经9项行使案例注明，本套高频声波钻进采样配备合用于生态守卫和处境管束行业，可治理三大环节题目：①分别地层和污染类型地方合用性差，泥土采样扰动大；②松软及坚硬地层采样恶果差，取芯率低；③监测井筑井功用低、范例差，地下水采样扰动大。
生态环保工业行动支柱生态文雅征战和高质料开展的环节力气，正面对着转型升级的急迫需求。环保新质临盆力，正成为胀励工业向前开展的中心力气。本栏目将聚焦生态环保工业的
，深刻宣称执行科技改进效果，实时揭橥处境身手发展奖项，整个先容行业内的适用身手配备和树模工程，指点行业陆续改进，加快数字、灵巧、科技的协调赋能，为经济社会整个绿色转型孝敬力气。
经9项行使案例注明，本套高频声波钻进采样配备合用于生态守卫和处境管束行业，囊括征战用地泥土污染景遇考查、重心监禁单元自行监测、地质勘察采样、泥土修复和恶果评估等；合用于松软、中等硬度、坚硬地层；合用于重金属污染、有机污染、复合污染地块；合用于泥土处境考查闭连的分别类型地下水采样事情，囊括疏松岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水；合用于幼型、中型、大型地块原位低扰动钻探采样考查。
1.高频振动力、展转力、下压力三者为钻机钻进厉重动力，完毕急速切入土层使泥土液化。动力头运转时，振动个别液压马达动员动弹曲柄，以驱动偏爱振子反向回旋，发生高频振动力；动力头体系主轴个别由液压马达直接驱动，发生低速大扭矩展转力；钻机液压体系发生液压力，通过立柱个其余滑动装备使动力头体系具有下压力。
2.智能化与自愿化一形式钻机主体采用智能化液电把持体系，智能把持钻机总体液压分派和调整，可抬高操作和调控的切确性，治理主辅机一体化工为困难。
3.活塞式钻具基于安靖水压身手，可完毕原状土低扰动钻向上样，治理松软地层样品取芯率低、络续采样难等题目；单壁式钻具采用切割式合金钻头工艺，可完毕中等硬度地层的急速切割钻进；双壁式钻具使用表护心管和内取样管撮合双管式构造，采用切割式合金钻头，可有用针对坚硬地层实行钻探采样。
4.尺度化地下水急速筑井成套兴办基于膨润土遇水膨胀和石英砂过滤机理，简化了繁琐的筑井措施，可治理污染地方筑井功用低和范例性差的题目。
5.声波水采样器基于线缆式定深采样和单向阀身手，晋升地下水污染层位和深度真实切性，简化了筑井洗井后搜罗水的繁琐工序，完毕地下水低扰动采样。
钻机事情时，把持手柄、开闭及遥控器输入的信号经电控柜传输至负载敏锐液压体系，正在负载敏锐比例多道阀的把持下动力头输出高频振动力、展转力和下压力，完毕急速切入土层。
高频振动力是高频声波钻机运转的环节，由负载敏锐比例多道换向阀把持。正在钻探历程中，负载随钻探深度增长，变量泵的输出压力和流量正在负载敏锐液压体系的把持下可自愿合适负载需求，使液压功率抵达最佳立室请求，从而输出安靖的高频振动力。
展转力通过动力头展转马达回旋发生。负载敏锐阀把持低速大扭矩展转马达，驱动钻杆展转，通过负载敏锐阀把持展转马达的转速与扭矩。展转马达事情时，回旋宗旨与钻杆螺纹旋紧宗旨不异，避免因振动导致钻杆零落。
下压力通过动力头进给体系发生。进给回道采用换向阀把持进给液压缸，液压缸的压力则由比例液压阀把持，厉重控造钻进时施加钻压、起钻、下钻、变乱时的起拔操作等。
依照地层性子，钻探时应选用分别类型的钻具：针对松软地层选用活塞式钻具，针对中等硬度地层选用单壁式钻具，针对坚硬地层选用双壁式钻具。
改进型双振子构造动力头，声波频率最高可达165 Hz，可保护动力头陆续高效动能输出；最大胀动力为58.54 kN；最大起拔力为57.92 kN；最大输出扭矩为1860 N.m；转速边界为0~158 R/min。该高频声振动力头为十足国产化自帮研发，本能抵达国内当先国际前辈水准。
经第三方检测结果注明，配套钻具最大采样深度抵达35.3 m；分别地层取芯完善率大于95%；钻机均匀能耗为9.75 L/h；钻机无滞碍运转工夫107 h。
