摘要
200 米液压钻机主要用于钻探各种深度为 200 米左右的各种角度的各类 用途的孔，可在不同硬度的岩石中钻孔，而在煤层、软岩石中钻孔以及在农 田打井时效率最高。钻机组成主要分为回转器、绞车、变速箱、机架、操作 仪。在本次的设计中主要对回转器部分进行了分析创新设计，通过了结构合 理性分析及各强度的较核验算。对钻机整体进行了设计，通过最后设计结果， 满足了初定的设计要求。该项目的成功设计，有效满足了由于 150 米钻机不 能完成的钻探探测任务，为新型的探测作出了有力准备，填补了目前的空白。 在设计中加入和优化设计理论和绿色设计理论，使得操作者减轻了劳动强度， 考虑了油的各种泄露问题，对环境减轻了甚至免去了污染，符合新型设计理 论。
第 2 章 钻机概述
2.1 钻机的功用
钻探是地质勘探工作的重要手段之一。钻机是实现该手段的主要设备。 其基本功用是以机械动力带动钻头向地壳钻孔并采取岩矿心。钻机同时还是 进行石油、天然气勘探及开采、水文水井钻探、工程地质钻探等工程的重要 设备。
2.2 对钻机的要求
钻机的技术性能要保证在施工中能满足合理的工艺要求，以最优规程， 达到预计的质量要求；维护保养简单容易；安装拆卸搬迁方便；利于快速钻 进；钻进辅助时间短；钻孔施工周期短；体力劳动强度低等。概括起来说， 是钻机要为多、快、好、省地完成钻探生产任务创造有利条件。
Key words
The geology probes into, drill machine, turn round a machine
第1章 绪 论
1.1 选题的意义
题目的选择，是通过毕业实习上的调查了解，以及目前能源行业的火暴 形式，大家都知道社会的发展离不了能源的供应，针对在课前的调查中了解 到目前在能源开采的紧张，需要一些专门化的设备，来解决实际问题。选择 200 米液压钻机的设计，主要是考虑到目前的 75 米，100 米，150 米以及当 前的 200 米钻机存在着各种问题，他们不能满足现在实际要求，对新型 200 米钻机的设计能解决目前存在的问题，对他的成功设计，将有效改进目前的 钻探工艺，取得较大的经济效益。
2.3 钻机的组成
目前常用的钻机由如下各部分组成： 1.机械传动系统 将输入的动力变速并分配到回转机构、升降机构。对于液压钻机还要有 驱动油泵，使液压系统工作的装置。 2.液压传动系统 利用油泵输出的压力油驱动马达、油缸等液动机，以使立轴回转和控制 给进机构、移动钻机、松紧卡盘、夹持器等； 3.回转机构 回转钻具，以带动钻头破碎孔底岩石。 4.给进机构 调整破碎岩石所需要的轴心压力和控制给进速度。在出现孔内事故时， 可以进行强力起拨。 5.升降机构 用于升降钻具（提取岩心和更换钻头）和进行起下套管等作业。 6.机架 支承上述各机构及系统，使之组装成一个整体，成为完整的机器。
1.2 设计内容
1. 200 米液压钻机回转器的设计 2．主要技术参数：
（1）.钻进深度(使用Φ42 或Φ50 钻杆) （2）.钻孔直径
①开孔直径 ②终孔直径 （3）. 立轴行程 （4）．最大液压给进压力 （5）．卡盘最大工作压力（弹簧常闭式液压卡盘） （6）．立轴内孔直径 （7）．油缸最大起拔力 （8）．油缸最大给进力
200m
89m ≥60mm 500mm 4 MPa 6 MPa 52mm 32.5KN 20KN
1.3 设计方法
确定了设计题目，就得需要相应的设计方法，有了明确的设计方法理念 才能完成预期的设计目标。有针对性的设计才能取得良好的效果，根据自己 的调研情况，我设计采用的方法是改进型创新设计，主要理论知识来源于钻 机的结构原理，钻机的钻进工艺，及岩心岩石的理论研究知识。
⑵按钻机标准钻进孔深分类
根据不同孔深范围，将各种不同钻进孔深的钻机分成三类或四类。
按三类分见表 2—1。
表 2—1
(m）
类别 Ⅰ Ⅱ
浅孔钻机 10—300 10—300
中深孔钻机 300—800 300—800
深孔钻机 800—1200 1000—2000按四类分类见表 1—2。
表 1—2
浅孔钻机
次深孔钻机
中深孔钻机
10—150
200—400
500—800
（m） 深空钻机 900 以上
⑶按原来地质总局设备管理分类 钻机可分为六类，即浅孔钻机、岩心钻机、石油钻机、水文水井钻机、 汽车钻机和砂矿钻机； ⑷按装载方式分类 可以分为滑橇式、卡车式、拖车式； ⑸按破碎岩石方式分类 可分为回转式、冲击式和冲击回转式； ⑹按回转机构型式分类 可分为立轴式、转盘式、动力头式； ⑺按进给机构分类 可以分为手轮（把）式、油压式、螺旋差动式、长油缸式、油马达—链 轮式。
6. 适用于合金钻头或金刚石钻头钻进； 7. 钻进速度快，效率高； 8. 动力为电机或柴油机。
3.2.2 总体设计方案的确定
经过调研和几次方案论证，考虑到现场特点，从实用角度出发，确定方 案如下：
