JBT 14861-2024《液压顶驱水井钻机》

ICS65.060.99CCSB91JBHydraulictopdrivewaterwelldrillin中华人民共和国工业和信息化部发布IJB/T14681—2023前言 Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 24型号和基本参数 35要求 36试验方法 57检验规则 98标志、包装、运输和贮存 表1主要技术参数 4表2故障及其危害度系数 8表3检验项目 9JB/T14681—2023本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国农业机械标准化技术委员会（SAC/TC201）归口。本文件起草单位：徐州徐工基础工程机械有限公司、中国农业机械化科学研究院集团有限公司、山东源泉机械有限公司、国家农机具质量检验检测中心。本文件主要起草人：张忠海、徐长丽、张咸胜、王强、常仁齐、吕树盛、王永盛、赵丽伟、刘顺、李炳成、马宏健。本文件为首次发布。1JB/T14681—2023液压顶驱水井钻机本文件规定了液压顶驱水井钻机的型号、基本参数和技术要求，描述了相应的试验方法，规定了检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于液压顶驱水井钻机的制造。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T3767声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB4351.1手提式灭火器第1部分：性能和结构要求GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T7935液压元件通用技术条件GB/T8593.1土方机械司机操纵装置和其他显示装置用符号第1部分：通用符号GB/T8918重要用途钢丝绳GB/T13306标牌GB/T14039—2002液压传动油液固体颗粒污染等级代号GB/T16754机械安全急停功能设计原则GB/T17299土方机械最小入口尺寸GB/T17300土方机械通道装置GB/T20082液压传动液体污染采用光学显微镜测定颗粒污染度的方法GB20178土方机械机器安全标签通则GB/T20418土方机械照明、信号和标志灯以及反射器GB20891非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）GB/T21153土方机械尺寸、性能和参数的单位与测量准确度GB/T21154土方机械整机及其工作装置和部件的质量测量方法GB/T25607土方机械防护装置定义和要求GB26545—2011建筑施工机械与设备钻孔设备安全规范JB/T5943工程机械焊接件通用技术条件JB/T5945工程机械装配通用技术条件JB/T5946工程机械涂装通用技术条件2JB/T14681—20233术语和定义3.1液压顶驱水井钻机hydraulictopdrivewaterwelldrillingrig利用顶驱带动钻杆钻头产生的回转和/或冲击作用来破碎地层，并不断向深部钻探完成钻井作业，通过液压系统来操纵的机械设备。3.2顶驱topdriveassembly为钻杆提供动力和回转的顶部驱动装置。3.3进给机构feedassembly为顶驱提供提升力/加压力的机构。3.4最大输出扭矩maximumoutputtorque顶驱主轴输出的最大扭矩。3.5额定钻深rateddrillingdepth设计规定该液压顶驱水井钻机在正常工作时钻井的最大深度。3.6最高旋转速度maximumrotationspeed顶驱主轴每分钟的最高旋转转数。3.7最大提升力maximumpullforce进给机构使顶驱上升时能产生的最大的力。3.8最大提升速度maximumpullspeed无负载时顶驱向上移动的最大速度。