机械毕业设计149FDP-15非开挖导向钻机主机体设计说明书 .pdfVIP

第一章绪论

1.1选题意义

目前越来越多的大规模交通、铁道、电力、地铁、水利等建设活动过程

中都需要水平定向钻探技术，即非开挖施工技术。该技术与开挖施工技术相

比，具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、社会效益显著等优点。可

广泛应用于穿越公路、铁道、建筑物、河流，以及在闹市区、古迹保护区、

农作物和植被保护区等条件下进行的供水、煤气、电力、电讯、石油、天然

气等管线的铺设，更新和修复。

1.2国内外概况

1900年美国人采用顶管法成功地实现了非开挖铺设管线的技术突破。

非开挖技术经历60年的发展，先后只发明了螺旋钻进法和冲击矛法技术。

1970年美国加洲人率先使用“水平导向钻进法”穿过河流铺设第一条采用

此技术的管道，成为创立“水平导向钻进法”的第一人。由于他经常到全美

各地推广此技术。因此，“水平导向钻进法”成为非开挖施工所普遍采用的

施工工艺。随着非开挖技术的不断成熟，人们又针对不同的管网情况，1980

年发明了“胀管法”（爆管法），此技术逐步推行开来，特别是自来水行业运

用较多。

国内现状：非开挖铺设更换管道技术以其独特的优越性，已被人们逐

步接受，特别是在大中城市，商业繁华地区普遍采用此项技术，我国香港特

别行政区已运用很久。但内地还处在起步阶段

1.3设计特点

所谓定向钻探，就是在钻探和钻井施工中，利用土层造斜规律，采用人

工造斜手段，或者两种同时并用，使井孔按照设计的轨迹钻达预定目标的钻

进方法。在钻探施工中，根据地质条件，合理采用定向钻进方法，不但能够

提高工程量，节约施工费用，而且能够缩短施工时间，获得较好的技术经济

效果。

而对钻孔深度300米左右的水平定向钻机需求量比较大，以往的300

米水平定向钻机，存在着机械式、笨重、使用不方便等缺点。鉴于以上原因，

此次毕业设计，我的导师陈少云老师让我对300米水平定向钻机（FDP-15D）

1

进行研究。经过调研，我觉得水平定向钻机是一种小型液压钻机，应有以下

特点：

1.经济耐用可靠、质优价廉；

2.结构简单，易于加工制造；

3.操作简单，维修方便；

4.适用于、两种钻杆；

5060mm

5.钻进速度快，效率高；

6.施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著。

7.随着水平定向钻探技术的发展，这种钻机应具有良好的发展空间。

2

第2章FDP-15D钻机总体方案的确定

2.1具体方案的确定

经过陈老师的细心指导和长时间的搜集和查阅资料，我对钻机的整体

结构和工作原理都有所了解。钻机的结构与其所采用的钻进工艺相关联。目

前国内外都正在研制和应用全液压钻机。全液压钻机同传统钻机一样，都是

用来完成钻进和升降钻具等基本工序，以实现采取岩心，达到探矿的目的。

从结构上看，全液压钻机可以分为立轴式全液压钻机和动力头式全液压钻

机。二者相比较，动力头式全液压钻机具有结构简单、重量轻、操作简便、

可以实现无级调速、加压给进等优点，工作效率大大改善。并且动力头式全

液压钻机也是钻机的发展方向之一。综合各方因素，我选择设计水平定向动

力头式全液压钻机。

具体方案如下：

1.考虑到此钻机常用于户外作业，动力可选柴油机。

2.钻机应用螺纹连接钻头精简结构，节约时间，提高有效钻进速度。

3.动力头采用单极齿轮减速器，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。

4.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。

2.2技术特性

1.最大钻进深度300m

2.导向孔直径

76

3.钻杆直径