1. 考虑到井下、井上和野外作业，动力可选电机或柴油机； 2. 考虑到有软岩石、硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高 速 600r/min； 3. 钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间， 提高有效钻进速度； 4. 考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全 可靠； 5. 由于本机动力较大，动力由 V 型带传动到变速箱的传动轴上易使传 动轴弯曲，所以增加了卸荷装置； 6. 采用二级回归式变速箱，减少变速箱体积，根据不同的地质条件， 选用不同的钻进速度； 7. 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适于整体或解 体搬运。尽量做到标准化, 通用化，系列化。
关键字 地质勘探 钻机 回转器
Abstract
200 meters liquid presses drill machine is mainly used to drill to explore various depth as 200 meters any kind of angle of bore . It can drill a hole in the rock of different degrees of hardness. Drilling a hole in the coal seam, soft rock and in the farmland beat the well time and limited efficacy rate . the Drillling machine constitutes is divided in to turn round a machine, winch and become soon a box, machine and operates an instrument. Main carried on an analytical innovation design towards turning round the machine part in the design ,by the structure rationality an analytical and each strength to check to calculate more. Carried on a design towards drilling machine wholly, pass an end the design result, satisfy a beginning settle of design request. The successful design of that item, satisfied effectively to drill machine and can't complete because of 150 meters of drill and explore mission, in order to probe in to make emollient preparation newly, fill up current blank. Join in the design with excellent turn design the theories and green to design theories, make the operation ease labor strength, considering oil of various reveal a problem and ease to the environment to even avoid a pollution, match new design theories.
3.2 设计方案的确定
3.2.1 本设计钻机的特点
通过市场调研了解到，目前钻探工程对钻孔深度 200 米左右的钻机需求 量日趋增加，而当前的 200 米钻机，存在着劳动强度大、适应性差等缺点。 鉴于以上原因，我们决定改进 200 米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具 有以下特点：
1. 经济耐用可靠、质优价廉； 2. 便于解体搬运； 3. 体积小，重量轻； 4. 操作简单，维修方便； 5. 适用于Φ42、Φ50mm 两种钻杆；
3.3 钻机的技术特性和要求
考虑到钻机的实际工作情况，根据我国当前生产技术和工艺水平，本
尾部为变型代号，可用汉语拼音字母中的一个字母或数字为代号。无尾 部的是指首次产品。如是第二次修改后的产品，尾部代号为 2。
第 3 章 钻机的总体设计
3.1 本设计钻机的应用场合
200 米型液压钻机主要用于钻探深度为 200 米的各种角度的放水孔、地 质构造孔、灭火孔、抽放瓦斯孔及铁路、公路、桥梁、隧道、国防建设、工 业民用建设、农田打井及地质勘探、工程爆破以及其它用途的各种工程孔。
2.4 钻机的分类和名称
随着钻探工程在国民经济各部门中的广泛应用，钻机类别和型号也在增 多。为此将钻机实行科学分类和确定名称，对识别、评价和选择钻机是很有 意义的。
2.4.1 分类
⑴按用途分类