2000米全液压岩心钻机下放钻杆过程中液压系统热平衡分析.pdf

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1、2010年第37卷第11期探矿工程(岩土钻掘工程)292000米全液压岩心钻机下放钻杆过程中液压系统热平衡分析张旭，冉恒谦，刘凡柏，李文秀(中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊065000)摘要：钻机在下放钻杆过程中，做了大量负功，钻杆势能几乎全部转化为钻机液压系统的热能，这部分热量是很大的，将对钻机的液压系统造成极大危害。因此，对整个能量转化和散热过程进行分析非常必要。通过对下放钻杆过程的能量转化和液压系统发热、散热过程进行较详细的分析，提出了有等差数列形式热量输入的液压系统的散热函数，并以实测和计算数据验证了散热器的选型。

2、关键词：下放钻杆；液压系统；能量转化；热平衡中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：1672—7428(2010)11—0029—03AnalysisonHeatBalanceofHydraulicSystemof2000inFull-hydraulicCoreDrillingMachineintheProcessofDrillPipeSending／ZHANGXu，RANHeng—qian，LIUFan—bai，LIWen—xiu(TheInstituteofExplorationTechniques，CAGS，Langf

3、angHebei065000，China)Abstract：Drillingmachinedoesalotofnegativeworkinsendingdrillingpipesdownintothewel1．Nearlyallthepotentialenergyofthedrillingpipeconvertsintothehugethermalenergyofthehydraulicsystem．Therefore，itisnecessarytoaria—lyzetheprocessofenergyconversionand

4、heatradiation．Thispaperanalyzesthecompleteprocess，proposesaheatradia—tionfunctionofthehydraulicsystemwiththearithmeticprogressionheatimportationandvalidatestherationalselectionofradiatorwithmeasuredandcalculateddata．Keywords：drillingpipesending；hydraulicsystem；energy

5、conversion；heatbalance1热平衡分析的必要性ZK43—1钻孔试验示范工程现场。当钻孔深度为2000m，使用071mm钻杆钻进时，钻机在下放钻杆过程中，钻杆从地表到达孔底，22000ITI全液压岩心钻机及其液压回路有大量的能量发生转化，由钻杆的重力势能转化为钻机为我所设计研制的YDX一5型全液压岩心液压系统的热能。若此部分热量不能及时散去而存钻机，设计能力为采用N规格的绳索取心钻具钻进在于系统中，将使液压系统温度升高。若温升超过深度4Z2000in。目前已成功完成山东乳山金青顶矿许用值，将对系统造成极大危害，具

6、体表现在：(1)区ZK43—1试验示范钻孔项目，终孔深度为降低液压胶管和密封件的使用寿命，加速老化；(2)2212．80m。该钻机液压系统可分为辅助系统和工使油液粘度降低，泄露增加；(3)容易造成油液融进作系统。辅助系统包括行走、起塔、塔架滑移、支腿气体，使“气蚀”现象更加严重；(4)引起热膨胀，造伸缩等回路；工作系统包括钻机正常钻进时的有效成不同运动副间配合间隙变化，破坏润滑油膜，使动动作回路，如动力头旋转、提放钻杆、扶正、给进、孔作不灵或卡死，加速磨损等。因此，对此过程进行能口夹持、泥浆泵等回路。液压绞车原理如图1所示。量转

7、化和散热效果分析是非常必要的。该绞车的刹车系统为动态、静态双重刹系统。本文依托国家“863”项目“2000米地质岩心钻其工作原理是：提升重物时，控制阀处于左位，高压探关键技术与装备”，探索性地对钻杆下放过程中液压油通过单向阀，驱动液压马达旋转，提升重物，钻机液压系统的热平衡进行分析，探究在钻杆下放低压液压油经散热器流回油箱；下放重物时，控制阀过程中的能量转化过程，检验钻机散热系统的能力。处于右位，高压液压油通过控制阀，首先打开刹车缸文中所用数据均来自山东乳山金青顶金矿区的(静态刹车)，然后打开刹车阀，高压油流经马达，驱收稿日期：

8、2010—06—18；修回日期：2010—09—29基金项目：国家“863”计划重点项目“2000米地质岩心钻探关键技术与装备”(项目编号：0607；课题编号：2007AA060701)作者简介：张旭(1985一)，男(汉族)，河北迁安人，中国地质科学院在读硕士