从BAUMA展看水平定向钻机的发展

慧聪工程机械网   2004-10-11 19:26   来源:徐州工程机械杂志  作者:徐工研究院 常仁齐 张忠海

一、主要参展商情况及展品介绍 水平定向钻机是80年代在发达国家兴起并形成的新产业,由于控制技术、通讯技术的快速发展,整机性能十分完善。本次参展的生产厂家主要有:美国的Ditch Witch公司、VERM

一、主要参展商情况及展品介绍


水平定向钻机是80年代在发达国家兴起并形成的新产业,由于控制技术、通讯技术的快速发展,整机性能十分完善。本次参展的生产厂家主要有:美国的Ditch Witch公司、VERMEER公司,德国的TRACTO-TECHNIK公司、其姊妹公司PRIME-DRILLING公司,瑞士的TERRA公司等。


1、Ditch Witch公司


Ditch Witch公司是世界上生产水平定向钻机较先进的公司,从主机、钻具、探测装置都自己生产,生产的产品性能先进,尤其是在PLC控制,自动钻进等方面和其独特的内外双钻杆专利有其独特的先进性和优越性,操作性能良好。目前生产的系列产品有JT520、JT920L、JTl720MI、JT2720M1、JT4020MI、JT7020Ml和广普型钻机JT2720AT、JT4020AT等中小型钻机。Ditch Witch的钻孔资料处理系统,可进行钻孔轨迹设计,进行相关钻孔数据的记录。

Ditch Witch此次展出了JT520L、JT2720AT钻机及各种钻杆钻具,还带去了最新设计的JTl220MI钻机,回拉力为5.44吨,噪声为100dB,安装角只有10度,专为浅地层进行大直径管道的安装而设计。机棚采用整体式,流线型造型,外形美观协调,在其它很多地方也进行了较大的改变:推拉系统采用齿轮齿条,钻杆装卸采用旋转送杆方式,操作台仪表布置更加集中,地锚结构更加简单。另外,Ditch Witch展出了其众多的挖沟机产品。


2、VERMEER公司


VERMEER公司是世界上另一非开挖设备的著名生产厂家,其水平定向钻机从迷你型钻机到大型钻机有多种型号,主要有:PL8000、D711A、D1015A、D1620A、D1822、D2426、D2440、D3344、D4040、D50100、D80120、D100120、D150300、D200300、D300500等;从VERMEER公司1988年生产第一台导向钻机起,其后不到十年就占领了60%的市场,平均每年生产1000台套。VERMEER公司在岩石钻进、施工规划软件等方面有自己的专有技术,如:ROCK DRILLING SYSTEM是可控向的岩层钻进用动力头,ATLAS BORE PLANNERTM钻进规划的计算机辅助设计系统,可以根据用户要求和实测资料,预设理想的施工路线。

VERMEER这次展出了小、中、大不同规格的D1822、D3344、D200300三台钻机,展出的D200300钻机最大回拉力为88.9吨,最大扭矩40680牛米,钻杆长度近10米,具有自行走底盘,带驾驶室,结构非常紧凑,适合大口径长管线的铺设。另外,VERMEER也展出了小型开沟机。


3、TT非开挖集团公司


TT非开挖集团公司创建于1962年,PRIME—DRILLING公司是其独立运作的子公司,TT在非开挖领域拥有数百项专利,其产品包括定向钻机、夯管锤等4大类。制造的定向钻机包括小、中、大型钻机,回拖力最大可到500吨,具有最优良的液压系统和性能。特别是经过5年研发推出的“X”系列钻机,包括4x、7X、10x、13X四种产品,特点是尽量采用液压控制而不用电控,既降低了成本,对操作、维修、服务、培训的要求也简单,维修方便而迅速。TT公司针对施工推出了“Grundo-Bore-Help”软件,可通过土壤分析,推荐正确的钻孔工具和泥浆配方;“Grundo-Bore-Planner”软件可进行施工规划设计;“The Grundolog tensile 10ad measuring device”软件可测量、记录、打印钻杆的拉应力。


这次展出了其13X、10S、15S钻机,PRIME-DRILLING展出了PDl00/50钻机,最大回拉力为127吨,最大扭矩50000牛米,发动机功率为273千瓦。


另外专门的钻杆钻具生产厂家、各钻机厂家都带去了自己的各类钻具。

二、国外水平定向钻机的特点及发展趋势


综合展出的国外水平定向钻机的特点,


主要有:


