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十年面壁图破壁 中煤地质报第2535期
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十年面壁图破壁

—— 二勘局集团公司声频环保钻机成长记

2020-12-23 作者 李玮璇

一个生命从无到有,从胚胎到婴儿,从蹒跚学步到健步如飞,需要多长时间的心血浇灌?整整十年,中煤地第二勘探局集团有限责任公司孕育着这样一个科技生命,从研发、试制到更新迭代,终于将一款声频振动环保钻机应用到了广阔的田野山间。在期待这个科技生命价值体现的同时,让我们一同来回顾它的成长历程。

愿为市鞍马,50米声频钻机诞生

十年前,伴随着经济的高速发展,我国生态环境问题已开始凸显,国内钻探设备迫切需要向生态环境地质调查领域转型。这对钻探设备提出了新要求,既要具备钻探深度,又要保持地下土层取样的完整性,否则就不能精细地探测地下污染物的分布范围和污染程度。要想保持取样完整,就要使用声频钻进手段。当时,中国地质大学(北京)刚刚研发了一台最大深度为30米的声频环境调查钻机。对于高精度工程勘察及较深层的生态环境地质调查来说,这个深度还不够,技术也不甚完善。在中国煤炭地质总局的战略指引下,二勘局集团公司决心走绿色低碳发展道路,服务“美丽中国”建设,设计研发一款钻进深度50米的声频钻机,成为他们的梦想。

有梦想就要行动。二勘局集团公司开始多方探索并着手市场调研,踏上了声频钻机的破冰之旅。命运总是眷顾有准备的人,2010年机遇来临,中国地质大学(北京)科学钻探国家专业实验室开始就研究新型钻机寻求合作。二勘局集团公司主动出击,双方一拍即合,共同走上了钻机设计研发之路。2011年9月,YSZ-50型声频振动钻机问世。钻机采用超高频振动钻探方式,不需要用泥浆或水作为介质,不会扰动、污染到土质样品,能够保证样品的完整性。经国内地勘装备研制领域权威专家鉴定,该技术成果填补了国内50米声频振动钻机研制领域的空白,达到国内领先水平。

关山度若飞,两代三型的成长

这台钻机就像一个襁褓中的婴儿,二勘局集团公司研发团队深情呵护,抚育它不断成长。自它诞生之日起,他们便开始思考下一个问题——技术升级。

钻机不光要能用,还要好用。研发团队采用工业设计、模块化设计和三维设计等方法,对整机的结构布局、液压系统、电控系统和声频动力头进行全面优化升级,强化它的“心脏”“神经”“肌肉”等功能。2015年6月,第二代MGD-S50Ⅱ型声频振动钻机研制成功,增设了电控系统,采用有线遥控行走方式,创新制造了侧面减振结构的声频动力头。此外,还增设了自动卸扣液压夹持器,配备了液压绞车和活动孔口操作台,大幅提升了整机的操控性能。这些改进减少了施工过程中对地层的破坏和对土质的污染。此时的钻机像一个肢体康健、血肉丰满的少年,势不可挡地继续走向成熟。

第二代钻机存在钻探效率和动力头可靠性偏低等问题。这一次,研发团队共改进13大项、41小项技术问题,主要是给它“补钙”,提高运动能力和水平。2019年11月初,MGD-S50Ⅲ型声频环保钻机出炉,采用了动力头侧移机构和孔口操作台拉长机构,使综合钻探效率达到原钻机的2.5倍以上;提高了履带、底盘、桅杆的结构强度;柴油机布局方式也更加合理,便于维修;增设了整机吊点,便于运输转场;动力头的强度和可靠性继续提高,拓展了对地层的适用性。与Ⅱ型相比,Ⅲ型已成长为一个初出茅庐的小伙子,想要继续向前奔跑。

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