钻深孔、大孔是长螺旋钻机的发展方向。但现有长螺旋钻机采用传统的水平起柱方式,因起柱稳定性差和行走稳定性的矛盾,制约了长螺旋钻机向高空发展。本文以CFG50新型的长螺旋钻机为研究对象,研究长螺旋钻机施工工况下高耸立柱的力学行为。新型长螺旋钻机的显著特点是采用自升式立柱,该立柱采用桁架式结构,取代原有螺旋钢圆筒式结构,可以实现垂直起柱,因而起柱过程更加安全可靠。针对自升式长螺旋钻机立柱的结构特点,本文展开的主要研究工作如下：(1)通过分析传统长螺旋钻机起柱方式的缺点,设计了具有高安全性、大尺寸的自升式立柱,确定了自升式立柱顶升系统的关键尺寸,对比分析了传统起柱方式与自升式起柱方式的稳定性。(2)利用有限元分析软件ANSYS分析了长螺旋钻机立柱在典型工况下进行力学分析,研究立柱在极端情况下的力学行为。研究立柱在强力提钻工况下,即立柱在最大提钻力和最大动力头扭矩作用下立柱的静态安全性,包括强度、刚度和稳定性,分析结构表明自升式长螺旋钻机立柱在强力提钻工况下是安全的。(3)研究长螺旋钻机钻机系统在入岩下卡钻的极端情况,分析长螺旋钻机自升式立柱的动态安全性,以及这种特性对长螺旋钻机施工的影响。利用有限元软件ANSYS对上述特性进行了仿真研究,得出了长螺旋钻机立柱在卡钻工况下是满足使用要求的。(4)应用CFG50型长螺旋钻机,进行了自升式立柱在强力提钻工况下的应力试验,验证了理论分析结果的正确性。本文所得出的结论为长螺旋钻机进一步朝着安全、高空发展为提供了一定的理论和技术基础,为进一步完善长螺旋钻机立柱的设计提供设计方法。希望本文所做的研究对我国的长螺旋钻机相关行业有借鉴作用。图50幅,表10个,参考文献73篇。