绪 论

0.1 岩土钻掘设备的组成及功用

0.2 岩土钻掘设备的标准系列

0.3 岩土钻掘设备发展概况

第一篇 钻机的结构原理

第1章 钻机分类及钻进过程分析

1.1 钻机的分类

1.2 钻孔生产过程的钻速分析及对钻机的要求

第2章 钻机的总体结构

2.1 总体结构设计的依据

2.2 机型与传动形式的选择

2.3 钻机的总体布局

2.4 钻机整机参数的确定

2.5 钻机的机械传动系统

第3章 钻机的摩擦离合器

3.1 摩擦离合器的功用和要求

3.2 摩擦离合器的类型与工作原理

第4章 钻机的变速箱和分动箱

4.1 变速箱及分动箱的功用与要求

4.2 变速箱和分动箱的组成与结构型式

第5章 钻机的回转器

5.1 回转器的功用、要求和类型

5.2 回转器结构分析与特性参数的选择

第6章 钻机的卡夹机构

6.1 卡夹持机构的功用及工艺要求

6.2 卡盘的组成、 类型与结构原理

6.3 夹持机构

第7章 钻机的升降系统

7.1 升降系统的作用和要求

7.2 升降机的类型和工作原理

7.3 升降系统的特性参数

7.4 升降机抱闸制动力矩计算

第8章 钻机的给进机构

8.1 给进机构的功用、 要求及类型

8.2 给进机构的结构分析

8.3 给进机构的特性参数

第9章 钻机的冲击机构

9.1 冲击机构的功用、 要求和类型

9.2 冲击机构工作原理分析

9.3 冲击机构基本参数

第10章 钻机的行走移位机构

10.1 行走移位机构的任务、 要求和结构类型

10.2 活动平台、 导轨式移动装置

10.3 液压步履机构

10.4 半回转机构

10.5 滚管滑移机构

第11章 钻机的动力机

11.1 钻机负载特性及其对动力机的要求

11.2 动力机的外特性分析

11.3 钻机的功率配备

第二篇 典型钻机结构分析

第12章 立轴式钻机的结构

12.1 XY-4型立轴式钻机

12.2 XY-5型立轴式钻机简介

第13章 转盘式钻机的结构

13.1 SPC-300H型水文水井钻机

13.2 GPS-15型工程施工钻机

第14章 动力头式钻机的结构

14.1 全液压动力头式岩心钻机

14.2 勘察及锚固钻机

第15章 其他类型钻机结构

15.1 CZ-22型冲击钻机

15.2 CJF-20型冲击反循环钻机

15.3 KQ-1500潜水钻机

第三篇 岩土工程施工机械

第16章 桩基础与地基处理机械

16.1 预制桩施工机械

16.2 桩架

16.3 灌注桩成孔机械

16.4 地基处理与加固机械

16.5 其他成孔机械

16.6 预应力钢筋张拉机械

16.7 混凝土输送泵和振动器

第17章 地下连续墙施工机械

17.1 挖斗式挖槽机

17.2 钻削式挖槽机

17.3 铣削式挖槽机

第18章 非开挖施工机械

18.1 定/导向钻进施工设备

18.2 其他非开挖铺管设备

第19章 盾构机械

19.1 盾构机械的分类

19.2 盾构机的切削机构

19.3 盾构机的出碴机构

19.4 盾构机的推进机构

第四篇 岩土钻掘工程用泵与空压机

第20章 岩土钻掘工艺对泵的要求和洗孔参数的选择

20.1 岩土钻掘工艺对泵的要求

20.2 钻孔洗孔参数的确定

第21章 往复泵

21.1 往复泵的工作原理及其分类

21.2 往复泵的流量计算与分析

21.3 往复泵的压头计算及分析

21.4 往复泵的功率和效率

21.5 往复泵的结构及易损件

21.6 往复泵的工作特性及其运行工况

第22章 离心泵

22.1 离心泵工作原理及结构类型

