CN100572741C - 轻便打井机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在土壤、一般岩石地质的打井装置，尤其是涉及一种轻便打井机。其主要是解决打井机所占空间、人工耗费、占地面积较大，成本较高，需要传递驱动力的驱动主钻杆，使施工空间高度要求高，无法在室内完成打井作业等的技术问题。本发明包括机架，机架上设有液压机构，液压机构连接有滑动升降架，机架上设有滑轨，滑动升降架滑动连接在滑轨内；滑动升降架上连接有变速箱，变速箱上设有双座套，双座套底部连接有花键轴，花键轴上有锁紧并帽与变速箱锁固；双座套内设有直牙圆弧抱，直牙圆弧抱之间活动连接有钻杆，双座套上穿有直牙锁抱顶丝；双座套内部设有倒圆台面，其活动连接有护圈，护圈的圈身上可固定钻杆的锁紧体。

Description

轻便打井机

技术领域

本发明涉及一种在土壤、一般岩石地质的打井装置，尤其是涉及一种对使用在狭小空间的轻便打井机等结构的改良。

背景技术

在我国广大农村人畜饮用水主要靠机井取水，机井也是非自流关溉农田用水水源来源，另外，城乡土建工程用水一般情况下也靠机井。目前公知的打机井所用的打井工具，大多数采用井架、电机、泥浆泵、钻杆等构成，打机井时，首先把井架竖起，电动机通过传动系统带动钻杆使泥浆泵工作，钻孔时要加大量的水，造成泥浆，再把造成泥浆抽出，这样周而复始的工作，来完成打井作业。但这种打机井的办法存在打井设备体积重，移动困难的弊端。中国专利公开了一种打井机(公开号：CN 2260165Y)，其包括由电机、皮带轮构成的传动装置，它的底盘左端安装有变速箱，中间安装有皮带轮、齿轮轴承。右端安装有滑杆齿轮，三角井架的上端装有钢丝绳用滑轮。电机输出轴上的皮带一根通过皮带轮与齿轮轴承相连，另一根与泥浆泵相连。齿轮轴承与滑杆齿轮相连，滑杆齿轮的中间穿有滑杆。滑杆的上端通过吊环与钢丝绳相连，下端安装有水葫芦，泥浆泵上设有排气泵，泥浆泵通过泥浆管与滑杆下端的水葫芦相连通，钻杆通过管箍与水葫芦相连，其下端为钻头，三角井架与底盘相连接。但这种打井机所占空间、人工耗费、占地面积较大，造成成井综合成本增高。同时打井机都需要传递驱动力的驱动主钻杆，使施工空间高度要求高，无法在室内完成打井作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻便打井机，其主要是解决现有技术所存在的打井机所占空间、人工耗费、占地面积较大，造成成井综合成本增高的问题；本发明还解决了打井机都需要传递驱动力的驱动主钻杆，使施工空间高度要求高，无法在室内完成打井作业等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的轻便打井机，包括机架，机架上设有液压机构，其特征在于所述的液压机构通过传动装置连接有滑动升降架，机架上设有滑轨，滑动升降架滑动连接在滑轨内；滑动升降架上连接有变速箱，变速箱由驱动装置驱动，变速箱上设有双座套，双座套底部连接有中空的花键轴，花键轴上有锁紧并帽与变速箱锁固；双座套内设有两个及以上圆周分布的直牙圆弧抱，直牙圆弧抱之间活动连接有钻杆，钻杆端部连接有钻头，双座套上穿有与直牙圆弧抱位置相适应的直牙锁抱顶丝；双座套内部设有倒圆台面，其活动连接有护圈，护圈表面有与双座套倒圆台面相适应的锥面，护圈的圈身上开有若干孔，其内设有可固定钻杆的锁紧体。驱动装置可以是驱动电机。滑动升降架上可设有滑轮，滑轮可在滑轨内滚动。双座套上可开有螺纹孔，其可装入直牙锁抱顶丝，直牙锁抱顶丝顶入后，调整直牙锁抱顶丝使直齿圆弧抱在双座套下座内可作张合运动，从而对钻杆进行锁抱或松开的动作。通过将护圈压入双座套内部，锁紧体能够将钻杆锁紧，从而完成钻杆和滑动升降架一起升起的动作。滑动升降架下降时，护圈能够自动从双座套内脱出，锁紧体从而解锁。

