近年来,岩心钻探技术在我国矿产支援勘探中的使用率逐渐提高,其使用的核心设备是岩心钻机。通过钻机向地层中钻进的不同深度的孔来进行分析和研究,从而为固体矿产资源的开发和利用提供科学依据。
传统的立轴式钻机经过多年的发展,形成了形成了立轴回转、卡盘夹持并转动钻杆、液压给进油缸;利用游星齿轮绞车进行升降,成为目前国内外岩心钻机通用的一款经典机型。这种机型的性能还算是比较完善的,基本上可以很好地满足我国对于钻探工艺的要求。
另外一种市场上多见的钻机是全液压动力头式钻机。这类钻机主要采用柴油机通过齿轮油泵将机械能转化为液压能,再通过液压马达将液压能转换为机械能。驱动钻杆进行回转钻进,给进行程达到3-4m。大部分全液压动力头式钻机便于拆卸,有利于搬迁。
机械立轴式钻机具有以下几点显著优点。
1、制作成本低。因目前我国机械加工水平相对较低,高技术人才少之又少,从而造成精密机械制造成本高昂,普通技术工人成本相对较低。而这类钻机由于对加工精度要求不高,所以恰恰弥补了这个短板。
2、对操作技能要求不高,维修容易、方便。
3、可靠性较高、损耗少、传动效率高。机械传动比液压传动可靠性高是无可争议的事实,而液压传动的效率远远落后于机械传动的效率。
4、起下钻速度快,处理事故能力强。在实际工况施工中,起下钻是一种经常的作业。对于较复杂地层,起下钻的次数更是频繁。立轴式钻机的施工效率就优势较明显。
机械立轴式钻机的使用不足之处在于,由于采用钻塔,搬迁、运移方面工作量较大;不易实现较大角度的斜孔钻进;给进行程较短,转速不能实现无级变速。但目前我国岩心钻机的主导产品仍然是机械立轴式钻机。
相对于机械立轴式钻机而言,全液压动力头式钻机则具有工作较平稳、给进行程长、钻进工艺适应性较好等优点。并且可以进行大角度的斜孔钻进,取心较完整。搬迁方便,运移速度快。全液压钻机一般可用1—2天搬迁完毕,进入工作状态。但是,全液压钻进造价较高,是机械师钻机的五倍。并且动力消耗大,传动效率低,维修技能要求较高,备件的价格也比较高昂,野外施工条件较辛苦。目前全液压动力头式钻机在我国应用比较广泛,特别是有些山区工地、羊肠小道,只能靠工人扛
机器,充分体现出全液压钻机的优势所在。
在当前形势下的岩心钻机市场,传统的机械立轴式岩心钻机与全液压动力头式钻机应该在以后很长的一个时间内共存,应当在不同的工矿下,选择不同的钻机,具体问题具体分析。