第一章 绪论 1
第一节 概述 1
一、液压动力头岩心钻机的工作特点 1
二、液压岩心钻机的发展趋势 2
第二节 岩心钻机的主要组成 4
一、整体装载式钻机 4
二、分解散装式钻机 7
第三节 岩心钻机的总体设计及基本参数 8
一、总体方案设计原则 8
二、总体设计的主要内容 9
三、钻机的基本参数 9
四、CS系列钻机技术参数 10
第四节 动力机的选择与计算 12
一、三相异步电动机的工作特性 12
二、变频电驱动系统 13
三、内燃机的性能指标 14
四、柴油机的驱动特性 15
五、液压泵与柴油机恒功率匹配关系 17
六、动力机的选择 19
第二章 动力头回转器 21
第一节 回转器设计参数的确定 21
一、常规回转钻进 21
二、潜孔锤钻进 25
第二节 动力头回转器结构分析 25
一、JDX-1500型钻机动力头 25
二、CT14型岩心钻机变速器结构 27
三、链传动减速器 29
第三节 变速器及减速器设计计算 30
一、概述 30
二、齿轮强度计算 32
三、轴的强度计算 37
四、滚动轴承的失效形式及选择计算 40
第三章 液压给进机构及桅杆 46
第一节 钻机对给进机构及桅杆的要求 46
一、钻机对给进机构的要求 46
二、桅杆的使用要求 47
第二节 给进机构主要工作参数的确定 48
一、最大提升力 48
二、最大给进力 48
三、给进速度 49
四、提升速度 49
五、给进机构所需功率 49
第三节 液压给进机构分析 50
一、液压给进机构的类型及特点 50
二、单液压缸给进机构 50
三、液压缸—链条倍速给进机构 52
四、液压马达—链条给进机构 54
五、液压马达—链条倍力给进机构 54
第四节 液压缸设计 55
一、液压缸及其主要技术参数及计算 55
二、焊接型液压缸典型结构 57
三、液压缸的设计计算 58
第五节 桅杆 60
一、桅杆的基本参数 60
二、桅杆的结构 61
三、桅杆受力分析 64
四、桅杆承载能力核算 64
第四章 液压卷扬机 67
第一节 升降系统的作用及性能参数 67
一、升降系统在钻进过程中的作用 67
二、钻进工艺对升降系统的要求 67
三、工作参数的选择 67
第二节 液压卷扬机结构及设计 69
一、液压卷扬机工作原理 69
二、轮系传动比计算 70
三、液压卷扬机结构分析 71
四、卷扬机行星轮系设计 75
第三节 卷扬机的选用计算与使用维护 80
一、卷扬机的选型方法 80
二、液压卷扬机产品 81
三、液压卷扬机的使用维护 83
第五章 液压卡盘及孔口夹持器 85
第一节 卡盘功用及工作原理 85
一、卡盘的功用及钻进工艺对卡盘的要求 85
二、液压卡盘的结构型式及工作原理 85
第二节 液压卡盘结构分析 86
一、JDX-1500型钻机卡盘 86
二、JDZ-5型钻机卡盘 87
三、CS1000型钻机卡盘 88
四、LF90-PQ型钻机卡盘 88
第三节 液压卡盘设计计算 89
一、弹簧夹紧式卡盘的设计计算 89
二、标准弹簧 92
三、卡圈强度校核计算 94
第四节 孔口夹持器结构分析 97
一、孔口夹持器的功用及设计要求 97
二、弹簧夹紧，液压松开式夹持器 97
三、偏心块夹紧，液压松开式夹持器 98
四、液压马达—螺旋传力夹持器 98
五、脚踏式夹持器 100
六、液压控制，活动卡瓦摆动式夹持器 100
第六章 钻机底盘 102
第一节 履带自行底盘 102
一、履带底盘的构造 102
二、传动机构 106
三、履带行走装置牵引力计算 107
四、行走机构的先导控制 110
第二节 汽车装载 111
一、汽车形式的选择 112
二、汽车的设计要点 113
三、汽车装载钻机的稳定性计算 115
第七章 钻进参数仪表 119
第一节 概述 119
第二节 发动机监控及调速系统 120
