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绪论1

目录1

第一篇 钻探设备的标准化及其技术要求7

第一章 概论7

第一节 标准7

一、我国标准的分级7

二、技术标准的种类及其内容9

第二节 标准化9

一、系列化9

二、通用化9

第三节 标准化工作10

第二章 标准化工作的经济效益10

第三章 钻探设备（地质部）标准系列12

第一节 地质钻探机械产品编制和型号12

第二节 典型产品型号的规定13

第一节 钻探设备主要参数的名称15

第二节 国内的钻机系列15

第四章 钻探设备技术特性参数15

第三节 国外的钻机系列16

第五章 对岩心钻探设备的要求22

第一节 岩心钻探的生产过程22

· 第二节 提高机械钻速对设备的要求23

第三节 提高技术钻速对设备的要求23

第四节 提高经济钻速对设备的要求24

第五节 提高循环钻速对设备的要求24

第六节 对设备的一般要求24

第一节 关于钻探方法的历史回顾25

第二篇 岩心钻机25

第一章 概述25

第二节 岩心钻机的发展概况26

一、第一个发展阶段26

二、第二个发展阶段27

三、第三个发展阶段28

第二章 机械传动式岩心钻机的结构原理与设计基础29

第一节 机械传动式岩心钻机主要技术特性参数的选择29

一、钻进能力参数30

二、回转系统参数32

三、给进系统参数36

四、升降系统主要参数39

五、钻机的重量与动力机功率46

第二节 机械传动系统46

一、传动系统的任务47

二、典型钻机机械传动系统的传动路线与各档转速计算49

三、机械传动系统的确定52

四、典型钻机机械传动系统分析61

一、回转器的功用与要求62

第三节 回转器与卡盘62

二、回转器的类型、结构与计算63

三、卡盘的类型、结构与计算77

第四节 给进机构（系统）84

一、给进机构的任务、类型与要求84

二、液压给进系统85

三、机械给进机构93

一、升降机的功用和对升降机的要求98

二、升降机的类型与特点98

第五节 升降机98

三、游星式升降机的工作原理与结构99

四、升降机的结构形式103

五、卷筒结构参数的确定111

六、抱闸的受力计算115

第六节 变速箱与分动箱120

一、变速箱与分动箱的功用120

二、对变速箱与分动箱的要求120

三、变速分动箱的组成与结构型式121

四、典型变速箱与分动箱的结构124

五、操纵与互锁装置130

六、设计变速箱的一般步骤和内容135

第七节 摩擦离合器136

一、摩擦离合器的功用136

二、对摩擦离合器的要求136

三、摩擦离合器的类型与工作原理136

四、摩擦离合器的典型结构139

五、摩擦离合器的间隙调整144

六、摩擦离合器的设计计算146

第八节 机座150

第三章 常用机械传动式岩心钻机的结构简介153

第一节 立轴式钻机153

一、XU600与XU600-3型钻机153

二、XU300-2型钻机171

三、JU-1500型钻机180

四、XJ100-1型钻机194

第二节 转盘式钻机201

一、钻机的机械传动系统202

二、钻机各主要部件结构分述206

三、钻机的液压传动系统213

第三节 国外机械传动式钻机简介214

一、一般发展的动态214

二、国外立轴式钻机的主要性能和结构改进特点215

三、国外转盘式钻机的主要特点219

第四节 移动迴转头式钻机220

一、气动动力及其控制系统223

二、机械传动系统226

三、液压传动系统234

第五节 机械传动式岩心钻机的使用与维护237

一、安装与调整237

二、开车前的准备238

三、操纵与维护保养问题238

四、机修与故障排除241

五、钻机的拆卸243

三、全液压钻机的类型与特点246

二、全液压钻机的技术性能246

一、全液压钻机的发展概况246

第一节 概述246

第四章 全液压钻机246

第二节 全液压钻机的结构分析247

一、主机249

二、动力设备275

三、操纵台276

第三节 钻机液压系统基本回路的选择277

一、液动机的选用和功率分配方案278

二、确定液压系统的型式278

三、调速方案的选择279

四、液动机的换向和锁紧281

五、压力控制回路的选择282

第四节 全液压钻机简介286

一、泰美克－250型全液压钻机286

二、钻石－600A型全液压钻机291

三、托拉姆2×20型钻机296

四、HC-150型全液压钻机299

五、泰美克－1000型全液压钻机305

第一节 水泵在钻探工作中的功用311

第二节 钻探对水泵性能的要求311

第三篇 水泵311

第一章 概述311

第三节 岩心钻探用水泵的类型312

第二章 往复式水泵的工作原理与计算313

第一节 往复式水泵的工作原理313

第二节 往复式水泵的流量314

一、理论平均流量314

二、瞬时流量与流量不均匀度315

三、往复泵的实际流量325

四、往复泵的流量调节327

第三节 往复式水泵吸入与排出过程的压力变化规律328

一、往复泵的管道中液体流动的特性328

二、往复泵吸入过程中液缸内的压力变化规律329

三、往复泵排出过程中液缸内压力的变化规律337

第四节 往复式水泵的功率和效率339

一、往复式水泵的主要性能参数P、Q339

二、往复泵的有效压头341

三、往复泵的功率和效率343

四、动力机的功率345

第五节 往复泵的工作特性346

一、往复泵的工作特性曲线346

二、往复泵的管路特性曲线347

三、钻探用泵的临界工作特性曲线348

第六节 往复泵泵阀工作的理论基础350

一、阀盘的运动规律351