3.9最大加压力maximumpushforce进给机构使顶驱下压时能产生的最大的力。3JB/T14681—20233.10整机质量basemachinemass液压顶驱水井钻机带有工作装置（不包括钻杆、钻具），按规定加注燃油、液压油、润滑油和冷却液时的质量。4型号和基本参数4.1型号液压顶驱水井钻机（以下简称钻机）型号由产品代号、特征代号、主参数代号、改进代号组成，编制方法如下：改进代号：A、B、C……；主参数代号：最大提升力，单位为千牛（kN特征代号：履带式：L；拖挂式：T产品代号：由各制造商自行确定，如XS。4.2基本参数钻机的基本性能参数及几何尺寸应包括以下内容：——最大提升力，单位为千牛（kN）；——最大输出扭矩，单位为千牛米（kN·m——额定钻深，单位为米（m）；——最高旋转速度，单位为转每分（r/min——最大提升速度，单位为米每分（m/min——最大加压力，单位为千牛（kN）；——卷扬最大拉力，单位为千牛（kN）；——卷扬最大提升速度，单位为米每分（m/min——发动机额定功率，单位为千瓦（kW）；——发动机额定转速，单位为转每分（r/min）；——运输状态的整机外形尺寸（长×宽×高），单位为毫米（mm）；——工作状态的整机外形尺寸（长×宽×高），单位为毫米（mm）；——整机质量，单位为千克（kg）。5技术要求5.1一般要求5.1.1钻机应符合本文件的要求，并应按经规定程序批准的图样和技术文件制造。5.1.2检查、调整和维修用的最小入口尺寸应符合GB/T17299的规定。4JB/T14681—20235.1.3钻机上的踏脚、扶手及通道出入口应符合GB/T17300的规定。5.1.4钻机的装配要求应符合JB/T5945的规定。5.1.5钻机的焊接质量应符合JB/T5943的规定。5.1.6钻机的涂装质量应符合JB/T5946的规定。5.1.7所有管路和电缆应排列整齐，并作必要的固定，不应有磨损、干涉现象。5.1.8润滑系统的各润滑点应有明显标识，并应按规定加注润滑油（脂）。5.1.9钻机在环境温度为-15℃~+40℃、海拔2000m以下应能正常工作，如有特殊要求，可由供需双方另行协商。5.2整机要求5.2.1钻机主要技术参数应符合表1的规定。表1主要技术参数>100~200~300~400~500~750~1000>4～6.5>6.5～8>8～10>10～15>15～20>20～30m>200~>400~>800~>1000~>1500~>2000~5.2.2钻机外形尺寸、最大提升力、最大输出扭矩、最大加压力和整机质量允许偏差不应大于制造厂声明值的±5%，最高旋转速度、卷扬最大拉力和卷扬最大提升速度允许偏差不应大于制造厂声明值的±5.2.3钻机应在操纵位置附近安装水平仪，显示误差不应大于±0.5°。5.2.4钢丝绳的选用应符合GB/T8918的规定。5.2.5钻机应具有良好的密封性，密封部位的固定结合面不渗油，相对运动结合面不滴油。5.2.6空载状态下，顶驱运行应平稳、无卡滞及异响；操纵手柄、按钮应安装在便于操纵的位置，操纵标志应醒目、便于观察，操纵符号应符合GB/T8593.1的规定。5.2.7钻机的平均无故障工作时间不应少于100h。5.3液压系统5.3.1液压系统的设计、制造、安装及配管应符合GB/T3766的规定。5.3.2液压元件应符合GB/T7935的规定。5.3.3液压油工作温度不应超过80℃。5.3.4液压系统油液固体颗粒污染等级不应超过GB/T14039—2002规定的-/18/15。5.3.5应设有油温计或油温监视器，在超过允许油温时应发出警示信号。5.3.6液压油箱应设有液位指示器。5.3.7液压系统应具有自动限载或卸载功能。5.4气路系统气路系统应符合GB/T7932的规定。5JB/T14681—20235.5电气系统5.5.1电气系统应符合GB/T5226.1的规定。5.5.2电气系统应有确保安全的过载保护装置。5.5.3照明要求：a)靠近作业区域应配备照度不小于100lx的作业照明设施；b)应配备黑暗环境行走灯光照明，该照明在移动方向前方7m处的照度不应小于10lx。