本套原位低扰动高频声波钻进采样配备发展了9项分别地层及污染物类型地块的案例树模，现场监测结果注明钻机振频可达165 Hz，抵达《ZHDN-SDR 150A高频声波钻机》(QB/ZHDN-SDR-2020)中规则的振频150 Hz的请求；采样取芯率均95%，知足《浅层取样钻探身手规程》(DZ/T 0362)中规则的取芯率应正在85%以上的请求 。
监测恶果：基于扬州周密化工企业松软地层VOCs污染、盐城化工园区松软地层纷乱有机污染及溧水金属成品加工松软地层重金属污染地块钻探采样结果注明，本高频声波钻机于松软地层均匀钻探速率介于20.07~25.43 cm/min、取芯率介于95.11%～95.41%；基于溧水电镀企业中等硬度地层重金属污染、徐州焦化撮合企业中等硬度地层复合污染及南京合金加工中等硬度地层无机物污染地块钻探采样结果注明，钻机于中等硬度地层均匀钻探速率介于18.09~20.31 cm/min、取芯率介于95.99%～96.25%；基于六合金属矿拣选坚硬地层重金属污染、南京垃圾填埋场坚硬地层重金属及徐州煤造气企业坚硬地层复合污染地块钻探采样结果注明，于坚硬地层钻探速率介于13.66~16.33 cm/min、取芯率介于95.18%～95.50%。
二次污染把持：针对钻探时地块内尾气和噪声情形发展第三方二次污染把持恶果监测。监测陈诉(附件四)分解注明，现场钻探采样功课时地块内氛围质料NOx、SO2、CO、PM2.5等目标一幼时均匀值均未高出《处境氛围质料尺度》(GB 3095-2012)中规则的二级浓度限值，达遍地境性能区中二类区的质料请求；现场钻探采样功课时地块畛域噪声值均60 dB，未高出《工业企业厂界处境噪声排放尺度》(GB 12348-2008)中昼间2类性能区厂界处境噪声排放限值。
国内泥土污染景遇景色厉刻，泥土污染景遇考查事情迫正在眉睫。2014年《寰宇泥土污染景遇考查公报》显示，寰宇泥土点位超标率为16.1%。为保护农产物和人居处境安好，2016年国务院请求发展农用地和重心行业企业用地泥土污染景遇考查，举座市集领域约1000亿。
守旧钻进采样配备取芯率低题目非常，而高频声波钻进采样配备取芯完善牢靠。目前守旧钻进采样配备囊括展转钻机、障碍钻机和直推钻机等，存正在样品压缩比大、取芯率低等题目；高频声波钻机通过高频声波振动传导急速钻进切割土层使泥土液化，可完毕原位低扰动采样，可知足泥土污染景遇考查采样需求。目前表洋高频声波钻机较为成熟，正在泥土考查闭连范畴行使渊博；国内高频声波钻机尚处于开始开展阶段，厉重以引进表洋成熟身手为主，已于泥土污染景遇考查范畴发展开始行使。
目前国内高频声波钻机存正在动力头振动频率低担心靖、智能化自愿化水准掉队、配套钻具强度低合用性差、随钻筑井采水范例差滋扰大等配备难点。
本团队自帮研发的污染地方高频声波式原位低扰动一体化钻进采样配备可治理三大环节题目：①分别地层和污染类型地方合用性差，泥土采样扰动大；②松软及坚硬地层采样恶果差，取芯率低；③监测井筑井功用低、范例差，地下水采样扰动大。
对标荷兰SRS-PL高频声波钻机，ZHDN-SDR 150A型高频声波钻机拥有如下3项身手特质：
1.独创双振子构造高频声振动力头，拥有振频高(165 Hz)、陆续性好和安靖性强等上风，抬高了高频声波钻机钻进地层的切割速率和功用；装备的轴承冷却润滑体系与柱状橡胶减震原料，抬高了声振动力头运用寿命与安靖性，治理了高频声振动力头运转历程中事情功用低、构造易损坏和能量损耗大等非常题目；
2.新型抗疲顿抗障碍铬钼钛合金原料钻具，归纳切磋了钻具惯性畛域声波钻柱的稳态位移及应力反响，估计贪图了分别材质钻柱疲顿寿命及毁伤区段，可有用伸长钻具运用寿命，合用于松软地层、中等硬度地层和坚硬地层，治理了分别地层采样钻具合用性差、钻进难度大和泥土样品取芯率低环节题目；
3.智能反应负载敏锐液电把持体系，拥有触摸性能丰裕、信号传导急忙的特质，可依照地层变革精准把持声波振频，完毕钻机自愿行走取样与大数据互联，抬高了操作和调控的切确性，治理了钻机敏能化水准差、事情功用低的环节身手题目。
