针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。

介绍了ZYWL-6000D型定向钻机给进机构的设计方案的确定,液压系统原理。该定向钻机的给进机构采用导轨滑台式结构,机架导轨摒弃了传统的矩形导轨形式,采用2根平行的圆柱钢连接2个底座的导轨结构,对给进机构重要参数进行了分析与计算,对关键部件进行了有限元分析,并且用成品做了相关的工业性实验,为钻机给进机构提供了一种新型的结构。

针对常规定向钻机尺寸较大、不适用底抽巷穿层钻孔施工、普通回转坑道钻机施工底抽巷小倾角中深穿层孔时无法精确定位见煤点的难题,研制了全倾角多方位定向钻机。通过实验室检验表明,钻机实测数据均达到或优于设计参数,为底抽巷小倾角中深穿层钻孔施工提供了装备支撑。

根据松软煤层螺旋钻进时对钻机给进机构的需求,分析了常用的钻机给进机构的特点,提出了一种组合油缸给进机构。该给进机构具有结构尺寸小、给进行程大、起拔力强等优点,满足了螺旋钻进施工的需求。

给进机构是液压钻机的主要执行机构之一，其性能的好坏直接影响钻机技术性能的发挥。通过对钻机给进机构的试验和推进力、起拔力试验数据的计算和分析，得到了钻机给进能力参数的准确计算方法及提高钻机给进机构性能的具体方法。