地质勘查钻机设备的维护及常见故障排除

闫 青，姜 磊

（陕西省一八五煤田地质有限公司，陕西 榆林 719000）

伴随我国经济及科技水平的飞跃式发展，地下矿产资源的利用率越发高涨，有效存量呈不断减少趋势，故对新的地下矿产资源的探寻势在必行[1]。依据于我国国情，人均矿产资源占有量相较于世界人均量而言，仅有58%左右，部分资源供给存在短缺情况，甚至已经对当前的发展造成了制约。鉴于此，加强地质工作为当前政府及相关部门所做出的重要举措，地质勘探工作颇受重视。而在当下条件下，钻探技术为最佳技术手段，地质勘查钻机设备性能的优良与否决定着施工项目质量及进度[2]。因此在日常管理工作中，应加强对地勘钻机的保养维护，并针对常见故障予以及时排除，以为地质勘查工作提供良好保障。

1 地勘钻机设备概述

依据地质勘探工作标准，施工单位所需设备较多，钻机系列设备为其关键设备，负责钻进施工工作。通过钻头与钻具，可钻入地层深部，为地质勘探奠定良好基础。挖掘岩土层过程中，依据于对象及目的的变化，所运用钻机类型亦会随之发生变化，包括冲击、振动以及复合与回转等。在硬度较低的岩层中，通常以会转型钻机为主，硬度较高岩层，则选用冲击型。以钻机用途又可划分为水井、石油及煤炭钻机等[3]。因地质勘探均为露天或野外工作环境，故地质勘查钻机设备的质量乃至其性能表现与工作环境存在着极大关联，而无腐蚀情况为野外机械工作的一大需求。此外，齿轮、紧固螺栓等零部件的应用在地质勘探中也较为普遍。因此工作人员应注意施工中的细节问题，关注各零部件的中心强韧度及抗压效果，并重视日常的保养及维护工作，以保障各机械设备的较长使用寿命[4]。在当前阶段，用于地质勘探的钻机可有立轴式及全液压动力头两类，前者以机械为主传动，以液压辅助夹紧、给进，同时经由机上主动钻杆提供动力；后者则为全液压动力头传动。本文以机械传动-液压控制立轴式钻机XY-6B型钻机为例展开分析。

图1 XY-6B型钻机液压系统图

2 地勘钻机设备的维护工作

2.1 从思想层面上加强地勘钻机设备维护意识

地勘钻机成本较高，使用频率及力度较大，其损伤亦较大，因而需操作人员对于日常的维护工作保持高度重视，不可因施工任务过重或设备使用时间短而对维护工作有所忽略。因地勘钻机损坏，不仅影响施工进度，对于地质勘探的精准性及效率亦有较大负面影响，同时增加了施工风险，因此更需定期对易损坏部位进行巡视处理，对核心零部件进行定期检测，以规避零部件磨损、松动及后期安全事故等的发生。

2.2 从制度上完善设备维护要求

建立健全设备维护制度对于地质勘探工作而言为必要且重要的，制度中需对维护规范予以明确，并科学合理化维护细节与流程，明确岗位职责与分工，以使每条细则可确保精准落实，并依据其性能与运行频率进行合理维护计划制定，使维护工作全面、系统、科学。对于因个人原因所致设备故障或监管失衡，给予责任追究。