本案例为圣戈班徐州基地退伍地块泥土污染景遇考查高频声波钻探采样树模工程。该退伍地块由原圣戈班(徐州)管道有限公司、原圣戈班(徐州)铸管有限公司和原徐州光大铸管有限公司构成，总占地面积为116.84万m2，现归属于南京满源科技有限公司。该焦化撮合企业属于《重心排污单元名录解决规则》中的泥土污染重心监禁单元。地块内企业厉重从事焦炭、焦油、煤气、硫铵、粗苯、供热、球墨铸铁管的临盆与发卖，属于模范的焦化和炼铁行业，其炼焦和炼铁区域会对泥土形成重金属和有机物等复合污染。
树模工程总承包方(乙方)为江苏省处境科学切磋院；钻探采样承当单元(丙方)为南京中荷寰宇处境科技有限公司(本次适用配备申报单元)，本单元控造该地块全盘现场泥土及地下水钻探采样事情。
南京中荷寰宇处境科技有限公司选用地块总面积的21.8万m2采用ZHDN-SDR 150A型高频声波钻机实行钻探采样案例树模。该案例施工工夫30天，共钻探泥土点位209个，地下水点位52个，累计钻探深度1254 m，共搜罗泥土样品1018个，地下水样品61个。施工结果注明，本套原位低扰动高频声波钻进采样配备可完毕最高声波振动频率165 Hz、主轴最大展转转速158 R/min、均匀能耗约9.75 L/h，相较于厉重本能目标(见下表“厉重兴办”实质)永别晋升了10.0%、31.7%；均匀能耗约9.75 L/h，相较于厉重本能目标低重了35.0%；通盘地层均匀取芯率95%，完毕了完善、高效、原位、低扰动钻探采样。
本套原位低扰动高频声波钻进采样配备于圣戈班徐州基地退伍地块内钻探采样结果注明，钻机振频可达165 Hz，抵达《ZHDN-SDR 150A高频声波钻机》(QB/ZHDN-SDR-2020)中规则的振频150 Hz的请求；泥土样品取芯率95%，抵达《浅层取样钻探身手规程》(DZ/T 0362)中规则的取芯率应正在85%以上的请求。
圣戈班徐州基地退伍地块土层性状属于中等硬度地层。针对目前中等硬度地层钻探采样钻进速率慢、能耗高、络续功课恶果不睬念等题目，并切磋到重金属和有机复合污染泥土采样需知足原位低扰动、密闭性和高保真请求，选用单壁式钻具急速切割和钻进中等硬度地层。单壁式钻具钻探采样根基流程如下(图2)：
①依照泥土情形遴选锥形或板形锥头，遴选完毕后将抛弃锥插入抛弃器，钢管插入筒体内后由密封圈涨紧固定，再把抛弃器螺纹连结正在钻杆的下端，钻杆的上端与钻机动力头连结；
经第三方运转恶果监测结果分解注明，圣戈班徐州基地退伍地块通盘地层均匀钻探速率约19.53 cm/min、最高声波振动频率为165 Hz、主轴最大展转转速为158 R/min、取芯率均95%、压缩比均5%、均匀能耗约9.75 L/h(附件四)；相较于厉重本能目标(见上表“厉重兴办”实质)，上述目标齐备达标，且最高声波振动频率、主轴最大展转转速永别晋升了10.0%、31.7%，能耗低重了35.0%。现场钻探功课及采样情形可见图3。
针对钻探时地块内尾气和噪声情形发展第三方二次污染把持恶果监测。监测陈诉(附件四)分解注明，现场钻探采样功课时地块内氛围质料NOx、SO2、CO、PM2.5等目标一幼时均匀值均未高出《处境氛围质料尺度》(GB 3095-2012)中规则的二级浓度限值，达遍地境性能区中二类区的质料请求；现场钻探采样功课时地块畛域噪声值均60 dB，未高出《工业企业厂界处境噪声排放尺度》(GB 12348-2008)中昼间2类性能区厂界处境噪声排放限值。
圣戈班徐州基地退伍地块泥土污染景遇考查项目现场钻探功课工期为30天，高频声波钻机累计无滞碍事情工夫达107 h，钻机功课时代举座运转安靖性优良，运转历程中未产生过滞碍或变乱。
高频声波钻机钻探采样累计运转工夫为107 h，均匀能耗约为9.75 L/h，共计耗费柴油1043.25 L，依据柴油二氧化碳排放因子(3.096)估计贪图，共计排放二氧化碳3.23 t。比较荷兰SRS-PL高频声波钻机的能耗15 L/h，正在告竣一概钻探功课量情形下，荷兰对标钻机二氧化碳表面排放值为4.97 t。综上分解，本项目高频声波钻机碳减排恶果可抵达35.0%。
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