趙國(guó)臣，保紅兵，劉 陽(yáng)，李根營(yíng)，張 力，宋 雨，丁 盛

（徐州徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221004）

1 前 言

XZ5000水平定向鉆機(jī)是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的智能化程度最高的特大噸位水平定向鉆機(jī)，其設(shè)計(jì)及制造在國(guó)內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平，適應(yīng)于我國(guó)絕大部分地區(qū)各種地質(zhì)條件的非開挖工程施工，適用于特大直徑、超長(zhǎng)距離的管道穿越，主要用于能源輸送主干線中穿越鐵路、公路、河流等大型施工工程。

國(guó)外生產(chǎn)水平定向鉆機(jī)的主要制造商有美國(guó)VERMEAR公司、AUGERS公司，德國(guó)的PRIME公司，瑞士的TT公司等；國(guó)內(nèi)水平定向鉆機(jī)制造商有徐工基礎(chǔ)北京土行孫、深圳鉆通、上海谷登等。

2 主要技術(shù)參數(shù)

XZ5000水平定向鉆機(jī)的主要參數(shù)如下。

發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kW） 132（主機(jī)） 788（動(dòng)力站）

最大推拉力（kN） 5000

最大推拉速度（m/min） 28

最大扭矩（Nm） 160000

最大旋轉(zhuǎn)速度（r/min） 90

主機(jī)重量（t） 55

外形尺寸（L×W×H）（m） 18×3.3×3.6

行走速度(km/h) 0.9

3 技術(shù)特點(diǎn)

XZ5000水平定向鉆機(jī)是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)水平最先進(jìn)的定向鉆機(jī)，其性能參數(shù)超越了進(jìn)口鉆機(jī)，現(xiàn)將該產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)詳述如下。

1）雙動(dòng)力系統(tǒng) 采用進(jìn)口原裝大功率電噴雙動(dòng)力系統(tǒng)，并配備了為徐工水平定向鉆機(jī)專有施工工況而開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)極限功率控制系統(tǒng)，任一發(fā)動(dòng)機(jī)，均可以完成鉆機(jī)的全部動(dòng)作，施工安全性好。

2）高壓大流量多泵合、分流控制技術(shù) 根據(jù)施工工況的不同，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行不同比例的分配，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)及推拉兩種主動(dòng)作的功率分配合理，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用更高、更有效，鉆機(jī)的施工效率高，可有效降低機(jī)器的燃油消耗，并節(jié)省施工時(shí)間。

3）動(dòng)力頭全程位置檢測(cè)技術(shù) 可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力頭所在位置，為裝卸鉆桿提供了準(zhǔn)確定位，為我國(guó)非開挖鉆機(jī)事業(yè)自動(dòng)化水平及安全保護(hù)奠定了理論及技術(shù)基礎(chǔ)。

4）數(shù)字式壓力調(diào)整技術(shù) 傳統(tǒng)的鉆機(jī)壓力均采用模擬調(diào)壓技術(shù)，存在著壓力不能預(yù)先設(shè)定，設(shè)定的數(shù)值不能顯示，壓力設(shè)定操作復(fù)雜，設(shè)定的壓力影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等問(wèn)題。采用數(shù)字式壓力調(diào)整技術(shù)的鉆機(jī)，不僅操作簡(jiǎn)單、方便，還可以預(yù)設(shè)壓力值，避免其它因素的影響。

5）整體浮動(dòng)式芯軸技術(shù) 動(dòng)力頭主軸是水平定向鉆機(jī)的動(dòng)力輸出件，鉆機(jī)的鉆進(jìn)、回拖和泥漿的輸送等功能都依靠它實(shí)現(xiàn)，整體式芯軸耐磨性能好、承載能力高，產(chǎn)品可靠性高采用此技術(shù)可提高動(dòng)力頭的性能與可靠性，從而提高水平定向鉆機(jī)的整機(jī)質(zhì)量及可靠性。

6）主油路全部采用節(jié)能的閉式液壓系統(tǒng) 為保證液壓系統(tǒng)的清潔度，專門在閉式系統(tǒng)的泵、馬達(dá)之間，安裝了大流量的高壓過(guò)濾器，保證貴重元器件的長(zhǎng)久使用。

7）三徑向油缸夾緊技術(shù) 傳統(tǒng)的虎鉗，在外載荷較大時(shí)，已經(jīng)不能適應(yīng)用戶的使用，經(jīng)常出現(xiàn)卸不開鉆桿的情況，這是由于油缸的夾緊力有限，且受油缸的數(shù)量及結(jié)構(gòu)尺寸的限制，鉆桿夾緊力受到限制，為了虎鉗工作的可靠，需要增加夾緊力，從而保證卸桿的可靠。

8）溫控散熱技術(shù) 在寒冷地區(qū)及機(jī)器剛啟動(dòng)時(shí)，并不對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行散熱，只有到工作用液壓油達(dá)到一定的溫度時(shí)，才開啟液壓油散熱風(fēng)扇，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行散熱，可使系統(tǒng)始終工作在效率最高點(diǎn)。

9）液壓油泄漏保護(hù)功能 當(dāng)液壓系統(tǒng)泄漏時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)液壓油的狀況并會(huì)及時(shí)停機(jī)，防止液壓系統(tǒng)的損傷。

10）雙油缸推拉鉆架滑移技術(shù) 傳統(tǒng)的超大噸位鉆機(jī)的角度調(diào)節(jié)，使用動(dòng)力頭推拉鉆架滑移，操作危險(xiǎn)性大，且使用故障點(diǎn)多，操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性大，調(diào)節(jié)過(guò)程中需要多人才能完成。使用雙油缸推拉鉆架滑移，只需要一人，就可以簡(jiǎn)單、安全地完成操作，該技術(shù)是為適應(yīng)施工者調(diào)節(jié)鉆機(jī)的工作角度而開發(fā)的功能。

4 施工案例

XZ5000水平定向鉆機(jī)先后成功參與完成多項(xiàng)工程建設(shè)：吉林省長(zhǎng)春市城市輸油管道鋪設(shè)工程，穿越長(zhǎng)度1250m，管線直徑為1016mm；遼寧省盤錦市跨遼河天然氣管道鋪設(shè)工程，穿越長(zhǎng)度2300m，管線直徑為610mm；馬來(lái)西亞跨海電纜鋪設(shè)工程，穿越長(zhǎng)度1600m，管線直徑為610mm等等。

在施工過(guò)程中XZ5000水平定向鉆機(jī)采用鉆桿柔性?shī)A持、弧形可轉(zhuǎn)虎牙技術(shù)，卸扣扭矩大，施工可靠性更高；采用多PLC及全電控控制技術(shù)，整機(jī)操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高；采用自動(dòng)定旋轉(zhuǎn)速度鉆進(jìn)、自動(dòng)定扭矩鉆進(jìn)、自動(dòng)定推拉速度鉆進(jìn)、自動(dòng)定推拉力鉆進(jìn)及多種模式混合控制的自動(dòng)鉆進(jìn)技術(shù)，率先解決了長(zhǎng)期以來(lái)制約國(guó)內(nèi)水平定向鉆機(jī)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，為國(guó)產(chǎn)定向鉆機(jī)的技術(shù)提升奠定了理論及制造基礎(chǔ)。

XZ5000水平定向鉆機(jī)已被客戶充分認(rèn)可，縮小了我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)非開挖設(shè)備制造上的差距，加快了我國(guó)非開挖機(jī)械技術(shù)的發(fā)展。