全巴音

（神華哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

柴油鉆機的燃油消耗量受地質(zhì)結構、所用鉆具、操作方法等多種因素的影響，如果在日常鉆孔和保養(yǎng)中掌握一定的技巧，不但可以節(jié)省燃油，提高設備經(jīng)濟效益，另外還可以提高設備出動率，同時還能降低企業(yè)能耗。

一、節(jié)油操作方法

（一）怠速功能的正確使用

柴油鉆機發(fā)動機的平均油耗約為5升/小時，發(fā)動機為2擋油門，如果長時間怠速運轉，油耗高達18升/小時，而高速運轉反而比較省油。為了避免燃油浪費和發(fā)動機損壞，在鉆孔過程中必須避免長時間的怠速運轉。在短時間停止鉆進的情況下，使用怠速功能可以節(jié)省燃料。在正常工作開始時，發(fā)動機應該立即恢復到原來的速度。

（二）合理選用鉆具和工法

根據(jù)地質(zhì)情況和目前的鉆孔情況，合理選擇鉆具不僅可以減少負荷，提高穿孔速度，還可以節(jié)省燃料，保護鉆桿、短節(jié)等部件。通過使用高質(zhì)量的硬質(zhì)合金鉆頭，不僅可以減少鉆頭牙齒的消耗和軸承的磨損，而且還可以提高鉆孔速度和燃料效率。同時在作業(yè)過程中，選擇適合的鉆桿也可以有效地減少燃料消耗。在作業(yè)過程中為了減少鉆孔阻力，提高鉆孔效率，開孔時候合理使用回轉速度和加壓。根據(jù)地質(zhì)類型、巖石或土壤的強度，合理選擇鉆井的加壓方式不僅可以提高工作效率，減少燃料消耗，還可以保護鉆具等相關部件。例如，鉆進堅硬地層應采用點動加壓方式，鉆進松散均勻的土層用長行程加壓方式。為了實現(xiàn)有效鉆孔，必須根據(jù)地質(zhì)條件采用合適的加壓和回轉速度。動力頭速度和壓力控制不適當,不僅容易導致動力頭“憋壓”,導致液壓油的溫度快速上升,但也導致設備功耗的增加,燃料浪費。當動力頭“憋壓”時，操作者應根據(jù)現(xiàn)場具體情況適當降低壓力，使動力頭能緩慢恢復旋轉。為了防止鉆桿卡死，必須將鉆桿提起然后反復竄動。此外，適當控制動力頭的旋轉和聯(lián)動，不僅可以降低鉆孔阻力，而且可以降低鉆井過程中的油耗。

（三）正確控制油門擋位

鉆機的工作循環(huán)包括:下放鉆桿→動力頭旋挖鉆進→動力頭反旋（提鉆前輔助動作）→提升鉆桿→上車回轉→甩土→上車回轉復位。由于負載和工作條件的不同，不同操作所需的功率也不同。通過對鉆機工作狀態(tài)的分析，認為鉆機的主要耗電周期為動力頭的鉆升階段。很多司機在旋轉鉆井時，不管采取什么動作把油門擋位調(diào)到最高，，這實際上是一種錯誤的操作方法，不僅浪費燃料，而且破壞設備。大量的測試表明，在相同的旋轉掘進條件下，發(fā)動機耗油更少，使用低速擋油門更有效。

二、節(jié)油保養(yǎng)方法

（一）保持空氣濾清器干凈

如果空氣濾清器太臟，對空氣循環(huán)的阻力很大，混合物的燃燒不充分，則發(fā)動機功率將會降低。試驗表明，當空氣濾清器部分堵塞時，燃油消耗量增加5%。司機應確?？諝鉃V清器每100小時檢查一次，并在500小時內(nèi)更換空氣濾清器。在維護過程中，濾清器不應通過磕碰或沖擊清洗，濾清器應通過壓縮空氣吹洗。在將過濾器加載到過濾器的外殼之前，確保過濾器是完全干燥的。

（二）定期維護燃料系統(tǒng)

在燃油過濾不良的情況下，柴油進入噴油泵，容易加速精密配件的磨損，降低發(fā)動機功率，增加燃油消耗。如果燃料的濕度和凍結進入氣缸，可燃混合物被嚴重燒傷，導致發(fā)動機功率嚴重下降，燃料消耗增加。因此，有必要定期更換原油和精煉過濾器，并定期檢查燃料泵和管道是否被磨損或者損壞。如果燃料泵和管道有泄漏或損壞，必須立即修復。此外，應該使用高質(zhì)量的燃料。使用劣質(zhì)燃料不僅使發(fā)動機低于額定功率，消耗的燃料比預期的要多，而且還會對燃料系統(tǒng)的部件造成過早的損壞，從而降低設備出動率。

（三）定期更換機油

在規(guī)定的時間內(nèi)，不適當?shù)馗鼡Q機油或機油變質(zhì)可能會增加發(fā)動機部件的磨損，對發(fā)動機的性能和壽命產(chǎn)生不利影響，并增加發(fā)動機的燃料消耗。為了達到這個目的，必須更換同一系列的機油，相同的質(zhì)量和相同的粘度必須按照使用說明選擇，而機油必須按照指示定期更換。

（四）做好其他保養(yǎng)

良好的履帶張力調(diào)節(jié)和快速的地面清潔，可以降低行走阻力，減少燃油消耗。此外，保持液壓系統(tǒng)和水冷散熱器盡可能清潔，并在合理范圍內(nèi)保持液壓和冷卻液的溫度，將有助于提高操作效率和減少燃料消耗。

