100B型潜孔钻机“跑钻”及“卡钻”的解决办法2009/07/23

王彦庆

     QZH100B型潜孔钻机是一种露天凿岩设备，具有动力单一、结构简单、使用方便、辅助时间短和重量轻等特点，最适用于地形复杂、运输设备无法到达的工作现场。通过调整机上上下撑杆组的位置（调后用销子固定）可实现不同的凿岩角度，该机可实现90度范围内孔的开凿，若采取合理的技术措施还可以实现水平钻孔。
使用中首先遇到的问题是，在开凿钻孔时出现的“跑钻”现象。
    由于钎头一冲击器总成的直径大于钎杆的直径，且长度较长，钎头距扶钎器的距离较远（见图1），加之钎杆有一定的弹性，因此在不规则的岩石上开凿时极易出现“跑钻”现象，即岩孔偏钻机的轴线。在这种情况下若继续钻孔会造成钎杆弯曲，甚至发生“别钻”现象，致使钻机无法工作，且对钻机本身也会造成严重的损害。
    为使这一问题得到解决，我们根据钻机的工作原理进行了认真研究，设计了一个钎斗扶持定位器（见图2）将其安装在钻机前端的两个支腿上。通过使用证明，定位效果良好，使“跑钻”现象得到了很好的解决。
使用中遇到的第二个问题是，“卡钻”现象。
    在岩石比较破碎的情况下，无论采取何种角度钻孔，“卡钻”现象都会比较严重，特别是在提钻（或退钻）的时候更易发生“卡钻”现象。严重时，需用几天时间才能将钎头退出来，给施工带来严重的影响。
    卡钻原因分析
    由于钎杆直径小于钎头一冲击器总成的直径，因此，钻孔进孔壁上的碎石在钻进后由于孔中让出了空间，它们会在振动和重力的作用下塌落下来并沉于孔的底部。当提钻（或退钻）时，或钎头向上（或向右）移动时，便带动碎石一起后移。随着钻进距离的增加，碎石一起后移。随着钻进距离的增加，碎石的淤积会越来越多，同时在连接杆锥面的作用下产生越来越大的挤压力，最终造成钎头卡死在孔中。
    卡钻的处理方法
    在QZJ100B型潜孔钻机的《使用说明书》作了如下阐述：“……此时只有外加扭矩或用辅助工具帮助提升（或退钻），使钻具回转，然后边给气边提升钻具，直至故障解除为止”。说明书中所述的方法只有在卡钻不太严重的情况下才能奏效，而在卡钻严重的情况下是很难解决的，需耗费大量的时间。
    据知，卡钻严重时，若钻6~7m深的孔，提钻时间少则三四天，多则六七天。
    为解决上述严重影响施工进度的问题，我们在进行认真分析故障原因的基础上，根据钻进原理采取逆向思维的方法，找到了解决问题的有效途径。即在冲击器与钎杆之间的连接杆的锥面上镶嵌硬质合金块，并让其错落分布（见图3），使其在钻具提升（或退钻）时依靠钻具的提升力和回转扭矩对碎石进行剪切和珩磨，使其成为岩粉，实现反向钻进。这样即可顺利地提钻（或退钻），还可减少碎石对冲击外壳的磨损，使冲击器的使用寿命延长2倍以上。
    经试用，此方法切实可行。提钻（或退钻）时间由原来的数天缩短为15~20min，使破碎岩层钻孔作业的是修路（或退钻）效率提高了近百倍。