全液壓巖芯鉆機(jī)是一種以液壓系統(tǒng)為動力源,專門用于地質(zhì)勘探、礦產(chǎn)資源開發(fā)、水利水電工程、隧道施工等領(lǐng)域的鉆孔設(shè)備,主要用于采集地下巖芯樣本(圓柱形巖塊),以便分析地層結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)和礦產(chǎn)分布等。其核心特點(diǎn)是通過液壓傳動實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)、給進(jìn)、提升、制動等動作,具有動力強(qiáng)勁、操作靈活、自動化程度較高等優(yōu)勢。
一、主要結(jié)構(gòu)與工作原理
1. 核心組成部分
液壓動力系統(tǒng)
由液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)、閥組、油箱及管路等組成,通過液壓油傳遞動力,驅(qū)動鉆機(jī)各部件動作。
液壓泵(如柱塞泵、齒輪泵)將電機(jī)或柴油機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能,通過控制閥組分配至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn))、給進(jìn)油缸(控制鉆具上下進(jìn)給)等。
主機(jī)部分
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu):液壓馬達(dá)驅(qū)動鉆桿、鉆頭旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)破巖鉆進(jìn)。
給進(jìn) / 提升機(jī)構(gòu):液壓缸推動或拉動鉆具,控制鉆進(jìn)壓力和速度,提升時(shí)可快速提取巖芯管和鉆具。
機(jī)架與底座:支撐整機(jī)結(jié)構(gòu),通常配備可調(diào)支腿或履帶底盤,適應(yīng)不同地形的穩(wěn)定性要求。
巖芯采集系統(tǒng)
配套巖芯管、鉆頭(如金剛石鉆頭、硬質(zhì)合金鉆頭)和卡簧等工具,鉆進(jìn)時(shí)巖芯進(jìn)入巖芯管,通過卡簧固定后整體提出,獲取完整巖芯樣本。
控制系統(tǒng)
操作面板或遠(yuǎn)程控制裝置,用于調(diào)節(jié)液壓壓力、流量、鉆進(jìn)速度等參數(shù),部分機(jī)型配備智能監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)顯示鉆進(jìn)深度、扭矩、壓力等數(shù)據(jù)。
2. 工作原理
通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動鉆頭旋轉(zhuǎn)切削巖石,同時(shí)利用給進(jìn)機(jī)構(gòu)施加軸向壓力,使鉆頭持續(xù)切入地層。鉆進(jìn)過程中,巖芯從鉆頭中心孔進(jìn)入巖芯管,達(dá)到一定長度后(如 1-3 米),停止鉆進(jìn),提升鉆具,取出巖芯管并更換新管,重復(fù)作業(yè)直至達(dá)到預(yù)定深度。
二、主要特點(diǎn)與優(yōu)勢
1. 動力強(qiáng)勁,適應(yīng)復(fù)雜地層
液壓傳動具有大扭矩輸出特性,可驅(qū)動高強(qiáng)度鉆具破碎堅(jiān)硬巖石(如花崗巖、玄武巖等),鉆進(jìn)深度通常為數(shù)十米至數(shù)百米,部分大型機(jī)型可達(dá)上千米。
配備多級調(diào)壓功能,可根據(jù)地層軟硬自動或手動調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù),提高作業(yè)效率。
2. 操作靈活,自動化程度高
液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速,正確控制旋轉(zhuǎn)速度(如 50-500 轉(zhuǎn) / 分鐘)和給進(jìn)速度(如 0.1-2 米 / 分鐘),適應(yīng)不同工況。
部分機(jī)型支持自動加桿、自動提鉆等功能,減少人工勞動強(qiáng)度,提升作業(yè)安全性。
3. 移動便捷,地形適應(yīng)性強(qiáng)
中小型鉆機(jī)常采用輪式或履帶式底盤,可在山地、丘陵等復(fù)雜地形快速轉(zhuǎn)移;大型鉆機(jī)多配備車載式或固定式底座,適合固定點(diǎn)位長期作業(yè)。
機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊,可通過調(diào)整支腿或底盤傾角,在斜坡或不平地面保持穩(wěn)定。
4. 巖芯采取率高,樣本完整
液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出可減少鉆進(jìn)過程中的振動和沖擊,搭配高精度巖芯管和卡簧設(shè)計(jì),巖芯采取率通常可達(dá) 85%-95%,滿足地質(zhì)勘探對樣本完整性的嚴(yán)格要求。
5. 多功能拓展
除巖芯鉆探外,通過更換鉆頭和鉆具,可用于水井鉆探、錨固孔施工、灌漿孔鉆進(jìn)等,適應(yīng)多種工程需求。
三、主要應(yīng)用領(lǐng)域
地質(zhì)勘探與礦產(chǎn)開發(fā)
用于金屬礦、非金屬礦、油氣資源勘探,采集巖芯樣本分析礦物成分和儲量。
水利水電與基建工程
大壩、隧道、橋梁等工程的地基勘察,檢測地層承載力和穩(wěn)定性。
工程地質(zhì)勘查
城市軌道交通、高層建筑等前期地質(zhì)勘查,評估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)(如滑坡、斷層)。
環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測
鉆孔安裝監(jiān)測儀器(如測斜儀、滲壓計(jì)),用于邊坡監(jiān)測、地下水動態(tài)觀測等。
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