岩心钻探设备及设计原理PDF电子书下载

绪论 1

目录 1

第一篇 钻探设备的标准化及其技术要求 7

第一章 概论 7

第一节 标准 7

一、我国标准的分级 7

二、技术标准的种类及其内容 9

第二节 标准化 9

一、系列化 9

二、通用化 9

第三节 标准化工作 10

第二章 标准化工作的经济效益 10

第三章 钻探设备（地质部）标准系列 12

第一节 地质钻探机械产品编制和型号 12

第二节 典型产品型号的规定 13

第一节 钻探设备主要参数的名称 15

第二节 国内的钻机系列 15

第四章 钻探设备技术特性参数 15

第三节 国外的钻机系列 16

第五章 对岩心钻探设备的要求 22

第一节 岩心钻探的生产过程 22

· 第二节 提高机械钻速对设备的要求 23

第三节 提高技术钻速对设备的要求 23

第四节 提高经济钻速对设备的要求 24

第五节 提高循环钻速对设备的要求 24

第六节 对设备的一般要求 24

第一节 关于钻探方法的历史回顾 25

第二篇 岩心钻机 25

第一章 概述 25

第二节 岩心钻机的发展概况 26

一、第一个发展阶段 26

二、第二个发展阶段 27

三、第三个发展阶段 28

第二章 机械传动式岩心钻机的结构原理与设计基础 29

第一节 机械传动式岩心钻机主要技术特性参数的选择 29

一、钻进能力参数 30

二、回转系统参数 32

三、给进系统参数 36

四、升降系统主要参数 39

五、钻机的重量与动力机功率 46

第二节 机械传动系统 46

一、传动系统的任务 47

二、典型钻机机械传动系统的传动路线与各档转速计算 49

三、机械传动系统的确定 52

四、典型钻机机械传动系统分析 61

一、回转器的功用与要求 62

第三节 回转器与卡盘 62

二、回转器的类型、结构与计算 63

三、卡盘的类型、结构与计算 77

第四节 给进机构（系统） 84

一、给进机构的任务、类型与要求 84

二、液压给进系统 85

三、机械给进机构 93

一、升降机的功用和对升降机的要求 98

二、升降机的类型与特点 98

第五节 升降机 98

三、游星式升降机的工作原理与结构 99

四、升降机的结构形式 103

五、卷筒结构参数的确定 111

六、抱闸的受力计算 115

第六节 变速箱与分动箱 120

一、变速箱与分动箱的功用 120

二、对变速箱与分动箱的要求 120

三、变速分动箱的组成与结构型式 121

四、典型变速箱与分动箱的结构 124

五、操纵与互锁装置 130

六、设计变速箱的一般步骤和内容 135

第七节 摩擦离合器 136

一、摩擦离合器的功用 136

二、对摩擦离合器的要求 136

三、摩擦离合器的类型与工作原理 136

四、摩擦离合器的典型结构 139

五、摩擦离合器的间隙调整 144

六、摩擦离合器的设计计算 146

第八节 机座 150

第三章 常用机械传动式岩心钻机的结构简介 153

第一节 立轴式钻机 153

一、XU600与XU600-3型钻机 153

二、XU300-2型钻机 171

三、JU-1500型钻机 180

四、XJ100-1型钻机 194

第二节 转盘式钻机 201

一、钻机的机械传动系统 202

二、钻机各主要部件结构分述 206

三、钻机的液压传动系统 213

第三节 国外机械传动式钻机简介 214

一、一般发展的动态 214

二、国外立轴式钻机的主要性能和结构改进特点 215

三、国外转盘式钻机的主要特点 219

第四节 移动迴转头式钻机 220

一、气动动力及其控制系统 223

二、机械传动系统 226

三、液压传动系统 234

第五节 机械传动式岩心钻机的使用与维护 237

一、安装与调整 237

二、开车前的准备 238

三、操纵与维护保养问题 238

四、机修与故障排除 241

五、钻机的拆卸 243

三、全液压钻机的类型与特点 246

二、全液压钻机的技术性能 246

