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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