一、发动机监控系统 120
二、发动机电子调速器 120
第三节 动力头转速测量 122
一、电子数字式转速表 122
二、磁电式转速传感器测速 124
三、霍尔测转速 124
四、光电转速传感器测速 125
第四节 油压测量 125
一、普通油压表 125
二、孔底压力指示表 127
三、孔底压力指示表的维护及故障的检查 129
四、压力传感器 132
第五节 泥浆泵压力表 132
第六节 泥浆流量的测量 133
一、流量的概念 133
二、流量计 134
三、涡街流量传感器 134
第八章 液压传动基础知识 137
第一节 概述 137
一、液压传动工作原理 137
二、液压传动的主要优缺点 138
三、图形符号 139
第二节 液压泵及液压马达 142
一、齿轮泵及齿轮马达 142
二、轴向柱塞泵及轴向柱塞马达 143
三、径向柱塞马达的工作原理 147
第三节 液压控制阀 148
一、方向控制阀 148
二、压力控制阀 154
三、流量控制阀 163
第九章 钻机液压系统 166
第一节 钻机主要液压回路 166
一、给进机构液压回路 166
二、回转机构液压回路 169
三、升降机构液压回路 170
四、钻机负载敏感液压回路 171
第二节 JDZ-5型岩心钻机液压系统分析 173
一、概述 173
二、钻机液压系统 174
第三节 钻机液压系统设计 178
一、明确设计要求 178
二、确定系统方案，拟定液压系统图 179
三、液压元件的计算及选择 180
四、液压系统验算 183
五、绘制工作图及编写技术文件 187
第十章 金刚石绳索取心钻探技术 188
第一节 金刚石钻进 188
一、金刚石钻进用钻具的组成 188
二、金刚石钻进的优越性 189
三、金刚石钻进的注意事项 190
第二节 金刚石钻进工艺 195
一、合理选用金刚石钻头 195
二、金刚石钻进规程参数 195
第三节 绳索取心钻进 198
一、绳索取心钻进的钻孔结构 198
二、绳索取心钻具 200
三、绳索取心钻具的优缺点 201
第四节 反循环钻进取心 203
一、孔底局部反循环取心 203
二、全孔反循环取心 204
第十一章 岩心钻探用泥浆泵 207
第一节 概述 207
一、泥浆泵在钻探中的功用 207
二、钻探对泥浆泵性能的要求 207
第二节 往复泵 208
一、往复泵的工作原理 208
二、往复泵的流量 209
三、往复泵的排出压力和扬程 211
四、往复泵的流量调节 211
五、功率及效率 212
第三节 钻探用泵基本性能参数的确定 213
一、泵量 213
二、泵压 214
第四节 泵的结构分析 215
一、常用往复泵的结构 215
二、螺杆泵的结构 218
第五节 泵的附件 219
一、空气室 219
二、压力表和缓冲装置 220
三、安全阀 222
四、卸荷阀 222
五、三通阀 222
六、底阀及滤水器 223
第六节 往复泵的使用与维护 223
一、在钻机机场上的安装 223
二、开动前的准备工作 224
三、泵的开动 224
四、泵的维护保养 224
五、停泵 225
第十二章 液压钻机的使用、维护与故障分析 226
第一节 钻机安全使用常识 226
一、随时注意的安全作业常识 226
二、环境保护事项 227
第二节 钻机的操作 228
一、钻孔前的准备工作 228
二、钻机操作 229
第三节 钻机的维护保养 231
一、液压系统的维护保养 231
二、按照钻机的维护时间表进行定期维护 232
三、液压油、燃料油及润滑剂 233
第四节 钻机故障分析 234
一、液压系统故障 234
二、给进系统故障 235
三、动力头运转故障 236
四、卷扬机故障 238
五、其他部件故障 239
参考文献 242