第五章 牙轮钻机.ppt

牙轮钻机 衡阳机械 KY-310D牙轮钻 KY-250D牙轮钻 SDY310全液压牙轮钻 阿特拉斯科普柯牙轮钻 阿特拉斯DM45牙轮钻 1、阿特拉斯科普柯2、特雷克斯牙轮钻 第一节 牙轮钻机的发展概况 牙轮钻机是在旋转钻机的基础上发展起来的一种近代新型钻孔设备。1907年，美国石油工业部门开始用牙轮钻机钻凿油井和天然气井。1939年应用于露天矿（试用）。1949年美国采用压缩空气排渣，提高了钻孔效率并延长了钻头的寿命，从而推动了牙轮钻技术的发展，使在露天矿得到了实际应用。 过去都用在了中硬以下岩石中，1965年，在钻头上镶嵌硬质合金柱齿后，在坚硬岩石中钻孔，其技术经济指标优于潜孔钻机，从而得到了广泛的推广。 大批生产牙轮钻的国家有美国、前苏联。 我国从1958年起研制牙轮钻机，自1976年定型并批量生产了HYZ-250C牙轮钻以后，先后研制制造了KY系列的牙轮钻、YZ系列牙轮钻。有些产品与美国45-R、60-R牙轮钻水平不分上下，且略高于苏联水准。现在我国制造的牙轮钻已经达到了很高水平 国产牙轮钻机的技术特征见表5-1 第二节 牙轮钻头的构造 碳化钨镶嵌钻头 SKF浮动轴承橡胶密封钻头 1、牙爪 图5-3是一个异形体，主要部分是各轴承的轴颈、爪背与钻杆相连接的螺纹。 轴颈线与钻轴线的夹角β叫做轴倾角。一般为50°～55°，在爪背与孔壁之间有1°30′～5°的夹角。在爪尖外表堆焊一薄层硬质合金粉，并镶焊一些平头合金柱。 2、牙轮 牙轮钻头多为柱齿钻头。图5-2 在牙轮的外表面上钻有若干排齿孔，并用冷压方法将硬质合金柱压入孔内。每一排柱齿都构成一个齿圈。各齿圈之间都车出一定宽度的沟槽，即齿槽。牙轮内设有滚柱跑道、滚珠跑道、滑套和止推块空腔。 为保护牙轮的背锥，防止被孔臂岩石过分磨损，在背锥上镶嵌有平头硬质合金柱。 布齿方式：P95 画、看图讲解。 柱齿齿痕见图5-4、三个牙轮上的布齿结果。 牙轮的几何形状见图5-5，单锥牙轮，复锥牙轮。 2、柱齿钻头 在牙轮锥体上镶嵌硬质合金柱。硬质合金柱的形状图5-6用于中硬和中硬以上的岩石钻孔，常用球形柱齿 3、中心吹风排碴式钻头 如图5-2，小部分气流用于中心孔底排碴。 缺点：①压气不能充分吹洗孔底，将导致破碎下来的岩碴重复破碎，降低钻进速度； ②由于岩碴由孔底中央吹向周边，使牙轮受到带有磨蚀性的岩碴的喷射而磨损，从而降低了钻头的使用寿命。 4、旁侧吹风排碴式钻头 图5-7，压气或气水混合物从布置在钻头周边上的三个喷嘴喷出，并通过两相邻牙轮的间隙喷向孔底，从而将岩碴从牙轮上吹走。 优点：排碴效果好，钻进速度较高。同时减少了牙轮磨损，有利于延长钻头的使用寿命。 国产的均为此型号。 主要结构参数：钻头直径、轴倾角、孔底角。 α=φ+β-90° 角度不同，结果也不同。 第三节 牙轮钻头运动学及其凿岩泵理 图5-9 为牙轮钻机钻孔示意图。 工作时→加压机构→钻杆→钻头→轴向压力→牙轮则被压在孔底上。 回转供风机构→牙轮→既绕钻杆轴线公转→又绕本身轴线自转。 一、牙轮的运动分析及其转速的计算 二、牙轮的纵向振动 三、牙轮钻头的凿岩泵理 牙轮钻机钻孔时，依靠加压机构和回转机构给钻头施加的轴压力和回转力矩，岩石在轴压静载荷和纵向振动动载荷以及滑动剪切力的联合作用下，被牙轮上的牙齿压碎、凿碎和剪碎，于是形成钻孔。 第四节 KY-250A牙轮钻机 KY-250B牙轮钻机 构成 ：由钻具、钻架与机架、回转供风机构、加压提升机构、接卸及存放钻杆机构、起落钻架机构、稳车千斤顶、行走机构、除尘系统、司机室 和机棚的净化装置、风、水、电控制系统组成. 书图5-18为KY-250A型牙轮钻机的传动系统示意图。 钻孔时，回转机构→钻具回转→加压机构→封闭链条→钻头轴压力→推进钻具→连续凿岩。 空压机→压气→回转供风机构→中空钻杆→钻头的喷嘴喷向孔底→岩碴从环形空间→孔外。 一、钻具 上钻杆、下钻杆、牙轮钻头组成 钻杆：中空杆件见图5-19 ， 两端有接头。 选择：⑴孔径为220mm，杆外径选180~194mm杆； ⑵ 孔径为250mm， 杆外径选219mm。 二、钻架和机架 KY-250A型钻机采用高钻架、将上、下钻杆连