反井钻机结构、特点及工作原理

如图1，RBM —200 型反井钻机主要由钻机车1、泵车2、操作车3 和钻具4(包括钻杆，钻头)以及辅助工具等组成。

1 2 3

4

1. 钻机车

2. 操作车

3. 泵车

4. 钻具

图 1 RBM—200 型反井钻机

1．钻机车

钻机车(如图2)是钻机的主机，它由钻架9、动力水龙头7、主液压缸5、上(下) 支撑6 (10)、辅助卸扣装置16 和输送钻杆的机械手13 等组成。

5 6

7 8 9 10 12

13 14

11

15

16

5. 主推力缸

6. 上支撑

7. 动力水龙头

8. 滑轨

9. 钻架 10. 下支撑

11. 钻机平车 12. 转盘吊 13. 机械手 14. 后拉杆 15. 前拉杆 16. 辅助卸扣装置

图 2 钻机车结构图

(1)钻架

采用两个槽形架作立柱，上下用盖板通过高强螺栓连成框形机架。架内两侧有导向轨供动力水龙头滑动用，底盘可固定钻杆，还可同扶正套相配。

(2)动力水龙头

它是钻机的核心部件，包括液压马达、齿轮箱和轨衬。动力水龙头机头部位既承受拉力又传递扭矩。

(3)主液压油缸

采用双作用主液压油缸。工作时缸筒运动。活塞杆不动为避免高压油管时常运动造成磨损，进油口不设在缸筒上，而由活塞杆中心供油。

(4)上、下支撑

上支撑由两个液压油缸和加长杆组成，用以顶住巷道顶板。下支撑根据地面、并在不同使用条件设计了不同结构，前者用固定式下支承板结构，可与基础直接用地脚螺拴连接，并在使用时采用液压油缸支承螺杆承压。上下支撑分别安装在钻架两侧，上下支

撑实际上是两个100mm 的液压千斤顶，它们都是用螺栓和销轴与钻架相接，他们的作用是调平找正钻架、防止钻架松动和克服来自钻头的反扭矩和反作用。

(5)辅助卸扣装置(卡盘)

钻机拆卸钻杆靠动力水龙头的反扭矩，为满足拆卸钻杆的需要，本机设计一个辅助卸扣装置。它是一个油缸，导向滑道和棘爪组成。该装置的扭矩大于液压马达的扭矩，将钻杆抱死，使用时液压马达和卸扣装置共同起作用。

(6)转盘吊及机械手

转盘吊是由液压油缸控制起升和下放的小型起重设备，可在360 度范围内吊运钻杆。机械手将由转盘吊送来的钻杆送至钻架中间，它由钻杆抱卡、翻转板及液压油缸组成。

其中钻架是钻机的一个重要部件，它不仅支撑动力水龙头，承受数十吨的拉力，还要承受来自钻头的反扭矩，要求它具有足够的强度和刚度，普通情况下不允许自行拆卸钻架。

动力水龙头、滑轨和主推力缸用焊接的方式结合在一起，主推力缸放在滑轨的导向筒里，上端用螺母锁紧，这样三大部件便成为一个整体，主推力缸的活塞头与钻架底座铰接，当主推力缸伸缩时便带动动力水龙头升降，从而产生钻进所需的拉力和推力。动力水龙头是钻机的核心部份，它是动作的执行机构，液压马达将回转运动通过两级齿轮传动传递给中心管和机头，机头由棘轮套、活动套和承载接头等构成。动力水龙头止端有洗井液接头，与洗井液高压软管连接，旋转与固定部份的密封采用石棉盘根。

2．泵车

泵车由油箱、主液压泵、辅液压泵、驱动机电、冷却器、吸回油过滤器和平车等组成，它将电能转化为液压能(即压力油)，不断的提供给操作台及各执行机构，完成钻进工作，其外形尺寸为291510901715mm 。

3．操作车

操作车由操作台、座椅和平车组成，操作台为一框架结构，里面安装了许多控制阀和压力表，除转盘吊在钻机车上外，其他所有机构的动作均在此操作台上控制，其外形尺寸为228210401461。在该车上装有操作台和液压系统的全部控制元件。

(1)回转系统

该系统由主液压泵提供压力油，通过一组多路换向阀分配给液压马达，由换向阀控制马达正、反转。

(2)给进系统

该系统由辅助液压泵供压力油，通过另一组多路换向阀将压力油分配给主液压油缸。利用背压阀调节钻压(或者扩孔时的拉力)以保证恒压钻进。

(3)动力水龙头快速升降系统

利用主液压泵的大流量，通过控制液压马达的多路换向阀将压力油分配给主液压油缸实现快速提升和下放钻具。

(4)辅助系统

包括转盘吊液压油缸，卸扣液压缸、机械手液压缸及上下支撑用的液压缸的控制回路。

(5)滤油装置和油冷却装置

在油箱的回油口与吸油口之间、在主液压泵与辅助液压泵的吸油口上分别装有滤油器。此外，在主液压泵的吸油口还装有高压滤油器。在冷却器进油口设有低压滤油器。

4 ．钻具

钻具包括普通钻杆、开孔钻杆、稳定钻杆、导孔钻头和扩孔钻头。普通钻杆有效长度lm，外径182mm，材质为36CrMoA 优质台金结构钢。开孔钻杆的外径加工精度和同心度要求比普通钻杆高，以保证开孔时钻孔的垂直度。稳定钻杆的外径略小于导孔钻头直径，其作用是保证导孔钻进的垂直度。

本机具有下列特点：

(1)钻机能力大，钻井工艺简单，能满足煤矿等不同地质条件以及多种孔径的施工要求。

(2)采用全液压驱动，结构紧凑，分量轻，功率省。

(3) 安装运输简单省力，迅速安全，主机的竖立、放躺以及调整不需要辅助设备。

(4)主机液压系统简单可靠，操作容易，大部份液压元件以及密封元件与井下综采设备液压元件通用，便于维修更换。

(5)钻杆丝扣采用API 国际通用标准，可靠安全，互换性好，寿命长，钻机还配有多种特制的开孔钻杆和稳定钻杆，能有效的防止井孔偏斜。

(6)钻机工序实现了机械化作业，操作简单安全，辅助时间短，改善了劳动条件，减轻了劳动强度。

(7)钻机合用性强，可在较复杂地媒系岩层，如膨胀性岩层，断层以及涌水量大的地址条件下施工。