三、案例分析

以某露天煤礦先后對在用的牙輪鉆機為例進行了不同程度的改造,其中,D245S型牙輪鉆機與DM45型牙輪鉆機比較,存在著燃油消耗偏多的缺陷。

（一）液力變矩器傳動方案

柔性傳動使鏈條并車成為現(xiàn)實。利用其減速功能使其后的鏈條正常工作。優(yōu)點:傳動柔和平穩(wěn),啟動動載小,振動小,噪聲低,處理事故能力強,對柴油機實行過載保護,可延長柴油機使用壽命2 000 h。起升過程可實現(xiàn)恒功率起升,提高鉆機的起升工效,在不變動絞車檔數(shù)的情況下,可節(jié)省約13%左右的機動起升時間。

（二）存在問題

傳動效率低,目前在用變矩器最高效率為85%,通常為75%～85%,鉆進時,燃油消耗比直接傳動多。純鉆進工效比直接傳動低約10%。

（三）耗油偏多的原因分析

從鉆機的載荷特征看,鉆機動力機組的工作時間占純鉆進時間的2/3以上,起下鉆時間不足1/3。而起下鉆時,機動起升時間僅占全部起下鉆時間的1/3。變矩器傳動起升工效提高13%,鉆機生產(chǎn)時效僅提高1.3%。變矩器本身的傳動效率較低,在高效區(qū)工作時也只有75%～85%,因此,變矩器效率低就是該型鉆機耗油偏多的主要原因。

（四）鏈條鉆機液力偶合器正車箱傳動方案

（1）正車箱傳動方案的提出。在保留D245S型鉆機總體結構不作大的改動的前提下,既保留變矩器傳動使設備壽命長的優(yōu)點,又能解決耗油偏多的問題就成為本課題的關鍵。為此,提出了采用液力偶合器正車箱代替液力變矩器,對D245S型鉆機進行改造,以提高燃油經(jīng)濟性的技術方案。（2）液力偶合器傳動方案。液力偶合器正車減速箱主要由2部分組成,輸入部分為液力偶合器,輸出部分為兩級同軸式齒輪減速箱。從輸入端或輸出端看,左右對稱。輸入軸和輸出軸位于同一軸線上,而且二者旋轉方向相同。將原有的3臺YB900型變矩器更換為3臺YOZJ750-2型正車減速箱,減速箱減速比為2。（3）液力偶合器正車箱傳動特點。傳動柔和,具有很好的防振和隔振作用,可實現(xiàn)鏈條并車,有利于提高由動力機到工作機全部設備的使用壽命。對動力機和工作機起過載保護作用,同時改善動力機的啟動性能。工作機起步平穩(wěn),加速均勻、迅速。傳動效率為97%,且空載時不吸收功率,與變矩器傳動比較可減少燃油消耗,提高燃油經(jīng)濟性。操作特性接近直接傳動,容易被用戶掌握。經(jīng)正車齒輪箱的減速,滿足鏈條傳動轉速的要求。且輸出軸的旋轉方向與原設計相同,有利于實現(xiàn)原有的傳動方式。YOZJ750-2型正車減速箱的安裝尺寸與YB900型變矩器相同,更換方便。偶合器輸出速度基本穩(wěn)定在某個轉速范圍內(nèi),因此其后的傳動元件都具有較高的壽命。偶合器工作油的冷卻可通過油冷器換熱,利用柴油機的冷卻系統(tǒng)冷卻。

（五）液力偶合器耗油分析

（1）起下鉆過程分析。采用偶合器傳動可吸收啟動動載荷,減小因啟動載荷大而產(chǎn)生的壓低柴油機轉速的現(xiàn)象。提升遇卡時,具有過載保護功能,防止對設備的損害?？蛰d時,偶合器基本不吸收功率,柴油機在調(diào)速特性曲線上工作,有利于減少手動時間的油耗,柴油機不需怠速運行可延長柴油機壽命。滿載傳動效率比變矩器高12%～17%。因此,起升過程實際燃油消耗低于變矩器傳動。（2）純鉆進過程分析。采用偶合器傳動,降低泵壓脈動幅度,可使流量不均勻度降低50%,實際平均泵壓提高16%。解卡和鉆進泥包時,由于其具有無級調(diào)速特性,可實現(xiàn)低排量保持高泵壓。偶合器驅動鉆井泵通過調(diào)整缸套直徑和柴油機轉速實現(xiàn)給定排量和泵壓,調(diào)節(jié)方式與直接傳相同,不存在變矩器在匹配不合理時速度漂移的問題,傳動效率始終保持在較高的范圍,因此,比變矩器傳動節(jié)省燃油消耗。（3）鉆機月油耗分析。月耗油量按柴油機工作720 h/月計算,其中,2/3時間鉆進,1/3時間起下鉆(起下鉆時間中1/3為機動起升時間,2/3為手動時間)。機動起升時間變矩器傳動的柴油機按滿負荷計算輸出功率,其機動起升時間較直接傳動減少13%,直接傳動按兩檔之間的平均負荷計算輸出功率。手動時間,變矩器按800 r/min怠速運行,偶合器和直接傳動在柴油機調(diào)速特性線上工作,按10%輸出功率計算。所計算的油耗不含柴油機輔助發(fā)電系統(tǒng)的油耗。變矩器傳動機泵參數(shù)按最高傳動效率進行優(yōu)化,各工況點均在變矩器的最高效率點附近工作。

結束語：

環(huán)境惡劣、工作載荷大、危險系數(shù)高等是鉆機作業(yè)的特點，隨著各種新技術在鉆機中的應用，鉆機將朝著自動化、智能化和信息化的方向發(fā)展，為鉆孔作業(yè)降低作業(yè)強度和危險系數(shù)，提高勞動效率提供裝備保障。如果在完成同等任務的情況下能夠有效地控制油耗，提高燃油效率，就可以提高企業(yè)經(jīng)濟效益。