硬核突破!我国首套千米级水平定向取心钻探装备问世

近日,由铁建重工自主研制的我国首套千米级水平定向取心钻探装备通过国家建筑城建机械质量监督检验中心权威认证,核心指标达国际领先水平,标志着我国首套千米级水平定向取心钻探装备成功问世。

定向取心钻机

定向取心钻探装备检验合格

该装备系统集成了定向取心钻机、定向取心钻具、定向螺杆钻具、高精度陀螺测斜系统等核心设备,精准聚焦深地探测“卡脖子”技术,攻克了复杂地层中“钻不快、取不全、测不准”的行业难题,为国家重大地下工程建设提供了硬核保障。

定向取心钻探装备系统组成

钻机强劲高效,一机多能显身手

针对“钻不快”难题,铁建重工研制了千米级定向取心钻机。整机配备自研宽转速大扭矩动力头(最大扭矩15000N·m,最高转速800rpm),支持转速、推进力、泵量无级调节,精准适配复杂地层。钻机既能匹配螺杆钻具实现定向钻孔,又能匹配绳索取心钻具实现快速取心,针对不需取心的较好地层,可更换螺杆钻具快速通过,大幅缩短工期,真正做到“指哪打哪,见岩知构”。通过集成多种传感器、折叠吊与上下杆机械手,实现了随钻参数自存储、钻杆装卸全机械化和钻孔自动化,在提升效率的同时,大幅降低安全风险与劳动强度。

钻具创新突围,定向取心获实证

针对“取不全”难题,铁建重工成功突破了定向取心钻具核心技术,解决了“定向不能取心、取心不能定向”的行业难题。在某隧道硬岩、破碎带及涌水交替的极端工况下,钻具表现亮眼,实现了定向钻进与连续取心同步进行,最大钻进速度达3.3m/h,打破了技术垄断,为构建“透明地质”提供了最直接、最真实的岩心证据。

定向取心钻具工地验证

导向精准抗扰,强磁环境导迷津

针对“测不准”难题,铁建重工研制了高精度陀螺测斜系统。该系统有效克服了隧道内钢筋、设备密集导致的强磁干扰,方位角精度达±0.5°,达国内顶尖水平。产品支持双模作业: 随钻模式实时回传数据,便于即时纠偏;存储模式完整记录轨迹,生成精准“电子档案”,双保险确保装备告别“盲探”。

技术全域赋能,多场景应用护航

该技术可扩展应用于各类复杂场景。在地质勘察中,通过长距离定向钻进和连续取心,获取精准地质信息。在隧道超前预报中,利用旁通洞布置实现“边掘边探”,保持钻孔领先掌子面。在TBM施工中,将钻探精准控制在目标区域,解决传统TBM超前钻“钻不准”的痛点。此外,依托强大的灾害预处理能力,装备可实现涌水排水、岩爆泄压及破碎带注浆支护,全方位保障隧道施工安全。

定向钻探应用场景

铁建重工定向取心钻探装备的系统化突破,填补了国内深长隧道精准探测空白,有力推动了我国隧道施工向安全、高效、智能化转型。

责任编辑:D1CM 文章来源:铁建重工

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中国铁建重工集团有限公司

铁建重工成立于2007年,隶属于央企中国铁建股份有限公司(2014年世界五百强名列第80位),是集高端地下装备和轨道装备研究、设计、制造、服务于一体的专业化企业,在湖南长沙、株洲、四川隆昌和甘肃兰州等地建立了多个制造基地,在长沙、北京、兰州等地建立了11个研究院,是国家认定的重点高新技术企业和国家级两化融合示范企业。  集团下设“四总部、两中心”(掘进机事业总部、特种装备事业总部、轨道设备事业总部、海外事业总部、技术中心、制造供应中心)以及两个全资控股子公司中铁隆昌铁路器材有限公司和株洲中铁电气物资有限公司。  铁建重工始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标,坚持“科技创新时空,服务引领未来”的理念,走创新型、哑铃型和服务型道路,积极发挥建筑施工行业优势,充分利用中国铁建长期积累的施工技术与施工经验,通过“原始创新、集成创新、协同创新和持续创新”的自主创新模式,加强“产、学、研、用”的结合,掌握了多项具有世界领先水平和自主知识产权的核心技术,打造了掘进机装备、特种施工装备、轨道设备三大专业板块产品格局。近年来,中国铁建重工集团先后承担和参与国家、省部级重大科技计划40余项,研制出地下工程装备和轨道设备新产品300余项。组建了国家级企业技术中心、地下掘进装备工程技术研究中心、水下隧道工程实验室、博士后工作站、院士工作站等多个高端科技创新平台。  自主研制的具有完全自主知识产权的隧道盾构/TBM,广泛使用在长沙、北京、西安、武汉、广州、苏州、南京等城市地铁工程和铁路、煤矿工程,目前国内市场占有率排名前列;自主研制出国内首台大直径硬岩隧道掘进机(TBM)和矿山法隧道机械,填补国内地下工程装备空白;创新开拓了盾构在煤矿领域的应用,研制出煤矿斜井TBM,填补世界空白;研发出预切槽隧道施工成套装备,全面提升传统隧道矿山法施工技术;研制出具备自主知识产权的链刀式连续墙设备,较好满足了深基坑支护的水泥土搅拌桩墙“深、快、强”的需要;研制出掘锚同步的护盾式连续掘锚机,实现煤巷快速掘锚;建设了国际先进的轨道系列设备生产线,道岔系列产品占据国内市场份额的三分之一,创造了国内高铁最高运营时速的最好舒适度水平;闸瓦和弹条扣件产品不仅在国内市场优势明显还远销海外。  近年来,集团公司被中央确定为“制造业向制造服务业成功转型”的先进典型企业,先后荣获“国家重大技术装备首台(套)示范单位”、“全国建筑施工机械和掘进机械行业标准起草单位”、“国家863计划成果产业化基地”、“中国工程机械制造商50强企业”、“中国轨道交通创新力TOP50企业”、“中国工程机械最具成长力企业”、“全国企业文化建设百佳单位”、“中央企业思想政治工作先进单位”等称号,快速打造了中国地下工程和轨道交通行业最具影响力的自主创新品牌,正在向全球最好的轨道交通及隧道装备制造企业集团目标迈进。
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