5.5.4电气系统的线路应连接牢固。5.5.5各种仪表、开关、按钮应布置合理，便于操纵。5.5.6安装于机器外部或直接暴露于外部环境的电气设备，其防护等级不应低于GB/T4208—2017中IP55的规定。5.6安全及环保5.6.1钻机的稳定性应符合GB26545—2011中5.5的要求。5.6.2钻机的安全防护装置应符合GB/T25607的规定。5.6.3钻机应在方便操纵的位置设置急停装置，并应符合GB/T16754的规定。5.6.4钻机应有人工操纵的声讯警示信号，以警示在作业区域的人员即将发生的危险。5.6.5灭火器的要求如下：a)钻机应配有适用于扑灭油类和电气类火灾的灭火器，并符合GB4351.1的要求；b)灭火器应放置于安全易取的显著位置；c)如果钻机上有1台以上灭火器，应放置在钻机的不同侧面。5.6.6卷扬机构钢丝绳在放出最大工作长度后，保留在卷筒上的钢丝绳不应少于3圈。5.6.7卷扬机构钢丝绳安全系数不应小于2.5。5.6.8进给机构所用的且直接参与进给和提升作业的链条和链轮应符合下列要求：——应根据链条安全系数进行选用，即最小破断载荷与最大静载荷之比不应小于2.5；——如可能，应使链条在链轮或导向轮上的包角达到180°。5.6.9在可能引起危险的部位应有符合GB20178规定的安全标志。5.6.10钻机作业时机外发射噪声声功率限值不应大于公式（1）的计算值：LW=88+13lgP........................................................................(1)式中：LW—机外发射噪声值，单位为分贝dB(A)；P—发动机净功率，单位为千瓦（kW）。5.6.11发动机的排气污染物排放限值应符合GB20891的规定。6试验方法6.1试验准备及条件6.1.1样机准备6.1.1.1试验样机应装配齐全，在试验前应按规定加足燃油、液压油、冷却液、润滑油等。6.1.1.2各元件的参数均按使用说明书中规定的数值进行调整。6JB/T14681—20236.1.1.3钻机在试验前应进行试运转。6.1.2场地准备6.1.2.1试验场地应坚实平整，保证试验样机不下陷，试验场地的坡度不应大于0.5%。6.1.2.2行驶试验场地应为干燥、平整、坚实的直线跑道，跑道长度不应小于100m，其纵向坡度应小于1.5%，横向坡度应小于3%，试验跑道的两端有开阔的转弯调头场地。6.1.3测量准确度测量准确度应符合GB/T21153的规定。6.1.4试验要求试验过程中应按下列要求进行：a)试验期间，所有的操纵及维护保养严格按使用说明书的规定；b)试验过程中发生故障时应立即停止试验；c)各种测量的数据在无特殊说明时，取3次测量的平均值；d)温升试验时环境温度变化不应大于±5℃;6.2主要尺寸测定发动机熄火状态下分别测量运输状态和工作状态时样机的外形尺寸。6.3质量测定按GB/T21154的规定进行。6.4空载试验6.4.1起动发动机，由低速逐渐至额定转速，观察发动机的运行及各仪表指示值，并调整液压系统的压力至设计值。6.4.2使行走机构运行，观察行走马达、行走减速机以及四轮一带（驱动轮、引导轮、支重轮、托链轮、履带）的运行是否正常，各控制阀是否工作可靠。6.4.3模拟作业工况，使变幅油缸、加压油缸、支腿油缸和卸扣油缸等在全行程上往复运行。观察液压系统的运行是否正常，各油缸伸缩是否平稳、无爬行现象，各控制阀是否工作可靠，钻桅起落及支腿伸缩是否平稳、无卡阻现象。6.4.4顶驱在空载状态下，以最大旋转速度正反两个方向反复运转，并以最高速度加压、提升做全程往复运行。观察顶驱的运行是否平稳、无卡滞及异响。6.4.5卷扬升降试验,卷扬进行正、反方向旋转，观察卷扬的运行是否平稳、无卡滞现象。6.4.6检查急停、照明、警示及信号装置是否正常工作。6.5水平仪校正样机处于预工作状态，调节支腿，使水平仪处于零位；使用经纬仪标定动力头主轴，调节支腿，使动力头主轴达到竖直状态，微调水平仪调节旋钮，使水平仪恢复至零位，读取数值。