一、全液压钻机的发展概况 246

第一节 概述 246

第四章 全液压钻机 246

第二节 全液压钻机的结构分析 247

一、主机 249

二、动力设备 275

三、操纵台 276

第三节 钻机液压系统基本回路的选择 277

一、液动机的选用和功率分配方案 278

二、确定液压系统的型式 278

三、调速方案的选择 279

四、液动机的换向和锁紧 281

五、压力控制回路的选择 282

第四节 全液压钻机简介 286

一、泰美克－250型全液压钻机 286

二、钻石－600A型全液压钻机 291

三、托拉姆2×20型钻机 296

四、HC-150型全液压钻机 299

五、泰美克－1000型全液压钻机 305

第一节 水泵在钻探工作中的功用 311

第二节 钻探对水泵性能的要求 311

第三篇 水泵 311

第一章 概述 311

第三节 岩心钻探用水泵的类型 312

第二章 往复式水泵的工作原理与计算 313

第一节 往复式水泵的工作原理 313

第二节 往复式水泵的流量 314

一、理论平均流量 314

二、瞬时流量与流量不均匀度 315

三、往复泵的实际流量 325

四、往复泵的流量调节 327

第三节 往复式水泵吸入与排出过程的压力变化规律 328

一、往复泵的管道中液体流动的特性 328

二、往复泵吸入过程中液缸内的压力变化规律 329

三、往复泵排出过程中液缸内压力的变化规律 337

第四节 往复式水泵的功率和效率 339

一、往复式水泵的主要性能参数P、Q 339

二、往复泵的有效压头 341

三、往复泵的功率和效率 343

四、动力机的功率 345

第五节 往复泵的工作特性 346

一、往复泵的工作特性曲线 346

二、往复泵的管路特性曲线 347

三、钻探用泵的临界工作特性曲线 348

第六节 往复泵泵阀工作的理论基础 350

一、阀盘的运动规律 351

二、阀盘计算新方法简介 357

三、泵阀的冲击 358

四、球阀 362

第七节 往复式水泵的结构参数 365

一、泵缸数目i的确定 365

二、泵缸直径D和冲程S的确定 366

三、往复次数n的确定 366

四、吸入阀和排出阀的径径d1、d2的确定 367

五泵阀升程h的确定 367

五、泵阀升程h的确定 367

一、BW250/50型泵 368

第一节 常用往复式水泵介绍 368

第三章 往复式水泵的结构 368

二、WX-200型泥浆泵 373

三、SNB-90型泥浆泵 375

四、泵的附件 379

第二节 地质钻探用往复泵的结构分析 382

一、常用往复泵的结构 382

二、三种泵的结构分析 384

三、易损件分析 386

二、开动前的准备工作 394

一、在机场上的安装 394

第三节 往复泵的使用与维护 394

三、泵的开动 395

四、泵的维护与保养 395

五、停泵 395

第四章 螺杆泵 396

第一节 螺杆泵的结构 396

一、动力端 396

二、液力端 396

一、转子、定子形状的形成 397

第二节 螺杆泵的工作原理及分类 397

第三节 单螺杆泵的工作原理 397

二、转子在定子中的运动过程 399

三、密封容腔的形成和泵的工作原理 400

第四节 螺杆泵的工作特性 402

一、泵的吸入高度 402

二、泵的运转速度 402

三、泵的流量 403

五、泵的功率 404

四、泵的排出压力 404

第一节 国外岩心钻探用泵的现状 406

一、传动结构 406

二、系列化 406

第五章 国外水泵简介 406

三、流量调节 407

四、泵的作用形式 408

五、易损件的材质和结构 408

六、动力机的配备 408

一、关于曲柄连杆机构往复泵 409

七、泵的附件 409

第二节 往复式泥浆泵的发展趋势 409

二、关于直接作用式往复泵 410

二、关于螺杆泵 410

第四篇 动力机的选择 411

第一章 钻探工作对动力机的要求 411