作为优选，所述的护圈锥面的锥度角α为1～30°。锥度角α最佳可以为8°。

作为优选，所述的钻杆为圆管型，其一端螺纹连接有旋转进水头，另一端设有可与其它钻杆端部连接的螺纹。一根钻杆的钻头钻入地层后，停止驱动装置，可旋下旋转进水头，将新的钻杆通过螺纹对接在老钻杆上，然后在新的钻杆顶部接回旋转进水头。多根钻杆可通过端部的螺纹连接在一起。视需成孔直径与深度要求，采用清水直接接入旋转进水头的进水口，旋转进水头的另一端直接连接于圆管钻杆上，或采用泥浆压冲系统，其接口仍采用旋转进水头的方式。

作为优选，所述的机架底部设有底座，底座上连接有托管架，托管架内设有两个及以上圆周分布的可固定钻杆的横牙圆弧抱，托管架穿有与横牙圆弧抱位置相适应的横牙锁抱顶丝。托管架上可设有定位槽，其可套入设在机架底座的销钉上固定。托管架上的可设有螺纹孔，其可装入横牙锁抱顶丝，横牙锁抱顶丝顶入后，调整横牙锁抱顶丝使横牙圆弧抱在托管架内可作张合运动，从而对钻杆进行锁抱或松开的动作。多根钻杆在地下需拆管时，通过护圈与双座套配合将钻杆锁紧，滑动升降架带动钻杆上升；当滑动升降架下面升够一根钻杆高度后，可用锁紧横牙锁抱顶丝使横牙圆弧抱压迫下抱紧钻杆；滑动升降架再次下降后，就可对升上的钻杆进行拆卸。再次拆管只需重复提升、滑行滑动升降架，松、锁紧横牙锁抱顶丝过程，即可将全部钻杆及钻头拆除出来。

作为优选，所述的液压机构包括液压油泵机构，液压油泵机构连接有液压油缸，液压油缸内设有液压活塞。液压活塞可以将传动装置进行提升。

作为优选，所述的传动装置包括连接在液压机构上的链轮，链轮上缠绕有链条，链条一端与滑动升降架连接。液压油缸上可设有链条固定杆，链条另一端可连接在链条固定杆上。

作为优选，双座套内部设有推力锥托，倒圆台面设在推力锥托的内表面上，护圈置于推力锥托内。推力锥托与双座套分离设置，便于装配，能够先将直牙圆弧抱装入双座套，再将推力锥托装入。

作为优选，护圈的圈身上的锁紧体为圆球或圆柱，其在护圈的圈身上成单排或多排分布。锁紧体可以是钢制的圆球或圆柱，其能在垂直方向上抱紧钻杆。

作为优选，直牙圆弧抱、横牙圆弧抱内设有张力弹簧。张力弹簧便于调整直牙圆弧抱、横齿圆弧抱分、合、锁紧、放松圆管钻杆。

作为优选，机架上设有用于控制驱动装置、液压机构的驱动电机控制、控油阀以及油泵电机控制。驱动电机控制、控油阀、油泵电机控制可一起设在机架上的控制板上，方便一起操作。

因此，本发明具有每根钻杆均可作为主扭力钻杆和从动钻杆使用，无需三角架等起吊机构，占用面积与高度空间小，可以在室内狭小空间与低矮高度内实施打井施工作业，打井进尺、拆管速度较快，减少了成孔时间，避免了地质塌方的危害的特点；本发明还具有拆管位基于地面高度，避免了高度上作业危险伤害可能性，节约成井总费用，结构简单、合理、等特点。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明的正面结构示意图；

附图3是图2的侧面结构示意图；

附图4是本发明双座套的放大结构示意图；

附图5是图4的A-A剖面结构示意图；

附图6是图4的侧面结构示意图；

附图7是图6的B-B剖面结构示意图；

附图8是本发明托管架的放大结构示意图；

附图9是图8的C-C剖面结构示意图；

附图10是图8的D-D剖面结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的轻便打井机，如图1、图2、图3，有一个竖直的机架1，机架1上设有液压油泵机构18，液压油泵机构18连接有液压油缸19，液压油缸内设有液压活塞20，液压油缸上还连接有链条固定杆29。液压活塞20顶端连接有链轮21，链轮上缠绕有链条22，链条22的一端连接有滑动升降架2，另一端固定在链条固定杆29上。滑动升降架2上设有滑轮，机架1上送和有垂直方向上的滑轨3，滑动升降架2通过滑轮滑动连接在滑轨3内。

