组合式两脚钻塔的研制与应用

孙国华 杨春沛

（东煤地质局一0一队，辽宁 调兵山 112700）

在当今市场经济下，我们地质勘探行业为了加快勘探速度 ，在钻塔的轻便、通用、安装、拆卸、运输等方面做了进一步的研究和探索。我所在的单位在总结以往使用过的木制两脚塔、三角塔、四角直塔等的经验基础上，研制出组合式两脚塔，通过各种条件的生产试验，特别是在高山、丘陵地区施工，应用效果更为突出，在勘探区施工，可实现当天搬家，当天安装，当天开孔。使用组合式两角塔后，台月效率等各项指标都大大提高，为缩短拆、安、运时间创造了有利条件。

1 组合式两脚钻塔的结构特点

1.1 组合式两脚钻塔的结构特点

钻塔由天车、主腿、后支撑，塔框，绷绳等组成，两根主腿用天车和塔框联合成"A"型，中部由后支撑支护，上部用绷绳稳定，下部通过绞链座于基台上（图1）。

天车采用“拱形转向架”结构，这种结构构件断面尺寸较小，重量较轻，具有较大的承载能力，主腿由三根直径为73mm 岩芯管组成，截面形状等腰三角形。这种结构比较简单，加工方便，钻塔也较稳定，便于现场安装、拆卸、搬迁。

同时，这种结构受力比较合理，比槽钢塔梁承载能力大。

后撑、塔框、绷绳主要起稳定钻塔作用，塔框还有助于封塔以防寒、防雨、存放钻杆立根等。

强力拔起时，,绷绳是钻塔稳定之关键，因此，使用两脚塔，绷绳的安装质量必须有严格的要求。

1.2 主腿的断面与稳定性的考虑

主腿横断面形状的选择是钻塔结构设计中极为重要的部分，因为塔腿的破坏通常具有毁坏性的，是涉及人身安全的大事，所以一定要慎之又慎。

另外，主腿的受力情况是复杂的，如果主腿的长细比（柔度）过大，可能由于超过屈服极限而破坏。根据欧拉公式PK=EJ/KLL,其临界载荷P 与刚度EJ 成正比，而与其长度L 的平方成反比。细长塔腿的临界载荷不会因为应用较高屈服应力的钢材而增大。临界载荷可以籍以增大其横截面的惯性矩J 而增大，即可将材料尽可能远离横截面形心分布来实现，因此管件就经济的多，缩小管状截面壁的厚度而增大其横向尺寸，可以使腿的稳定性增加，然而，管壁的厚度有一定下限，太薄，管壁本身就不稳定了，这样，不是按腿的整体产生弯曲，而是管壁产生折皱变形，产生局部弯曲。

组合式两脚钻塔在设计，加工，使用过程中分别选定了三种钻塔规格（表1）

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2 对钻塔的合理使用，提出如下要求：

2.1 严禁加长升降把操作升降机

钻机最大载荷能力：

P=nQN

式中：n为强力提拉时的绳数，Q为升降机单绳提升能力，N为升降机的超载系数，取1.5。

2.2 对施工孔深的要求

用直径为43.5毫米的钻杆钻进，孔深400米时钻具重量仅为2.76吨；用直径为50毫米钻杆钻进750米井深时，钻具重量也只有4.53吨，下钻时冲出系数取3，钻塔载荷为20吨左右对钻塔来说也是安全的。

3 施工中应注意的几个问题

3.1 立放塔时，所有人员不得在钻塔起落范围内，立放塔时避免上下颤动，禁止使用单绳拉塔，以免发生危险。

3.2 绷绳是稳定钻塔的关键，因此，必须选用较好的钢丝绳，要求直径3/4〃～5/8〃（直径不大易绷紧钻塔），绳卡连接部位要挽回卡紧，防止松脱。

3.3 处理孔内事故强力起拔时，死绳不能固定在一个塔腿上或底基台上，以免改变钻塔受力方向，死绳要固定在塔中心位置。操作升降机时，不能猛拉急刹反复操作，也不能将升降把压死，以防拉坏升降机和钻塔。

3.4 打吊锤时，应使用天车，不能在一个塔腿上吊一个滑车来进行，避免拉坏塔腿。

3.5 如果使用土电梯，重锤要放在塔外，以防伤人。

[1]张西坤，靳益民.关于钻塔的几个问题的探讨[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2009-07-25.

[2]洪江.XY 系列钻机吊臂式钻塔的设计应用[J].贵州地质，2005-06-30.

[3]卜长根.平面连杆机构在钻塔设计中的应用[J].工程机械，2001-03-10.