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1、 中国地质大学（武汉）工程机械实习报告姓名：学号：班序号： （一） 实习的目的意义：机械设计制造及自动化专业的前身是勘探机械专业。改为现在的专业后，教学计划进行了较大的调整。其专业模式为以机为主、以电为副、机电一体、通特结合。机械设计制造及自动化专业是实践性很强的工科专业。根据国家教委对 21 世纪新型高级人才培养的要求，高等学校，不仅要重视对学生进行理论知识的教育，更要重视学生各方面素质和实际能力的培养。因此，必需加强实践性教学环节。工程机械施工技术教学实习是安排在工程机械设计课程之前的实践性教学环节。目的是让学生在学习工程机械设计课程之前，对岩土工程机械有一个较全面、深刻的感性认识；初步掌
2、握工程机械的使用环境、应用条件、施工方法、施工工艺、施工队伍的组织和管理等方面的基本知识，弥补在该专业取消了有关岩土工程机械机械施工技术的课程后，学生缺少岩土工程机械施工技术知识的不足；并使学生得到工程机械施工的基本技能训练，培养学生的动手能力和实际工作能力；使学生掌握课堂上不易讲授的教学内容；为后续课程的学习、毕业设计和以后的工作打下一定的基础。（二）实习的主要内容：在老师师的带领和指导下，我们首先对钻机进行了初步的认识和了解，老师详细的讲解了钻机各个部分的运动原理，基本操作和注意事项。然后在老师的示范讲解之后，进行钻探生产岗位作业的基本训练，如钻机的前进后退、钻杆的上升下降、进给、提下钻孔
3、口作业等。然后分组完成接卸钻杆和下钻杆工序。（三）实习地点中国地质大学（武汉）机电学院钻探实习大厅 （四）实习进度及时间安排：（五）钻具钻机概况：钻机是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向地层深部钻进，并通过钻机上的升降机来完成起下钻具和套管、提取岩心、更换钻头等辅助工作。泵的主要功能则是向孔内输送冲洗液以清洗孔底、冷却钻头和润滑钻具。岩土钻掘工程的目的与施工对象各异，因而钻机种类较多。钻机可按用途分类，如岩心钻机、石油钻机、水文地质调查与水井钻机、工程地质勘查钻机、坑道钻机及工程施工钻机等。按钻进方法可把钻机分成四类：(1) 冲击式钻机：钢丝绳冲击式、钻杆冲击式钻机。(2) 回转式钻机：立
4、轴式-手把给进式、螺旋差动给进式、液压给进式钻机；转盘式-钢绳加减压式、液压缸加减压式钻机；移动回转器式-全液压动力头式、机械动力头式钻机。(3) 振动钻机。(4) 复合式钻机：振动、冲击、回转、静压等功能以不同组合方式复合在一起的钻机。立轴式钻机应用较为广泛。原地质矿产部立轴式钻机系列定名为 XY 型，原冶金工业部立轴式钻机系列定名为 YL（冶立）型，有色金属工业总公司立轴式钻机系列定名为 CS（穿山）型，原煤炭工业部立轴式钻机系列定名为 TK（探矿）型（表1）。表 1 立轴式钻机系列原地质矿产部 原冶金工业部 有色金属工业总公司 原煤炭工业部XY-1(100),XY-2(300)Y-3(6
5、00),XY-4(1 000）XY-5(1 500),XY-6(2 000）YL-3（300）YL-6（600）YL-10（1 000）CS-1（100）CS-3（600）CS-4（1 000）TK-1（1 300）TK-3（1 000）TK-4(600),TK-5(300)表中括号内的数字为钻进深度，单位为 m。 XY-4型岩芯钻机主要适用于固体矿床的金刚石、硬质合金勘探钻进，也可于工程地 和天然气开采 ，以及矿山坑道的通 风、排水等钻孔。其结构简单紧凑，布局合理，重量轻，折卸方便，转速范围合理。因其完美的设计，曾于1987年分别获得原国家地质矿产部优质产品奖和甘肃 省优质产品奖，于1988