22.2 离心泵的工作参数

22.3 离心泵的功率、 效率及工作特性

第23章 螺杆泵

23.1 螺杆泵的结构及特点

23.2 螺杆泵的工作原理

23.3 螺杆泵的工作参数

23.4 螺杆泵的工作特性

第24章 空压机

24.1 空压机的类型及特点

24.2 空压机的工作原理

24.3 空压机的工作参数及其选用原则

24.4 典型空压机介绍

第五篇 钻 塔

第25章 钻塔的类型、 基本参数及结构

25.1 钻塔的类型

25.2 钻塔的基本参数

25.3 钻塔的结构

第26章 钻塔受力的计算

26.1 垂直载荷的计算

26.2 水平载荷的计算

参考文献

当今世界, 经济发展与社会进步仍依赖于各种矿产资源、 能源、 地下水资源及良好的自然环境, 也离不开各类基础工程建设。努力勘探开发和利用新能源: 地热资源、 天然气水合物新能源及油页岩等; 勘探开发海洋资源, 让海洋为人类贡献宝藏; 开发西部, 加速我国西部地区的资源勘探和地下水的开发利用, 让广袤的西部大地焕发青春活力, 更加富饶和美丽; 保护地球家园, 预防和治理地质灾害: 地震、 崩塌、 滑坡和泥石流。加速各类基础工程建设: 水利水电工程、 公路铁路施工、 隧道及跨海大桥建设、 非开挖管线铺设及各类建筑基础施工等。南、 北极钻探、 大陆科学钻探、 大洋钻探及外星球钻探等, 关乎充分利用地球和太空、 保护地球和维护经济社会的可持续发展, 涉及人类社会上天、 入地、 下海、 登极的伟大壮举。上述各领域的钻孔工程给地质工程(岩土钻掘工程)专业提出了新的、 更广阔的和更高的要求。

本届教育部地矿学科教学指导委员会为适应新形势要求, 提出加强教材建设, 为培养创新型、 高水平的地质工程科技人才提供基本保障, 规划了编写“岩土钻掘工程”专业系列教材的任务。即将面世的《岩土钻掘工艺学》、 《岩土钻掘流体工艺学》、 《岩土钻掘设备》和《岩土工程施工技术》等一系列教材, 聘请了本专业各著名高等院校兼有丰富教学经验和科研能力的高水平教授编著而成, 这是继20世纪70年代首轮联合编写系列专业教材之后, 时隔近40年联合编写的第二轮专业系列教材。该系列教材加强了基础理论和专业基础的内容, 紧密结合当代钻孔工程各领域的需求, 编入了现代钻孔工程的最新技术和工艺方法、 新机具、 新装备、 新材料、 新浆液等, 从理论到实践, 从书本知识到实际应用, 旨在培养和造就具有深厚理论功底、 广博专业知识、 精深专业技能、 掌握当代前沿专业理论与技术并与实践紧密结合、 具有自主创新精神、 与建设创新型国家相适应的高水平科技人才。真切希望本套教材能为培养高水平的岩土钻掘科技人才贡献微薄之力!也希望为从事岩土钻掘工程的广大科技工作者和钻孔工程施工人员提供一点借鉴!

如果说古代我国在世界上有五大发明的话, 这第五大发明即是我国古人远在几千年前于四川自贡发明并成功实施的“盐井钻探”。我国古人已在钻探领域创造了辉煌, 现代钻探人更应创造新奇迹!目前我国社会经济高速发展, 受到国际社会的高度关注和评价, 岩土钻掘工程也同步得到了飞速发展。创新型国家建设不仅为我们岩土钻掘工程创造了广阔的发展空间, 同时也提出了更高要求。机遇与挑战并存, 岩土钻掘工程必将得到更快、 更好的发展, 也必将创造出更多、 更好的新理论、 新工艺、 新技术、 新方法和新装备, 并不断地丰富我们的专业教材内容。我们期待着专业同仁们的新成果, 源源不断地补充到专业教材中, 使教材建设与专业发展同步进行, 为国家培养出大批高水平的岩土钻掘专业人才!

吉林大学教授/博导

教育部地矿学科地质工程教学指导分委员会副主任

殷 琨

2010年9月9日