)， 使用方便，但要操 作人員直接到達(dá)鉆頭上方的地面，易受地形、電磁干擾及探測(cè)深度的限制，多在中 小型鉆機(jī)上使用 ; 后者可跨越任意地形，不受電磁干擾，但復(fù)雜，使用麻煩，效率低，價(jià)格 高。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要有 DCI 公司的 Digitrak 導(dǎo)向裝置、雷迪公司的 RD386 型導(dǎo)向儀 等，以 DCI 的應(yīng)用最為廣泛，精度和數(shù)據(jù) 處理速度更快，技術(shù)較為先進(jìn)，用戶(hù)反應(yīng)較好。水平定向鉆機(jī)結(jié)構(gòu)泥漿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水平定向鉆的泥漿系統(tǒng)由隨車(chē)泥漿系統(tǒng)與泥漿攪拌系統(tǒng)組成;泥漿攪拌系統(tǒng)用于泥漿混配、攪拌、向隨車(chē)泥漿系統(tǒng)提供泥漿，隨車(chē)泥漿系統(tǒng)將泥 漿加壓，通過(guò)動(dòng)力頭、鉆桿、 鉆頭打入孔內(nèi)，以穩(wěn)定孔壁，降低回轉(zhuǎn)扭矩、拉管阻力，冷卻鉆頭。發(fā) 射探頭，清除鉆進(jìn) 產(chǎn)生的土屑等。隨車(chē)泥漿泵采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方式，選用 FMC 公司的活塞泥漿泵 或國(guó)產(chǎn)