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AD130动力头型竖井钻机研制和应用情况研究 　　摘要：通过对AD130竖井钻机的研制及应用情况和AS-9钻机的应用情况比较，分析了AD130钻机的优点和存在的不足。 关键词：钻井法凿井钻进速度竖井钻机 中图分类号：TE2 文献标识码： A 一、前言 随着国内煤炭行业的快速发展，矿井建设正朝着大型化、自动化发展，在华东地区地表煤或易采煤矿建设已告一段落，新开发煤矿均为深井开采，钻井直径大、深度深。如安徽、山东、河南等地区，不少井筒穿越冲积层厚达500m以上，且井型大，国内新建矿井要求钻井直径从φ7.8m到φ12m，深度从540m到800m不等，无论从钻井直径，还是钻井深度，均已超出国内现有钻机设备的能力。在过去长达二十多年时间中，我国大型钻机的研制基本处于停顿状态，与国外先进钻机相比，主要性能指标还存在相当大的差距，严重制约着我国钻井法凿井技术的推广应用，其技术优势也未能得到更好的发挥。 通过近几年实践，发展我国大型更适合竖井钻凿的全液压竖井钻机，无论从市场需求，还是技术水平，条件均已成熟。 二、研制情况 全液压竖井钻机基本设计指导思想是；充分利用现有的研究成果、结合现有国产“AS12/800竖井钻机”、“AD60/300动力头式竖井钻机”、以及对原西德进口的“L40/800竖井钻机”改造机型“L40/1000竖井钻机”的使用经验，并考虑到钻凿较硬岩石的可能性（如f≧12-16），吸取它们的优点用于此次设计。 全液压竖井钻机总体设计方案是：钻机采用轨道式行走，正常钻进时钻机平台位于井口中心；当龙门吊在井口作业时，钻机平台整体后移让开井口供龙门吊作业；钻机的动力系统、控制系统、提升系统及操作室均安装在钻机平台上；钻架采用四柱箱形结构；钻机采用液压传动，电源采用380V；龙门吊跨度18m，提升高度16m。 机械部分采用可移动门型钻架，油缸→滑架→动力头+压气排碴三通→法兰钻杆→牙嵌钻杆→钻头的传动链。 液压部分采用整体箱架式，将全部液压动力源安装在钻机平台上，操作室布置在钻机平台上。 AD130/1000动力头钻机，是根据国内现有的AS型竖井钻机、L40钻机及AD-60动力头式竖井钻机、工程钻机的钻井工艺、整机结构及动力方式掌握的资料分析研究及三十多年使用的基础上，采用其合理的钻井工艺，先进的零部件结构，以及用户现有具备的条件而设计的。 AD130/1000动力头钻机适合于大涌水、易塌方、不稳定的地层（f≤8）表土和岩石中钻进，可钻凿最大直径13m、最大深度1000m的煤矿主、副、风井及其他工程井筒。 AD130/1000动力头钻机采用全液压动力头驱动、全断面分级扩孔、减压钻进、压气提升反循环洗井的钻井方式。 三、工程应用 3.1.工程应用实例一： 袁店一矿南风井 袁店一矿南风井采用钻井法施工。设计井筒净直径为Φ5.0m，井壁最大厚度为550mm。井筒设计钻井荒径为Φ7.1m，设计钻井深度为301m，其中表土层厚260.82m，主要由粘土和细砂组成，占井深的86.47 %；基岩段为40.18m，主要是泥岩，占井深的13.53 %。 袁店一矿南风井采用φ7.1m一级钻进方案， AD130/1000型动力头钻机施工。最大切割带面积39.59 m2。 袁店一矿南风井于2007年6月21日开始Φ7.1m钻进（前期采用中型钻机开了直径2.5m的导向孔，深260m），到2007年12月10日结束井筒钻进。井深301 m，历时173天，破岩效率61.5 m3/天。终孔偏斜值86mm，偏斜率0.293‰。 袁店一矿南风井施工时间（自7.1m开钻至壁后充填结束）：2007年6月21日～2008年1月10日。计6.8月，综合成井速度44.26m/月。 3.2.工程应用实例二： 朱集西煤矿矸石井 朱集西煤矿矸石井采用钻井法施工。设计井筒净直径为Φ5.2m，井壁最大厚度为750mm。井筒设计钻井荒径为Φ7.7m，设计钻井深度为545m，其中表土层厚469.55m，主要由粘土和细砂组成，占井深的86.2 %；基岩段为75.45m，主要是泥岩，占井深的13.8 %。 朱集西煤矿矸石井采用φ7.7m一级钻进方案， AD130/1000型动力头钻机施工。切割带宽度3.85m，切割带面积46.54 m2。 朱集西煤矿矸石井于2008年11月26日开始Φ7.7m钻进，到2010年1月2日井筒钻进结束。井深545 m，历时403天，破岩效率63 m3/天。终孔偏斜值396mm，偏斜率0.747‰。 朱集西煤矿矸石井施工时间（自开钻至壁后充填结束）：2008年11月26日～2010年2月10日。计14.5月，综合成井速