ZDY系列钻机和VLD-1000系列钻机比较

陈团团

（晋城煤业集团凤凰山矿，山西 晋城 048007）

多数大型矿井目前使用的定向钻机大体分为两种类型：（1）西安煤科院研制和生产的ZDY6000LD（定向）履带式全液压坑道钻机及其他ZDY系列的改进机型（下称ZDY系列钻机）；（2）从澳大利亚引进的VLD-1000系列定向钻机（下称VLD系列钻机）。通过现场使用这两种类别的钻机，从整体设计、使用性能、定位精度、机械液压等方面进行比较和阐述，发现VLD系列钻机在诸多方面都优于国产的ZDY系列钻机。

1 钻机主体（结构组成要素）

钻机的主体结构包括机身、框架、支撑、连结。

（1）ZDY系列钻机采用的注浆泵传动方式为皮带传动，占用空间大且传动部分暴露在外，较易造成人员或其他的异物如工具等误入运行部位，从而诱发事故。

（2）皮带传动只能进行直线传递，与钻机的整体设计是分离的，因此厂家加设了电机及控制开关等，导致相关的开关、辅助设备及连接电缆及管路多，且不能依靠钻机的履带设计来移动注浆泵，整体设计和集成性低。

（3）钻机设计集成性低，造成现场布局乱、标准化差和搬运极为繁杂。钻机设计的重心偏上、支柱抓地力小等因素导致钻机在施钻过程中重心不稳。

（4）钻机未设置起吊环，造成固定和移动不方便。

（5）细节方面不够细致，列举几个例子：

①ZDY系列钻机和VLD系列钻机推进油缸设计均为2个油缸平移布置。在工作中可以明显发现ZDY系列钻机的2个推进油缸较VLD系列钻机的推进油缸的同步性差很多。作为一名机电技术人员，不难发现VLD系列钻机在油缸的进回油两端分别设置了2根相通的油管，称为平衡油管。当一侧油缸的进（回）油压力或流量大于另一侧的油缸时，自然而然这一侧的油压或部分油量会流到另一侧的油缸，从而达到动态的平衡，最终保证后推进组件在滑道上的滑行是平稳的，钻机在钻杆推进时是平稳的，推进轨迹是平直的。

②ZDY钻机操作台前端布置的机械类设备较多，操作视线差。

③ZDY钻机底部支撑盘设计为矩形平面。矩形设计空间利用率低，平面设计摩擦力有待提高。而相比较之下VLD系列钻机的圆形加设4个摩擦尖角设计更加合理。

④液压传动的密封性能很关键。相关运动部件的公差配合、金属材质的耐磨性和加工精度，都直接影响着液压传动的密封性。现场应用过程中，ZDY系列钻机较VLD系列钻机的油品泄漏事故率高得多。

2 驱动部分（动力组成要素）

驱动部分为系统提供能量和动力。ZDY系列钻机采用电机带动主、副泵并另外加设电机和皮带传动带动水泵的设计；VLD系列钻机采用单电机单轴带动主泵、副泵和水泵驱动泵的设计。从移动性、空间利用率、材料消耗等方面考虑，VLD系列钻机都明显优于ZDY钻机。

3 执行机构（运动组成要素）和液压系统

根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

ZDY系列钻机的执行机构运行不稳定，比如夹持器经常会出现一会儿能夹住、一会儿又夹不住的现象，操作阀时常会出现高低压侧串液的现象。在油路方面，ZDY系列钻机设计采用密封垫片和密封圈来保证密封性，时常出现漏油、油封接头被卡住的现象，造成油路不通。而VLD系列钻机采用的是螺纹联结，相对较少地采用密封圈和密封垫的密封设计，而且漏油率低，从而有效地降低了设备维修率和材料消耗。

4 控制及信息处理部分（职能组成要素）

将测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中储存、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

VLD系列钻机通过安装的AMT钻进导向系统孔外计算机，所有施钻过程中的进尺、参数、位置、状态及构造等均能在显示屏上显示出来，而且这些资料还可以通过Oda盘储存并可以带到地面作进一步的分析、处理和存档。进行定向钻孔施工时，定向钻机司机可以通过电脑上显示的钻机资料，如方位角、倾角、上下和左右偏差等变化，调整弯头方向，从而实现指哪打哪的钻孔设计抽放目的。ZDY系列钻机也研发出类似的产品，但采用的是分体设计，锂电池为供电电源，需要人员经常性的携带电池到工作地点，较为不便，且软件的故障较高，在一定程度上影响到施钻效率。

5 测试传感部分（感知组成要素）

对系统运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可以识别的信号传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

VLD系列钻机和ZDY系列钻机在钻进的过程中，相关的参数、资料都是由孔底的定位定向测量系统通过钻杆中心的传输线传送到电脑上，为定向钻机操作人员调整钻孔的施钻参数提供第一手的资料。但ZDY系列钻机所采用的定向钻杆的密封性和钻杆之间连接处密封后的耐压性较低，当高压水进入密封性差的部位时，极易造成信号回路短路和断路，从而造成测量系统故障，无法进行数据测量。

6 人性化设计方面

VLD系列钻机人性化设计方面做得较为突出，如照明灯、操作时可供站立的平台、瓦斯保护装置和劳动保护警示标志等。ZDY系列钻机在相关细节方面有待改进。

7 结 论

VLD系列钻机在诸多方面都优于国产的ZDY系列钻机，但这并不是贬低国产定向钻机技术水平，只是通过提出问题，来提醒专业设计人员发现问题、解决问题。在设计时不能一味地依靠原有的技术，要解放思想，摒弃原来的落后设计，系统地、合理地结合多方意见，最终设计出更多的优于国外的设备和产品，打造出更多更好的“Made in China”。