正反循环钻机自身的区别有哪些呢

GPS-15型钻机为整体组装式的大口径转盘钻机,适用于钻桩基孔和大口径水井的施工。该钻机是在SPJ-300型钻机的基础上为适应基桩孔施工要求而发展起来的。配有液压系统以完成起放钻塔和移动转盘（图1-55）。

图1-55 GPS-15型钻机

1—转盘；2—减速器；3—卷扬机；4—传动装置；5—底座；6—钻塔；7—连接台；8—反循环泵组

（一）钻机的组成及机械传动系统

GPS-15型钻机包括主机、反循环泵组及一些辅助设备和工具。主机的部件有：转盘、升降机组、传动装置、减速器、底座、液压系统、钻塔及动力机等。

钻机的动力传动系统如图1-56所示。电动机的动力经摩擦离合器输入变速箱,变速箱为三轴二级三速。从变速箱输出的动力再经双向齿状离合器及锥齿轮副,可将正、反不同方向的动力输入二级减速的减速箱,以降低转盘转速,增大扭矩。动力经减速箱输入转盘,使转盘获得3档正、反转的速度。在变速箱输出轴的末端还将动力分别传至主升降机和副升降机。该钻机的3个传动链可由下式表示：

动力机→摩擦离合器→变速箱→万向轴→转盘；

牙嵌器→齿轮副→主升降机；

摩擦离合器→副升降机。

图1-56 GPS-15型钻机动力传动系统示意图

1—电动机；2—变速箱；3—副升降机；4—转盘；5—减速箱；6—万向轴；7—主升降机；8—双向齿状离合器；9—摩擦离合器

（二）主要部件

1.转盘

转盘是如图1-57所示的一级传动转盘。带内齿的联轴器用花键安装于横轴上,联轴器的内齿与减速箱的联轴齿轮相啮合,以输入动力。小锥齿轮呈悬臂状。与小锥齿轮啮合的大锥齿轮装于转台上,转台通过上下两盘球轴承安装于壳体中。在转台的中心位置放置大、小补心,断面为方形的主动钻杆插于其中,以传递扭矩。

图1-57 转盘结构图

1—壳体；2—大锥齿轮；3—转台；4—大补心；5—小补心；6,7—球轴承；8—螺母；9—托油盘；10—螺栓；11—小锥齿轮；12—轴；13—联轴器

大、小补心是沿用石油钻机转盘的一种主动钻杆传动装置。即在转台中央开有方形或六方形内孔,内置两块呈半方形或半六角形的大补心。大补心的内孔也呈方形或六方形,可再放置两块小补心。小补心放入后组成方形内孔,可通过并带动方钻杆回转。大、小补心传扭装置的同心度靠转台和补心的尺寸配合来保证,回转稳定性较好。取出大、小补心后,可以通过较大直径的钻头。升降钻具时,只需用卡瓦取代小补心,即可利用转盘承受钻具质量和拧卸钻具的反扭矩,而不必使用垫叉。但是,大、小补心尺寸、质量较大,靠人力提放,费力费时。SPJ-300、GPS-15和红星400型钻机都采用这种传扭装置,而在大口径工程施工钻机中较少使用。

2.升降机

GPS-15型钻机配备有主、副两个升降机。

主升降机的结构为定轴轮系传动行星式结构。在升降机主轴左端装有单向超越离合器,通过手轮操作,可实现微调给进。单向超越离合器是一种滚柱式定向离合器,只能单向传递扭矩。在机械传动中,主要用于防止逆转及完成定向传动。当动力机发生故障时,还可用做人力提升。

3.钻塔

钻塔高8.0m,塔门间距1.9m,有较大的操作空间,便于大直径器具上下和钢筋笼下井。钻塔的起落由2个起塔油缸完成,钻塔可以整体放倒后随主机一同装车运输。

在钻塔上焊有U形导轨,做水龙头上下运动的导向。导轨上设有单向岔道、水龙头及主动钻杆可以沿岔道移动,让开井口,并将水龙头及主动钻杆悬吊于钻塔上,工作极为方便。

（三）液压传动系统

GPS-15型钻机的液压系统主要功能是用于钻塔起落、钻机滑台移动和孔口板的开合。该系统为开式系统（图1-58）。

图1-58 GPS-15型钻机液压传动系统图

1—齿轮泵；2—溢流阀；3,7—三位四通手动换向阀；4—平衡阀；5—起塔油缸；6—滑台和孔口板油缸

用手动换向阀控制钻塔的竖立和放倒,平衡阀的作用是当钻塔竖立过程中,一旦动力机或液压系统发生故障,平衡阀使油路关闭,不致使钻塔倒下。用换向阀操纵油缸,完成机组滑台移动和孔口板开合动作。