二、阀盘计算新方法简介357

三、泵阀的冲击358

四、球阀362

第七节 往复式水泵的结构参数365

一、泵缸数目i的确定365

二、泵缸直径D和冲程S的确定366

三、往复次数n的确定366

四、吸入阀和排出阀的径径d1、d2的确定367

五泵阀升程h的确定367

五、泵阀升程h的确定367

一、BW250/50型泵368

第一节 常用往复式水泵介绍368

第三章 往复式水泵的结构368

二、WX-200型泥浆泵373

三、SNB-90型泥浆泵375

四、泵的附件379

第二节 地质钻探用往复泵的结构分析382

一、常用往复泵的结构382

二、三种泵的结构分析384

三、易损件分析386

二、开动前的准备工作394

一、在机场上的安装394

第三节 往复泵的使用与维护394

三、泵的开动395

四、泵的维护与保养395

五、停泵395

第四章 螺杆泵396

第一节 螺杆泵的结构396

一、动力端396

二、液力端396

一、转子、定子形状的形成397

第二节 螺杆泵的工作原理及分类397

第三节 单螺杆泵的工作原理397

二、转子在定子中的运动过程399

三、密封容腔的形成和泵的工作原理400

第四节 螺杆泵的工作特性402

一、泵的吸入高度402

二、泵的运转速度402

三、泵的流量403

五、泵的功率404

四、泵的排出压力404

第一节 国外岩心钻探用泵的现状406

一、传动结构406

二、系列化406

第五章 国外水泵简介406

三、流量调节407

四、泵的作用形式408

五、易损件的材质和结构408

六、动力机的配备408

一、关于曲柄连杆机构往复泵409

七、泵的附件409

第二节 往复式泥浆泵的发展趋势409

二、关于直接作用式往复泵410

二、关于螺杆泵410

第四篇 动力机的选择411

第一章 钻探工作对动力机的要求411

一、冲洗泵的负荷特性及其对动力机特性的要求411

二、提升绞车的负荷特性及其对动力机特性的要求412

三、迴转器的负荷特性及其对动力机特性的要求413

一、三相交流感应电动机及其特性414

二、柴油机及其特性414

第二章 钻探用动力机的类型与特性414

三、直流电动机及其特性415

四、液压马达及其特性417

第三章 钻探工作所需功率的计算419

一、钻进时所需之功率N钻419

二、提升钻具所需之功率及计算427

二、单独驱动时动力机功率的确定428

第四章 钻探设备驱动方式及动力机功率的确定428

一、共同驱动时动力机功率的确定428

第五篇 附属机具429

第一章 概述429

第一节 升降作业机械化分析429

第二节 附属机具的组成430

一、拧管机430

二、提引器431

四、各种机械手432

三、水接头432

第二章 拧管机433

第一节 拧管机的扭矩特性及对拧管机的要求433

一、拧卸钻时的扭矩特性433

二、对拧管机的要求434

第二节 拧管机的结构分析434

一、拧管机的动作原理及组成部分435

二、液压拧管机436

三、机械传动式拧管机及电动拧管机442

第三章 塔上无人提引器446

二、球卡式提引器447

三、卡块斜脱式提引器448

一、爬杆斜脱式提引器449

第四章 水接头449

一、小口径钻进水接头449

二、轻便式提引水接头449

三、深孔用提引水接头450

四、球卡式两用水接头451

二、钻塔的类型452

一、钻塔的作用和要求452

第六篇 钻塔和塔桅452

第一章 钻塔的用途和要求与类型452

三、钻塔设计的步骤与内容453

第二章 钻塔参数的确定454

一、塔高的确定454

二、立根长度选择的依据456

三、上顶尺寸决定的依据456

四、底框尺寸决定的依据456

五、钻塔的自重456

第三章 钻塔和塔桅的结构458

一、钻塔的结构458

二、塔桅的结构458

第四章 钻塔负荷的计算461

一、垂直载荷的计算461

二、水平载荷的计算464

第五章 钻塔和塔桅的强度计算470

一、四角钻塔的各杆件内力计算470

二、四角钻塔内力的合成474

三、钻塔杆件强度和稳定性的校核475

四、钻塔中特殊杆件的计算476

第六章 塔桅的计算478

一、桅杆整体稳定性的校核478

二、前面敞开式小断面井架稳定性校核480

三、前敞式桅杆钻塔扭转稳定性检查481

四、A字形钻塔强度检查481

第七章 绷绳的计算482

一、专用竖塔绞车起重能力的计算484

第八章 单桅和A字形塔架整体竖立和迁移的计算484

二、单桅和A字形塔迁移所需功率的计算485

第九章 钻塔基底强度的计算486

一、根据钻塔工作条件进行钻塔所受外载计算487

二、根据在不同载荷作用下求钻塔桁架面、承载后内力计算492

第七篇 钻杆与套管493

第一章 钻杆493

一、概述493

二、钻杆的工作条件497

三、提升时钻杆中产生的拉应力498

四、钻进时钻杆中产生的应力499

五、钻杆的振动511

六、钻杆的合理使用与改进513

第二章 套管517

一、概述517

二、套管的工作条件518

三、套管的应力518

〔附录〕528

附录一、国际单位制528

1．国内机械传动式钻机的技术参数534

附录二、国内外钻机的技术性能参数534

2．国外机械传动式钻机的技术参数545

3．国内外全液压式钻机的技术参数548

附录三、国外钻探用水泵的技术参数548

附录四、国内外钻杆及其接头的技术性能参数554

1．地质管材的化学成份及机械性能554

2．外丝钻杆及其连接558

3．金刚石钻进用钻杆（内丝）及其连接560

4．国外某些金刚石钻进绳索取心钻杆规格系列563