6.6最大输出扭矩测定样机处于工作状态，起动发动机，操纵顶驱工作手柄使顶驱处于工作状态，用扭矩仪测量顶驱主轴最大输出扭矩。7JB/T14681—20236.7最高旋转速度测定样机处于工作状态，发动机在额定转速时，顶驱以最高速度旋转，用转速表测量顶驱主轴最高旋转速度。6.8最大提升力和最大加压力测定样机处于工作状态，将钻杆与顶驱脱开。将压力表接至进给机构的进出油口，测量进给机构的最大加压力和最大提升力，然后记录进给机构下压和提升工况下拉压传感器的数值。6.9卷扬最大拉力测定样机处于工作状态，发动机油门开到最大，用试验专用钢丝绳连接拉力检测装置，通过缓慢提升钢丝绳，读取拉力传感器上的数字。6.10卷扬最大提升速度测定样机处于工作状态，测量卷筒缠满钢丝绳后的直径。发动机油门开到最大，在卷扬机空载状态下，操纵卷扬控制手柄使卷扬以最高速度运转，用转速测量仪测量卷筒最高转速。按公式（2）计算出卷扬最大提升速度。式中：v——卷扬最大提升速度,单位为米每分（m/min）n——卷筒最高转速，单位为转每分（r/min）；D——卷筒缠满钢丝绳后的直径，单位为米（m）。6.11液压油油温试验样机处于工作状态，发动机在额定转速下工作1.5h后，测量液压油箱中油液温度，以后每隔10min测量1次，当连续3次测量的液压油温度波动不超过0.5℃时，停止测量。6.12液压油固体颗粒污染度测定液压系统液压油固体颗粒污染度测定按GB/T20082的规定进行。6.13液压系统密封性试验样机处于工作状态，正常工作条件下运转1.5h后，立即检查并测量液压元件、管路、液压油箱的接头、油塞等各部位，10min内渗漏超过一滴时为漏油，不足一滴时为渗油。6.14气路气密封试验在气压为额定压力的条件下，保压5min，气路系统压力下降不大于30kPa。6.15电气系统6.15.1目测检查整机是否装有保险片、断路器等过载保护装置。6.15.2照明试验按GB/T20418的规定进行。6.16噪声测定8JB/T14681—2023发动机、马达以额定转速运行，冷却风扇以最高转速运行，钻杆离地0.5m，以最高转速空载运行，作业机外辐射噪声测定按GB/T3767的规定进行。6.17排气污染物测定排气污染物的测定按GB20891的规定进行。6.18可靠性试验6.18.1试验方法钻机的可靠性试验在专用试验场或实际施工现场进行，调试钻机使其处于工作状态后开始试验，试验时间不小于250h，记录其试验日期、作业时间、故障、维修保养等情况。6.18.2平均无故障工作时间平均无故障工作时间按公式（3）计算：MTBF=................................................................................式中：MTBF——平均无故障工作时间，单位为小时（ht0——累计作业时间，单位为小时（h）；rb——试验中出现的当量故障次数，其值按公式（4）计算：niεi..............................................................................式中：ni——出现i类故障的次数；εi——第i类故障的危害度系数，见表2。6.18.3故障及其危害度系数可靠性试验中出现的故障及其危害度系数见表2。表2故障及其危害度系数ε1发动机或液压主泵损坏、车架严重变形、钻桅断裂且无法修复的；导致人身伤亡事∞2需更换外部主要零件或拆开机体液压泵或液压马达损坏；顶驱变速箱齿轮9JB/T14681—20233电气开关烧坏；减速机或液压系统漏油；重要受力紧固件松动；变幅油缸、加压油4轻度渗油、渗水；一般紧固件松动；指示7检验规则7.1检验分类钻机的检验分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验7.2.1每台钻机在出厂前均应进行出厂检验，检验合格后附有产品合格证方可出厂。7.2.2出厂检验项目见表3。7.2.3出厂检验项目的指标全部达到要求方为合格。7.3型式检验