2.3 从细节上落实维护工作

在运用地勘钻机设备工作4～7天间，应对夹紧杆磨损情况进行检查，并对气缸连接处、牵引绳张力等予以确认，对有无泄漏或连接处松动等问题予以及时处理，以免带病作业造成严重后果。在运用地勘钻机设备工作8～20天期间，应对连接处偏差值予以重新评估，明确是否已超出允许范围，同时对零件、螺栓及机械疲劳度施以全面检查，针对螺栓的松动现象，给予及时紧固，以使设备运行性能确保在正常范围内。以时间节点差异维护发动机。当发动机的连续工作时长超8小时，需全面检查机油液位，并对发动机、空气压缩机有无泄漏现象予以明确。在地勘钻机设备工作时长超15天，应对滤芯予以更换。因肉眼并无法清晰察觉滤芯细微损坏，故无论其运行状况如何，必须予以更换。而且，在炎热夏季，滤芯的更换时间应缩减至10天左右。当地勘钻机设备的运行时间达20～45天间，则应对钻机的移车与立轴给进低速爬升等情况给予全面、彻底的检查，若移车严重，应及时予以调整，以使勘探精度得以有力保障，变速箱油进行更换，在对发动机施以检查时，应对螺栓的连接情况予以检查，行紧固操作，V带磨损情况、空气过滤器等均予检查，并进行过滤装置的更换，以免因过多堆积的油泥使得设备性能改变。此外，油箱要予以合理密封，对于不耐油密封件、胶管应严禁使用，并定时进行清洗和油液更换，因液压油若在空气、粉尘或水分等混入后，可引发污染，并加剧液压元件磨损，使得节流小孔被堵塞，滑阀运动卡死。因此要防止油液污染与老化情况。

3 常见故障及排除方法

3.1 低速爬行故障

在实践工作中，油缸于缓慢移动过程中，可于特定条件下出现滑动与停止的交替动作，这种情况即低速爬行障碍，可视为不连续振动障碍。对此，可采用的解决对策有。

3.1.1 促使摩擦力减小

在做往复运动时，移车、卡盘等会有较大摩擦力产生，使得爬行速度降低。对此，应选用适宜润滑油，以使导轨滑动面充分的润滑，促使摩擦阻力降低。同时对于液压油缸内密封件，可经由正确的安装方法或调整，促使活塞杆于行程中可保持基本一致的摩擦力。

3.1.2 促使液压系统刚度提升

在油液中若有空气混入，可以气泡形式于液体中漂浮，油体积弹性系数可随之增加，并产生振动或噪音，同时使系统刚度有所降低，故发生低速爬行障碍。因此应对油缸活塞予以细致且全面的检查，对于磨损较为严重的活塞密封圈，应及时予以更换，以最大程度规避空气于液压系统中混入，同时可促使传动部分刚度有所增强，从而使低速爬行障碍消除。

3.2 油温过高

在XY-6B钻机中，油温过高可谓较为普遍存在的一类故障，可造成液压油黏度降低，从而使泄露风险增大，以至于油液速度不稳定，或是发生油液变质情况等。其解决措施主要有：

3.2.1 控制油面

对于油箱中油液含量于允许范围值内控制，经由油标窗观察，可见其油面于2/3位置处，同时确保工作中循环冷却油含量充裕。

3.2.2 冷却器内水量

对于冷却器内水量，应确保其充足性，同时重视管路的畅通性。

3.2.3 液压泵卸负荷

当地勘钻机不操作时，应及时予以液压泵卸负荷。

3.3 钻杆拆卸力过低

之所以发生钻杆拆卸力的降低，其原因较为复杂，涵括了钻进过程中所选参数不当、测量控制情况不合理等，以至于钻杆于钻孔中心位置偏离；或钻杆磨损情况较为严重，螺纹已发生损坏；此外还有夹盘延时阀出现故障，以至于应有的作用未能充分发挥；还包括系统运行压力过低。解决对策则为：将所取3～5根钻杆于钻孔内同时放入，固定后杆端于夹盘中心前移位置上，且夹盘于后杆端穿过。将钻机移动至夹盘与钻孔轴线为同轴的位置，对螺纹施以全面清洗，针对磨损情况较为轻微者，施以毛刺磨平，继续使用；若情况严重立即予以更换。对夹盘进行重新转动，约3～5s，对其是否达到要求标准予以确认，随后再进行钻杆的夹紧操作。

总之，地质勘探工作多为户外作业，所面临的突发状况相对较多，机械设备所具备的重要性不言而喻，对于后期施工质量及安全管理等具有直间接影响。鉴于此，应加强对地勘钻机设备的维护管理，从思想意识、制度及专业技术等多方面强化设备维护的科学、有效及合理性，并通过对常见故障的分析及应对举措解析，促进勘探机构实现国家对勘查项目的需求，高效、顺利完成工程项目，保障其经济效益不受负面影响。