滑动升降架2上连接有变速箱4，变速箱4由驱动装置驱动，驱动装置为驱动电机30。驱动电动30通过轴与端盖连接于花键孔输出变速箱4上。变速箱4上设有双座套5，如图4、图5、图6、图7，双座套5底部连接有中空的花键轴6，花键轴6上有锁紧并帽7与变速箱4锁固；双座套5内设有两个圆周分布的直牙圆弧抱8，直牙圆弧抱8之间活动连接有钻杆9。钻杆9为圆管型，其一端螺纹连接有旋转进水头23，另一端设有可与其它钻杆9端部连接的螺纹。如图1，钻杆9端部连接有钻头10，双座套5上开有与直牙圆弧抱8位置相适应的螺纹孔，其内装入直牙锁抱顶丝11。如图4、图5、图6、图7，直牙圆弧抱8内设有张力弹簧25；双座套5内部设有推力锥托24，推力锥托的内表面为倒圆台面，推力锥托的内活动连接有护圈12，护圈12表面有与双座套倒圆台面相适应的锥面，护圈12锥面的锥度角α为8°，护圈的圈身上开有孔，其内设有可固定钻杆9的锁紧体13，锁紧体13为钢球。

机架1的底部设有底座14，底座14上设有销钉，底座14上连接有托管架15，托管架上设有定位槽31，其可套入设在底座的销钉上固定。底座14上连接有托管架15，如图8、图9、图10，托管架15内设有两个及以上圆周分布的可固定钻杆9的横牙圆弧抱16，托管架15开有与横牙圆弧抱16位置相适应的螺纹孔，其可装入横牙锁抱顶丝17。横牙圆弧抱16内设有张力弹簧25。

如图1，机架1上设有控制板，控制板上设有控制驱动装置5、液压机构的驱动电机控制26、控油阀27以及油泵电机控制28。

本发明轻便打井机，施工井孔直径250毫米内、深度100米内，可采用自来水直接接入，采用供水软管接入旋转进水头23一端的进水口，旋转进水头23的另一端内螺纹直接连接于圆管钻杆11的外螺纹端头上，通过圆管钻杆11内孔导向由钻头10处将泥浆翻向地表后引导排出。井孔直径超过250毫米、深度要求100米则建议采用泥浆压冲系统，其接口仍可采用旋转进水头23的方式。

驱动电机30通过轴与端盖连接于花键孔输出变速箱4上。花键轴6滑动套合于花键孔输出变速箱4的花键孔内，一端由锁紧并帽7锁固，另一端由双座套5固定连接。直牙圆弧抱8装入张力弹簧25后，再装入双座套5的下座内，由直牙锁抱顶丝11通过双座套5下座上的螺纹直牙孔11顶入直牙圆弧抱8的盲孔内，调整直牙锁抱顶丝11使直牙圆弧抱8、张力弹簧25在双座套5下座内可作张合运动。推力锥托24轻压装入双座套5的上座内，由双座套上座位置的止头丝固定。钻杆9与钻头10螺纹连接后滑合穿过钻杆定位导孔32至推力锥托24上端。通过直牙圆弧抱8将钻杆9锁紧。

接管操作时：钻杆9的钻头10钻入地层后，停止钻力驱动系统、供水阀关闭。旋下旋转进水头23，对接新、老钻杆螺纹，再接回旋转进水头23于新钻杆螺纹头上。松开直牙锁抱顶丝11，直牙圆弧抱8受张力弹簧25张力作用分离，自动松开对已完成钻进工作圆管钻杆9的抱持。启动油泵电机控制28、控油阀27置供油，液压活塞20上升。链轮21受链条固定杆29、链条22作用力控制作旋转上升，链条22一端作直线上升，滑动升降架2受链条22一端拉力作用通过滑轮组在滑轨3中作直线上升，固定于滑动升降架2上的钻力驱动系统同时上升。提升钻力驱动系统至旋转进水头12处停止油泵电机控制28，锁紧直牙锁抱顶丝11，直牙圆弧抱8受力向心收缩，张力弹簧25压缩，锁紧新接入圆管钻杆9，完成接管操作与钻进准备工作。