6、年获得国家质量审定委员会颁发的银质奖章。该产品除了销售全国各地外，还出口至东南亚和非洲国家。XY-4型钻机与一般类型油压钻机比较具有下列特点：钻机具有较高的转速和较合理的转速范围，转速级数较多，低速扭矩大，适合小口径金刚石岩心钻进，也能满足大口径硬质合金岩心钻进和各种工程钻孔的要求。钻机重量较轻，可拆性较好。钻机可分解成九个整体部件，最大部件仅218千克，便于搬迁，宜于山区工作。结构简单布局较合理，所有部件均表露在外，不相互重叠，便于维护、保养和修理。钻机具有两个反转速度，处理事故时劳动强度不大，且安全。钻机移车平稳，固定牢固，钻机机架坚固，重心底，高速钻进时稳定性好。配有仪表，利于掌握孔内情
7、况，操纵手柄较少，布局较合理，操纵灵活可靠。钻机与泥浆泵采用单机分别传动，机坜布置比较灵活，可减少机场面积。图示如下：1. 机械传动系统的组成立轴式钻机的总传动系统由机械传动系统和液压传动系统组成（如下图）。机械传动系统一般包括三个传动链：回转器传动链、升降机传动链和液压泵传动链回转器与升降机传动链是机械传动系统的主要组成部分， 它们往往共用一个传动链。 传动路线为：液压泵传动链：动力经输入传动、液压泵传动装置传至液压泵。 2. 机械传动系统的任务根据钻机的运动形式与特点，传动系统的任务是：（1） 接通和切断动力；（2） 变速与变矩，一般采用齿轮变速箱，深孔钻机也有带涡轮变矩器的；（3） 分配
8、动力和改变旋转方向；（4） 改变运动形式，如将旋转运动转变为往复运动；（5） 实现柔性传动与过载保护。3. XY-4型钻机的机械传动系统 XY-4型钻机的机械传动系统如图3-2所示。该系统包括：摩擦离合器1、变速箱2、万向轴3、分动箱4、回转器5、升降机6等部件。变速箱与分动箱之间采用万向轴连接。变速箱输出4个正转速度与一个反转速度。分动箱对回转器来说还是一个两速变速箱，因而，回转器具有自1011 191r/min 的8个正转速度和83r/min、251r/min 两个反转速度。升降机具有自43164r/min 的四档速度。 图3-2 XY-4型钻机机械传动系统图1-离合器； 2-变速箱； 3
9、-万向轴； 4-分动箱； 5-回转器； 6-升降机4. XY-4型钻机的液压系统立轴式钻机液压系统的功用是用于钻具称重、加压或减压给进钻具、倒杆、提动或悬挂钻具、强力起拔钻具、松紧卡盘、移动钻机等操作。当配有液压拧管机时，还用于拧卸钻杆的操作。其液压系统由动力元件、执行元件及辅助元件组成。XY-4型钻机的液压系统（图3-8）属于单泵（定量泵）、多液动机并联、开式循环系统。a. 动力元件XY-4型钻机采用 CB33/80型定量齿轮泵，其作用是将原动机输出的机械能转换成液压能，向液压系统提供压力油，驱动液动机。有些立轴式钻机采用双联泵或变量叶片泵，可提高液压系统能量利用率及元件寿命。b. 控制元件
10、控制元件的作用是控制液压系统的压力、流量和液流方向，以保证执行元件（液动机）得到所要求的力、速度和运动方向。压力控制阀XY-4型钻机有两个压力控制阀：调压溢流阀和限压切断阀8。调压溢流阀的作用是通过旋转手轮微调系统的液压和工作油量；通过增压手柄快速增压及限制系统最高液压。限压切断阀作用是当给进液压缸传来的液压超过6MPa 时能切断油路，保护钻压表。流量控制阀流量控制阀是一个单向可调节流阀。在加压或减压钻进时，转动针阀手轮，可以调节回油量，从而控制给进速度。在快速倒杆时，单向阀可使给进液压缸下腔油路畅通，立轴全速上升。方向控制阀方向控制阀包括给进液压缸换向阀-四位六通滑阀、卡盘控制阀-三位六通滑
11、阀、钻机移位换向阀-三位六通滑阀、梭阀9及单向阀等。图3-8 XY-4型钻机液压系统工作原理图1-油箱； 2-液压泵； 5-压力表； 7-孔底压力指示表； 8-限压切断阀； 9-梭阀； 10-液压卡盘； 11-立轴给进液压缸； 12-给进控制阀； 16-移动钻机液压缸； 17-滤油器； 1831-油管； -调压溢流阀；-钻机移位换向阀； -卡盘控制阀； -给进液压缸换向阀； B2腔连接拧管机操纵阀钻杆的功用具和钻塔是钻进（井）设备中重要的组成部分钻具一般是指钻头以上，水接头以下的全部钢管柱，它由岩心管、异径接头、取粉管、扶正器（或扩孔器） 、钻铤、钻 杆和主动钻杆等组成。钻杆是钻具组成中的主要