（四）反循环泵组

为了适应大口径工程钻孔的施工,GPS-15型钻机配备有泵吸式反循环系统。该系统为注水启动的三泵反循环系统,三泵是指6BS型砂石泵、3PNL型泥浆泵和2BL-6型清水泵。

系统以6BS型单级卧式离心砂石泵作为反循环的主泵,其吸水管直径152mm,吸7.5m,排量180m3/min；以3PNL型单级立式离心泥浆泵作为正循环钻进时的主泵,它在反循环钻进时可服务于砂石泵的灌注启动（又称为灌注泵）和作为补浆泵；2BL-6型离心泵主要用于向6BS型砂石泵和3PNL型泥浆泵的水封环处注水,使两泵得到密封和冷却盘根。

泵组如图1-59所示。采用各泵单独驱动的方式,将泵、电气控制箱、闸阀及管线等安装于同一底座上。该泵组可用于正循环及反循环钻进,其使用方法如下：

1.正循环钻进

先将碟阀（图1-59之8）关闭,打开碟阀（图1-59之7）,关闭闸阀,再启动3PNL泥浆泵。这时,泥浆泵排出的泥浆经碟阀（图1-59之7）,进入砂石泵到水龙头,经钻杆中心送至孔底,再从钻杆与井壁之间的间隙返回泥浆池,完成正循环。

图1-59 泵组组装图

1—砂石泵；2—砂石泵电动机；3—清水泵；4—底座；5—电气控制箱；6—闸阀；7,8—碟阀；9—泥浆泵

（3PNL）

2.反循环钻进

各泵和阀门在正循环的工况下,先启动3PNL泥浆泵,向砂石泵注浆。此时应注意观察砂石泵上的压力表。待压力下降接近于0Pa时,启动砂石泵,同时用2BL-6泵保证砂石泵的水封压力。接着打开碟阀（图1-59之8）,关闭碟阀（图1-59之7）,待砂石泵达到额定转速后,打开闸门,即可进行泵吸式反循环钻进。正常运转时,砂石泵吸水管真空表读数应为-100～-90kPa。

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反循环钻机大泵水封更换的方法：

1、先将水泵风扇轮毂装在台虎钳上夹紧，拆下水泵盖，拧下叶轮紧固螺栓，拆下叶轮后，取出水封总成，进行更换或维修。

2、将更换的水封按相反的顺序装复，装复时水封环要放正，放好水封总成后，将水泵叶轮方孔对准水泵轴装人，装人叶轮密封垫、垫圈，拧紧叶轮固定螺栓，放好衬垫，装上水泵盖，拧紧固定螺栓。

1、桩基础施工的正循环和反循环的区别体现在：钻进时泥浆的进入方式不同、工作方式不同、性能不同。

2、钻进时泥浆的进入方式不同：正循环钻进是泥浆自泥浆池由泥浆泵泵出；反循环钻进与正循环钻进的差异在钻进时泥浆直接注入钻孔内。

3、工作方式不同：正循环输入软管送往空心钻杆上部进口，通过空心钻杆一直到钻头底部喷射出，旋转中的钻头将泥浆润滑，并将泥浆扩散到整个孔底，携同钻碴浮向钻孔顶部，从孔顶护筒开口处溢排地面上泥浆槽，流回泥浆池。反循环泥浆下达孔底，经钻头拌和使孔内部浆液均匀达到护壁、润滑钻头、浮起钻碴，用真空泵抽吸，将钻渣从空心钻杆吸入软管，排回泥浆池。

4、性能不同：相比正循环，反循环钻进速度较快，清孔效果好，当泥浆性能较差、循环流量不当时很易发生坍孔。

反循环指的通常是排削方法。就是把孔底产生渣削从钻杆内部向上排除，使用的工具通常是泥石泵。载体是通常是泥浆。就是利用水把钻头钻出的碎末泥渣沙石等物从钻杆抽出去。使得钻进持续产生。达到所需钻进深度或其他目的，