拆管操作时：打井钻进工作完成后，停止驱动电机控制26，油泵电机控制28。关闭进水阀、拆卸旋转进水头23。松开直牙锁抱顶丝11，直牙圆弧抱8在张力弹簧25作用下松开对钻杆9的抱持作用。启动油泵电机控制28、控油阀27置供油，液压活塞20上升。链轮21受链条固定杆29、链条22作用力控制作旋转上升，链条22一端作直线上升，滑动升降架2受链条22一端拉力作用通过滑轮组在滑轨3中作直线上升，固定于滑动升降架2上的钻力驱动系统同时上升。提升钻力驱动系统脱离钻杆9上端后停止启动油泵电机控制28。装入下锁紧机构中托管架15于井机架底座14上面。将控油阀27置回油，滑动升降架2上的钻力驱动系统在重力作用下同时下降至下锁紧机构上面适当位置，转换控油阀27置供油或空位，从圆管钻杆9上端套入护圈12至推力锥托24中。启动油泵电机控制28、控油阀27置供油，液压活塞20上升。链轮21受链条固定杆29、链条22作用力控制作旋转上升，链条22一端作直线上升，滑动升降架2受链条22一端拉力作用通过滑轮组在滑轮导轨3中作直线上升，固定于滑动升降架2上的钻力驱动系统同时上升。推力锥托24中装入的4护圈12由于推力锥托24上升和护圈12地心引力作用使锥体面对锥抱钢球13一侧产生向心推力，钢球向心抱持圆管钻杆9外壁，锥面推力与钻杆的地心引力互反使锥抱钢球13更紧抱持圆管钻杆9，直至将全部钻杆及钻头被整体提升。当滑动升降架2下面上升够一根钻杆高度后，将控油阀27置空位并停止油泵电机控制28。锁紧横牙锁抱顶丝17使横牙圆弧抱16压迫张力弹簧25将横牙圆弧抱16抱紧圆管钻杆9。将控油阀27置回油，滑动升降架2上的钻力驱动系统在重力作用下同时下降，而钻杆9受横牙圆弧抱16抱紧同时受置于机架底座14上的托管架15阻挡圆管钻杆9不作下降运动，锥抱钢球13失去推力锥托24锥面来的向心推力同时得到圆管钻杆9上的反作用力，锥抱钢球13松脱至自由滑动。当滑行下降至下锁紧机构上面适当位置，将控油阀27置供油或空位，拆卸第一根钻杆。再次拆管只需重复提升、滑行滑动升降架，松、锁紧横牙锁抱顶丝17过程，即可将全部钻杆及钻头拆除出来，完成井孔工作。

Claims (9)

1.一种轻便打井机，包括机架(1)，机架(1)上设有液压机构，其特征在于所述的液压机构通过传动装置连接有滑动升降架(2)，机架(1)上设有滑轨(3)，滑动升降架(2)滑动连接在滑轨(3)内；滑动升降架(2)上连接有变速箱(4)，变速箱(4)由驱动装置驱动，变速箱(4)上设有双座套(5)，双座套(5)底部连接有中空的花键轴(6)，花键轴(6)上有锁紧并帽(7)与变速箱(4)锁固；双座套(5)内设有两个及以上圆周分布的直牙圆弧抱(8)，直牙圆弧抱(8)之间活动连接有钻杆(9)，钻杆(9)端部连接有钻头(10)，双座套(5)上穿有与直牙圆弧抱(8)位置相适应的直牙锁抱顶丝(11)；双座套(5)内部设有倒圆台面，其活动连接有护圈(12)，护圈表面有与双座套倒圆台面相适应的锥面，护圈的圈身上开有若干孔，其内设有可固定钻杆(9)的锁紧体(13)。

2.根据权利要求1所述的轻便打井机，其特征在于所述的护圈(12)锥面的锥度角α为1～30°。

3.根据权利要求1或2所述的轻便打井机，其特征在于所述的钻杆(9)为圆管型，其一端螺纹连接有旋转进水头(23)，另一端设有可与其它钻杆(9)端部连接的螺纹。

4.根据权利要求3所述的轻便打井机，其特征在于所述的机架(1)底部设有底座(14)，底座(14)上连接有托管架(15)，托管架(15)内设有两个及以上圆周分布的可固定钻杆(9)的横牙圆弧抱(16)，托管架(15)穿有与横牙圆弧抱(16)位置相适应的横牙锁抱顶丝(17)。

5.根据权利要求4所述的轻便打井机，其特征在于所述的液压机构包括液压油泵机构(18)，液压油泵机构(18)连接有液压油缸(19)，液压油缸内设有液压活塞(20)。

6.根据权利要求5所述的轻便打井机，其特征在于所述的传动装置包括连接在液压机构上的链轮(21)，链轮上缠绕有链条(22)，链条(22)一端与滑动升降架(2)连接。

7.根据权利要求6所述的轻便打井机，其特征在于双座套(5)内部设有推力锥托(24)，倒圆台面设在推力锥托的内表面上，护圈(12)置于推力锥托(24)内。

8.根据权利要求7所述的轻便打井机，其特征在于护圈(12)的圈身上的锁紧体(13)为圆球或圆柱，其在护圈(12)的圈身上成单排或多排分布。

9.根据权利要求8所述的轻便打井机，其特征在于直牙圆弧抱(8)、横牙圆弧抱(16)内设有张力弹簧(25)。

Images