一、冲洗泵的负荷特性及其对动力机特性的要求 411

二、提升绞车的负荷特性及其对动力机特性的要求 412

三、迴转器的负荷特性及其对动力机特性的要求 413

一、三相交流感应电动机及其特性 414

二、柴油机及其特性 414

第二章 钻探用动力机的类型与特性 414

三、直流电动机及其特性 415

四、液压马达及其特性 417

第三章 钻探工作所需功率的计算 419

一、钻进时所需之功率N钻 419

二、提升钻具所需之功率及计算 427

二、单独驱动时动力机功率的确定 428

第四章 钻探设备驱动方式及动力机功率的确定 428

一、共同驱动时动力机功率的确定 428

第五篇 附属机具 429

第一章 概述 429

第一节 升降作业机械化分析 429

第二节 附属机具的组成 430

一、拧管机 430

二、提引器 431

四、各种机械手 432

三、水接头 432

第二章 拧管机 433

第一节 拧管机的扭矩特性及对拧管机的要求 433

一、拧卸钻时的扭矩特性 433

二、对拧管机的要求 434

第二节 拧管机的结构分析 434

一、拧管机的动作原理及组成部分 435

二、液压拧管机 436

三、机械传动式拧管机及电动拧管机 442

第三章 塔上无人提引器 446

二、球卡式提引器 447

三、卡块斜脱式提引器 448

一、爬杆斜脱式提引器 449

第四章 水接头 449

一、小口径钻进水接头 449

二、轻便式提引水接头 449

三、深孔用提引水接头 450

四、球卡式两用水接头 451

二、钻塔的类型 452

一、钻塔的作用和要求 452

第六篇 钻塔和塔桅 452

第一章 钻塔的用途和要求与类型 452

三、钻塔设计的步骤与内容 453

第二章 钻塔参数的确定 454

一、塔高的确定 454

二、立根长度选择的依据 456

三、上顶尺寸决定的依据 456

四、底框尺寸决定的依据 456

五、钻塔的自重 456

第三章 钻塔和塔桅的结构 458

一、钻塔的结构 458

二、塔桅的结构 458

第四章 钻塔负荷的计算 461

一、垂直载荷的计算 461

二、水平载荷的计算 464

第五章 钻塔和塔桅的强度计算 470

一、四角钻塔的各杆件内力计算 470

二、四角钻塔内力的合成 474

三、钻塔杆件强度和稳定性的校核 475

四、钻塔中特殊杆件的计算 476

第六章 塔桅的计算 478

一、桅杆整体稳定性的校核 478

二、前面敞开式小断面井架稳定性校核 480

三、前敞式桅杆钻塔扭转稳定性检查 481

四、A字形钻塔强度检查 481

第七章 绷绳的计算 482

一、专用竖塔绞车起重能力的计算 484

第八章 单桅和A字形塔架整体竖立和迁移的计算 484

二、单桅和A字形塔迁移所需功率的计算 485

第九章 钻塔基底强度的计算 486

一、根据钻塔工作条件进行钻塔所受外载计算 487

二、根据在不同载荷作用下求钻塔桁架面、承载后内力计算 492

第七篇 钻杆与套管 493

第一章 钻杆 493

一、概述 493

二、钻杆的工作条件 497

三、提升时钻杆中产生的拉应力 498

四、钻进时钻杆中产生的应力 499

五、钻杆的振动 511

六、钻杆的合理使用与改进 513

第二章 套管 517

一、概述 517

二、套管的工作条件 518

三、套管的应力 518

〔附录〕 528

附录一、国际单位制 528

1．国内机械传动式钻机的技术参数 534

附录二、国内外钻机的技术性能参数 534

2．国外机械传动式钻机的技术参数 545

3．国内外全液压式钻机的技术参数 548

附录三、国外钻探用水泵的技术参数 548

附录四、国内外钻杆及其接头的技术性能参数 554

1．地质管材的化学成份及机械性能 554

2．外丝钻杆及其连接 558

3．金刚石钻进用钻杆（内丝）及其连接 560

4．国外某些金刚石钻进绳索取心钻杆规格系列 563