液压冲击是岩心采样的“隐形杀手”。在推进、起拔、切换动作的瞬间,如果液压系统控制不稳,产生压力突变,会通过钻杆传递至孔底,轻则造成岩心断裂、采取率下降,重则引发卡钻、烧钻等孔内事故。因此,动作的平稳性是评价一台取芯钻机性能优劣的关键指标。

液压冲击的根源: 当换向阀突然开启或关闭,执行元件(油缸、马达)突然启动或停止,液压油流动的惯性会导致管路内压力瞬间急剧升高,形成冲击波。
先进的控制技术如何解决:
- 电液比例控制: 这是实现平稳控制的核心。区别于简单的开关阀,比例阀可以接收电信号指令,无级地、平滑地控制液压油的流量和方向。从而实现执行机构的软启动、软停止和速度的精细调节,从根本上避免了冲击。
- 先导控制: 采用小流量、低压力的先导油路去控制主阀芯的移动,使主阀的切换动作更加柔和、可控。
- 负载敏感系统: 该系统能使执行元件的速度与负载的变化无关,仅与阀的开度有关。当钻头遇到不同硬度岩层时,系统能自动适应负载变化,提供平稳的推进力,避免“蹿钻”或“憋停”。
- 缓冲设计: 在油缸的行程末端设置液压缓冲装置,在动作停止前自动节流,平稳减速至停止。
对岩心采取率的益处:
- 平稳推进: 提供恒定、均匀的钻压,使钻头平稳切削,减少对岩心的机械扰动。
- 平稳起拔: 减少了对岩心管的震动,防止已采取的岩心在起拔过程中因震动而脱落或破碎。
- 精准控制: 便于在破碎地层采用“轻压、慢转、大泵量”的工艺参数,有效保护岩心完整性。
总结: 一套先进的电液控制系统所带来的动作平稳性,是设备高端化的体现。它不仅能采获更高质量的地质样品,更能减少孔内事故,延长钻具寿命,其带来的综合效益远高于其技术成本。


