一種新型簡(jiǎn)易液壓鉆塔的研發(fā)

董剛，楊壯，陳晶

(秦皇島市華勘智能科技有限公司，河北 秦皇島 066000)

1 研發(fā)背景

在鉆探行業(yè)中，鉆塔是鉆探必備設(shè)備，性能優(yōu)良的鉆塔有利于復(fù)雜的鉆探施工。復(fù)雜的野外工作對(duì)鉆塔有極高的要求，一直以來(lái)，野外鉆探都是用管式拼接鉆塔，拆解后單件重量輕，利于運(yùn)輸，但拆拼工作量較大，高處拆拼具有危險(xiǎn)性。因此，研發(fā)一種性能優(yōu)良、重量輕，便于拆卸、安裝的新型液壓鉆塔，能夠方便鉆探工人的操作，提高工作效率。根據(jù)地質(zhì)人員在一線(xiàn)實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)液壓鉆塔的使用需求和建議，分析研究了現(xiàn)有市場(chǎng)上鉆塔的基礎(chǔ)上，對(duì)液壓鉆塔進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、裝配、調(diào)試、試驗(yàn)檢驗(yàn)并深度完善。新型液壓鉆塔研發(fā)項(xiàng)目以滿(mǎn)足客戶(hù)需求為目標(biāo)，以技術(shù)為支撐，以嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的態(tài)度為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念和研究方法。新型液壓鉆塔能夠在保證較好的使用效果的基礎(chǔ)上，改良傳統(tǒng)鉆塔的使用性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)、改良液壓裝置，而且有效地增加鉆塔安裝的便捷性，方便了鉆探工人的操作，提高工作效率。

2 主要結(jié)構(gòu)

2.1 主要參數(shù)

鉆塔理論高度9 m，底座規(guī)格5.5 m×5.1 m，最大載荷150 kN。鉆塔由底梁、立柱、油缸底座、副腿底座、天車(chē)、油缸、固定工作臺(tái)等組成。

2.2 底梁

底梁結(jié)構(gòu)如圖1所示，由槽鋼焊接而成。虛線(xiàn)框內(nèi)安裝鉆機(jī)，其內(nèi)梁可根據(jù)鉆機(jī)底座調(diào)整位置，便于不同型號(hào)鉆機(jī)的安裝與固定，簡(jiǎn)潔便利，該鉆塔可用于70～90°鉆孔。序號(hào)1為鉆塔底座，用于升降鉆塔主體結(jié)構(gòu)；序號(hào)2為油缸底座，連接油缸與鉆塔底梁。其余為由槽鋼制作的底梁，底梁由螺栓連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆裝。

圖1 鉆塔底梁

2.3 鉆塔主體結(jié)構(gòu)

鉆塔主體結(jié)構(gòu)如圖2所示。序號(hào)1為鉆塔塔帽，便于塔衣安裝。序號(hào)2為鉆塔主體結(jié)構(gòu)，采用圓管連接，圓鋼管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、重量輕，整體分為兩部分，采用螺紋連接，操作便利簡(jiǎn)單，易于鉆塔野外拆裝。序號(hào)3為調(diào)節(jié)螺桿，鉆塔升起后，通過(guò)可調(diào)節(jié)螺桿固定鉆塔，三角支護(hù)確保鉆塔穩(wěn)定。序號(hào)4為油缸，通過(guò)液壓站給油頂升鉆塔整體部分，節(jié)省人力，便于安裝。序號(hào)5為天車(chē)結(jié)構(gòu)部分，可根據(jù)客戶(hù)需求安裝不同規(guī)格的天車(chē)。序號(hào)6為固定工作平臺(tái)，平臺(tái)空間大，利于工人高空作業(yè)。

圖2 鉆塔主體結(jié)構(gòu)

3 鉆塔安裝

3.1 底盤(pán)安裝

平整場(chǎng)地后，根據(jù)鉆孔位置擺好機(jī)臺(tái)木，安裝底梁。底梁安裝好后，將塔腿底座、副腿底座和油缸底座安裝在底盤(pán)兩側(cè)雙梁上，為安裝塔身做準(zhǔn)備。

3.2 塔身安裝

將塔腿下端固定在塔腿底座上(塔腿上墊需墊高)，天車(chē)安裝在塔腿上端，擰緊螺栓；將塔帽安裝在天車(chē)上；將油缸及副腿分別安裝在相應(yīng)的底座上，為起塔做準(zhǔn)備；將塔撐及固定工作臺(tái)安裝在塔腿上，小橫梁安裝在天車(chē)下方；所需鋼絲繩安裝到位；如需要塔衣，一并安裝到位。

3.3 起塔

調(diào)節(jié)塔身高度，將油缸上端固定在塔腿上，高壓油管接在油缸上，把油缸上的給進(jìn)控制閥門(mén)關(guān)閉，用手油泵供油，待油缸接口處溢油時(shí)將接頭擰緊。手油泵繼續(xù)供油，塔身緩緩升起。塔身升至接近預(yù)定角度(不能超過(guò)90°)時(shí)，將副腿上端固定在塔腿上，用副腿調(diào)整絲杠調(diào)節(jié)準(zhǔn)確角度。起塔過(guò)程完畢，將繃?yán)K用調(diào)整絲杠調(diào)緊。

4 鉆塔創(chuàng)新點(diǎn)

①該鉆塔重量輕，便于野外攜帶及安裝。②鉆塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利于工人們野外工作，安裝便利，減輕了工人工作量，縮短拆裝時(shí)間。③鉆塔采用液壓裝置，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；在野外環(huán)境復(fù)雜，沒(méi)有機(jī)械設(shè)備的情況下亦可安裝。④適用于多種規(guī)格鉆機(jī)及不同角度的鉆孔，一塔多用。

5 結(jié)論

新型液壓鉆塔是一款性能優(yōu)秀，適應(yīng)性良好的鉆塔，可廣泛用于各種環(huán)境下的鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)，提供穩(wěn)固、安全和便捷的施工效果。該鉆塔已成功應(yīng)用在多處鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)，如：河北省青龍縣金礦勘探，內(nèi)蒙古赤峰市多金屬礦勘探，山西省太原市鐵礦勘探以及老撾煤炭礦山勘探。鉆塔安裝及運(yùn)輸?shù)谋憬菪浴⒍喾N施工條件下的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)為野外施工帶來(lái)了極大便利，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了工作效率。