12、成员，多根钻杆借助接头或接箍连接成相当于孔深长度的钻杆柱。钻塔的主要任务是升降钻具和套管。钻塔的高度应 与钻杆立根的长度相匹配。钻杆柱是连通地面钻进设备与地下破岩工具的枢纽。钻杆柱把钻压和扭矩传递给钻头，实现连续给进；钻杆柱为清洁孔底和冷却钻头提供输送冲洗介质的通道；钻杆 柱还是更换钻头、提取岩心管和进行事故打捞的工作载体。同时，在绳索取心钻进和水力反循环连续取心钻进中，钻杆柱还是提取岩心的通道；用孔底动力机钻进 时，靠钻杆柱把动力机送至孔底，输送高压液体或气体并承担反扭矩。随着钻井深度的增加，对钻杆柱的要求也越来越高。例如，当用 50 钻杆钻进孔深达 1 000m 的钻孔时，钻杆柱是一根细长
13、比（直径与长度之比）达120 000 的细长轴。它在非常恶劣的孔内工作条件下承受着复杂的交变应力，因此往往是钻进设备与工具中最薄弱的环节。在日常生产中，钻杆脱扣、刺漏、折断是常 见的孔内事故，并常导致孔内情况进一步复杂化。因此研究钻杆柱在孔内的工作条件与工艺要求，合理地设计和使用钻杆柱，对于预防恶性事故，实现快速优质钻进 具有重要的意义。除了钻机和钻杆外，老师还为我们简要介绍了其他的钻探设备和工具的功用和使用，例如泥浆泵、合金钻头、提引器等，为接下来的实习打下了基础。 （六）实习内容第一次：老师首先为我们讲解了钻机的发展和各种钻具，并且讲解了钻机的结构及其内部的各种传动系统和液压系统，然后就是
14、演示钻机的使用，在整个讲解过程中，老师不断的要求要按规范操作，安全第一，然后开始实习：一、 开机前的检查和准备1、检查钻机安装是否正确平稳，各联接处是否牢固，操纵手把是否灵活可靠，各运动部件是否转动灵活；2、检查变速箱的油面（若使用柴油机，油面亦要检查）是否达到油标尺的刻线位置，液压油箱是否加满，各润滑部位应加注润滑油或润滑脂；3、检查卷扬机上抱闸手把操纵是否灵活，在制动和松开状态下，松紧程度是否合适，并检查闸带、卷筒和支架上是否有油以免打滑；4、将摩擦离合器手把置于“断开” 位置，然后再把变速手把放在低速挡的位置，把卷扬立轴切换手把切换到立轴位置，用人力转动立轴，检查钻机各转动件，转动是否灵
15、活，有无阻力过大异音，如有则应消除之。二、开机1、按下电机的启动按钮，当指示灯变绿后说明进入正常工作状态；2、打开离合器；三、钻机的前进和后退1、当将阀手柄扳到钻机后退位置1位，阀快速增压，则 P1 与 A1 相通，B1 与 O1 相通，钻机后退。待后退快到指定位置时，先松开压力阀，然后松开将手柄复位，钻机停止移动；2、将换向阀的手柄扳到前进位置2位，阀增压，则 P1 与 B1 相通，A1与 O1 相通，钻机前进。待前进快到指定位置时，先松开压力阀，然后将手柄复位，钻机停止前进；四，卷扬1、将左侧手柄提升至垂直位置，钻杆靠重力作用下降，当钻杆下降到快接近指定位置时，下压左侧手柄制动。在下降过程
16、中，可以控制左侧手柄提升的角度大小来控制钻杆的下降的快慢；2、将左侧手柄提升至垂直位置，右侧手柄下压，在交换过程中动作要迅速，这是允许钻杆上升，当上升到指定位置前的的一段距离是，交换手柄位置，使其制动。第二次任务要求：卡盘的松放操作和钻杆的两次进给。1、开机前的检查和准备2、开机3、钻杆下降1、松卡盘：当换向阀置于1位，阀快速增压，则 P2 与 A2 相通，碟簧压缩，卡盘松开钻杆；当阀置于0位，卡盘液压缸处于液压锁紧状态，保持松开。2、上提卷扬手柄，使钻杆在重力作用下下降，下拉钻杆使其停止下降，这时要求钻杆离孔口 1020 厘米。4、加紧卡盘换向阀置于2位，卡盘 10 液压缸经 25、A2、O2、22 至油箱卸荷，卡盘夹紧钻杆五、进给一次将换向阀手柄扳到下降位置1，则 P3 与 A3 相通，B3 与 O3 相通，立轴下降；6、