(1)自动化程度高:一般都带有自动锚固装置、钻杆自动装卸装置、自动润滑装置,可提高工作效率,减轻操作者的劳动强度;甚至带有自动钻进、自动回拖等功能。


(2)系列化程度高:回拖力从2T到600T,适合不同口径和长度的施工。


(3)适应性强:具有多种硬岩施工方法,如泥浆马达、顶部冲击、双管钻进,能进行软、硬岩层的施工。


(4)安全舒适性好:有自行走功能,带驾驶室,具有无线(或有线)导向控制系统、地下电缆与管道探测技术、防触电安全保护技术、远程控制紧急停机技术等安全措施,确保机器和人员的安全。


(5)控制先进:普遍采用PLC控制、电液比例控制技术、负荷传感系统,有专门的施工规划软件。


经分析,水平定向钻机主要的发展趋势有:


(1)自动控制、智能控制的进一步提高,主要表现在自动锚固、自动更换钻杆、自动润滑、自动钻进、自动回拖等功能的实现。还包括现在的钻进规划设计软件:如VERMEER公司的ATLAS BORE PLANNER软件和美国十方公司的DRILLSMART软件等,专为HDD施工而开发,可根据施工要求和资料,模拟生成设计施工路线和报告。


(2)系列化进一步提高,随着各种不同类型工程的需要,大型甚至超大型钻机和微型水平定向钻机的应用也不断涌现,


(3)适应性进一步提高:针对不同岩层的新型施工工艺和钻具不断出现,如近来各生产厂家针对岩层施工开发的岩石钻头等。

三、国内外水平定向钻机的差距:


1、国外产品多具有全自动的钻杆装卸存取装置、钻杆自动润滑、快速锚固定位装置、防触电系统、先进的电子导向发射和接收系统。国内生产的水平定向钻机除我公司生产的ZDl245、ZD2070水平定向钻机配置较高,自动化程度较高外,普遍系统配置低,技术含量不高,自动化程度较低,质量和可靠性较差。


2、系列化程度低,适应范围小。国外产品不仅系列全,而且各种不同类型的钻具齐全,能适应不同管径、不同土(岩)层的施工,国内目前多为中小型定向钻机,大型施工机械还依赖进口。国外厂家,大部分厂家如美国的VERMEER公司、Ditch witch公司、凯斯公司等都具有钻岩功能,具有各种不同方式和类型的钻岩钻具及附件;国内生产水平定向钻机的厂家除中联重科引进英国保时捷干湿两用钻技术,能进行软土到硬岩多种地层中的定向钻进外,其他厂家生产的定向钻还只能在软土中工作;


3、国外重视施工工艺的研究,有许多与施工工艺有关的产品,如导向装置、泥浆、钻进规划软件等,这些不仅对工程施工的成功影响很大,而且对定向钻机的设计也具有很大影响。


四、国内市场及开发建议


非开挖技术作为一项新兴产业,在我国处于起步阶段,处于急速发展的上升时期,据非开挖协会统计,非开挖施工量和设备(HDD)投入量每年以40%的速度递增。2003年我国新增水平定向钻机突破475台,其中国产410台,比2002年国产200台相比,增幅达100%。其中70台为中型钻机(回拖力在20到45吨之间),约占17%;进口约65台,其中大型钻机(回拖力大于45吨)10台,中型钻机22台,大中型钻机约占到进口的一半,AUGER最大的DD-1300钻机回拖力达600吨,已落户中国。目前国内水平定向钻机市场保有量约955台,大型钻机约25台,中型钻机约110台,占12%。从以上数字分析,中型机的市场占有比例和绝对数量在增加,表明我国大型管线工程的非开挖施工量大幅增加。


综合以上分析,对今后集团公司的开发建议:


1、针对国内不同客户的要求和国情出发,开发高、中、低不同档次的定向钻机。特别是小机型由于国内竞争激烈,控制系统尽量采用液压控制而不用比例控制,一降低成本,二便于用户的使用维修。


2、加大对定向钻机的系列开发,特别是中、大型定向钻机(推拉力在在50吨到300吨)的开发。我们应把大中型钻机作为突破口,避免在小型钻机和小企业进行竞争。


3、加大岩石钻机和两用钻机的开发,进行不同钻岩方式的结构及工作原理如双驱动钻杆系统、泥浆马达、气动冲击锤等的研究;找出适用的钻岩方法,增加产品的功能附加值。


4、在水平定向钻机的基础上,开发挖沟机、犁埋设备、顶管机、微型隧道设备等。从这次BAUMA展来看,无论哪一种产品都在向多功能、多机具的方向发展,各公司都在自己原有产品的基础上向相关的外延产品发展,如Ditchwitch公司的开沟设备、VERMEER公司的开沟设备、穿梭矛等。因为桩工机械本身具有多品种、小批量的特点,只有做到品种全,规格齐,才能满足客户和市场要求;设计时要注意产品的通用化、模块化设计,减少其设计、制造成本,提高产品的性价比,就一定能把我们集团公司的桩工机械发展壮大,为集团公司增加新的经济增长点。

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