多用于煤矿、隧道井下钻探(瓦斯抽采、探放水、地质取芯),以开式系统为主,分为单泵、双泵、三泵负载敏感方案,分为动力源、主控阀组、执行回路、辅助保护四大部分。
一、系统总体构成
1. 动力泵站
防爆电机 + 变量柱塞泵(恒功率 / 负载敏感);中小机型单泵;中大扭矩机型主副双泵;大深度采用双负载敏感泵并联 + 副泵三泵方案。
油箱、吸油粗滤、回油精滤、风冷冷却器、液位计、温度计、空气滤清器、放油阀。
矿用常用工作压力:21-25MPa,峰值 31.5MPa;介质 46# 抗磨液压油。
2. 主控操纵阀组
手动负载敏感多路阀(井下主流),部分履带机型配先导手柄;
集成主溢流阀、各联过载补油阀、LS 负载反馈油路、压力表接口;
实现回转、给进起拔、卡盘夹持器、调斜、稳固支撑、履带行走(履带钻机)多路独立或合流供油。
3. 四大执行回路
1.回转回路(动力头) 执行元件:斜盘式柱塞马达;实现钻杆正反转;负载敏感供油,转速扭矩无级可调;带过载保护,防止卡钻损坏马达。
2.给进-起拔回路 执行元件:给进油缸;完成加压钻进、减压钻进、强力起拔钻杆; 双泵机型:主泵负责快速起下钻(大流量低压),副泵负责慢速稳压钻进(小流量高压);可实现合流提升速度;回路带单向节流、减压阀调节给进力,液压锁保压,防止自重下滑。
3.卡盘夹持器辅助回路 大多弹簧夹紧、液压松开(常闭);依靠顺序阀 / 液控阀实现联动互锁:夹持器夹紧后卡盘松开,防止跑钻;完成接杆、卸杆动作;独立副泵供油避免干扰主回路效率。
4.机身辅助回路 调斜油缸(钻孔倾角调整)、稳固支撑油缸;履带钻机增加行走马达回路,含制动、防跑偏、驻车液压锁。
4. 保护与监测
主副溢流阀过载保护;马达过载补油阀;
压力表:回转压力、给进压力、系统压力;
冷却系统控制油温;回油滤芯堵塞报警。

二、主流系统方案对比
1.单泵开式(小钻机) 一台变量柱塞泵,多路阀并联;结构简单成本低;缺点回转、给进不能同时满功率,适合浅孔小扭矩钻机。
2.双泵独立供油(ZDY 系列主流) 主泵→回转;副泵→给进;不干涉;起下钻可双泵合流提速;兼顾钻进稳压与起拔速度,井下应用最多。
3.负载敏感三泵系统(大深度、轻量化) 两台 LS 主泵并联,一台恒压副泵供卡盘夹持器;按需输出流量,溢流发热小,散热负担低;适合分体搬迁式大钻机;需要处理双泵合流功率平衡、LS 管路阻尼匹配问题。
三、核心工况要求
1.卡钻时马达具备过载卸荷,保护钻杆与马达;
2.给进可实现高压小流量稳压钻进,低压大流量快速起拔;
3.卡盘夹持器必须互锁,杜绝误操作跑钻;
4.井下防爆,全部元件满足矿用安全;
5.恶劣粉尘水环境,对过滤、密封、油液清洁度要求高。