CN101139914A - 潜水式反循环打井机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农用打井机，即一种潜水式反循环打井机。这种打井机也有泥浆泵、主钻杆、副钻杆、钻头等部件。装在井架上，在动力机的带动下进行钻孔作业，其中的泥浆泵也有能把泥浆抛出的叶轮，所不同的是：所说的泥浆泵的叶轮5装在主钻杆3的内孔中，作业时叶轮5置于泥浆自然生成的平面以下。采用上述方案的潜水式反循环打井机，对真空度的要求不高，耐磨损，故障率低，工作稳定，克服了现有的反循环打井机的许多弊端，特别是采用电机作为泥浆提取动力，进一步简化了结构，提高了效率，降低了作业成本，非常适合农田打井作业。

Description

潜水式反循环打井机

技术领域

本发明涉及一种农用打井机，即一种潜水式反循环打井机。

背景技术

现有的农田打井机大多是参照油田钻井的反循环钻机简化而来。所说的反循环是指钻杆下钻时，向钻孔内注水造成泥浆，再把泥浆从钻杆内孔中提出排掉，通过泥浆把钻孔泥土带出而造成井管的过程。目前，按照提取泥浆的方式，反循环钻机可分为泵吸式、喷射式、气举式和结合式四种。泵吸式是在钻杆上部装一离心泵，把泥浆抽出。喷射泵是在钻杆上方的泥浆出口周围喷射高压流体使出口形成负压而将泥浆抽出。气举式是向钻孔内下方打入高压气体，把泥浆带入钻杆内孔再顶出地面。结合式是在同一台钻机上同时装有上述两种或三种装置，供选择使用。在施工实践中，我们发现上述四种钻机都存在许多不足。其中，泵吸式最为常见，可是，由于泥浆的成分复杂，机具磨损很快，密封件寿命短，真空度很难维持，故障率很高。喷射式耗能较高，效率较低，喷嘴处断面收缩，大粒径浆渣很难排出，应用受到限制。气举式在15米内不能工作，50米内效率很低，而农田机井的深度多在80米左右，气举式很难发挥作用。结合式结构复杂，造价昂贵，不适合农田作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、造价低廉、工作状态稳定、使用寿命较长的农用打井机。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种潜水式反循环打井机，这种打井机也有泥浆泵、主钻杆、副钻杆、钻头等部件。装在井架上，在动力机的带动下进行钻孔作业，群众的泥浆泵也有能把泥浆抛出的叶轮，所不同的是：所说的泥浆泵的叶轮装在主钻杆的内孔中，作业时叶轮置于泥浆自然生成的平面以下。

所说的泥浆泵有一支可装入主钻杆内孔的细长的轴杆，轴杆下段装有叶轮，轴杆上段与动力机的传动装置相联系。

所说的动力机是一部装在钻杆上方的电动机，电动机的动力输出轴与所说的泥浆泵的轴杆相连接。

所说的泥浆泵的叶轮有两级。

所说的井架上，设有发电机。

所说的主钻杆与电动机之间，设有一段筒状的连接管，连接管上边支撑在电动机下方，下段内孔通过轴承与主钻杆上的插管转动连接，中段一侧开口接出泥浆排放口，中段孔内上下两头均设有密封环。

采用上述方案的潜水式反循环打井机，泥浆泵的叶轮置于钻杆内孔的泥浆平面以下，对真空度的要求不高，耐磨损，故障率低，工作稳定。特别是采用电机作为泥浆提取动力，进一步简化了结构，提高了效率，降低了作业成本，非常适合农田打井作业。

附图说明

本发明的具体结构由以下附图给出：

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的断面图；

图3是第一种实施例的部件主视图；

图4是第一种实施例的部件俯视图；

图5是第一种实施例的工作状态主视图；

图6是第一种实施例的工作状态左视图；

图7是第一种实施例的工作状态俯视图。

图中可见；电动机1，连接管2，主钻杆3，轴杆4，叶轮5，卡头6，副钻杆7，叶轮壳8，橡胶轴承9，插管10，轴承套11，轴承12，锁环13，龙头外壳14，密封圈15，泥浆排放口16，支撑管17，密封套18，连轴管19，滑道20，橡胶环21，通孔22，井架23，轨道24，转盘25，底盘26，支脚27，行走轮28，柴油机29，一级传动轴30，发电机31，支架32，二级传动轴33，卷扬机34。

具体实施方式

下面结合附图介绍四种实施例：

第一种实施例：如图1所示，有一个竖立安装的电动机1，下面支撑一段筒状的连接管2，连接管2的下面与主钻杆3转动连接。主钻杆3的内孔里面有一支竖直的轴杆4，轴杆4上段与电动机的输出轴相连接，轴杆4的下段装有两组叶轮5，与外面的叶轮壳8构成一个潜水泵或深井泵。主钻杆3下段通过可开关的卡头6连接副钻杆7。其中，在主钻杆3里面，装有多个橡胶轴承9，如图3、4所示，橡胶轴承9中部装有橡胶环21，泥浆泵的轴杆4从环孔中通过，橡胶环21的周围的通孔22可供泥浆通过。在主钻杆3与电动机1之间的连接管2可分为三段，其下段是一个轴承套11，里面装有轴承12，主钻杆3上面有一段较细的插管10插入轴承12，使得主钻杆3与连接套2之间可以相对转动。在插管10的上段，通过罗纹与两个锁环13相连接，以防止主钻杆3与连接套2相脱离。连接套2的中段是一个龙头外壳14，中部一侧开口伸出水龙头，也就是泥浆排放口16。为了防止泥浆向下进入轴承12，龙头外壳14与插管10之间，设有密封圈15。连接套2的上段是支撑电动机1的支撑管17，管内的连轴管19把电动机1的输出轴与泥浆泵轴杆4连接起来。为了防止泥浆上窜，在轴杆4周围设有石棉填料密封套18。图2表示了主钻杆3的断面形状，是在圆管的外面焊装角钢而形成的滑道20，可与图5、6、7所示的井架的转盘25相配合。

图5、6、7介绍了上述钻孔装置的工作状态。由图可见，连接管2配装在井架23的轨道24上，可沿轨道上下滑行，但不能自由转动。而主钻杆3则在转盘25的带动下转动，并靠自重下行而带动副钻杆7进行钻孔作业。井架23和转盘25都装在一个长方形框架构成的底盘26上，底盘26的两侧还装有支脚27和行走轮28，底盘26上面装有柴油机29，通过一级传动轴30上的传动轮带动一个发电机31，发电机31发出的电能供给电动机1带动泥浆泵进行泥浆提取作业。一级传动轴30上的另一传动轮带动二级传动轴33，二级传动轴33上面一个传动轮带动转盘26及钻杆工作，另一传动轮通过控制装置带动卷扬机34从事提吊钻杆的工作。

工作时，先通过主钻杆3下面的卡头6卡装副钻杆7，进行钻孔作业。当主钻杆3下行一个副钻杆7的长度时，打开卡头6，脱开副钻杆7，开动卷扬机34将主钻杆3、连接管2及电动机1吊起，再加装另一副钻杆7，并与前一副钻杆上端相接，继续钻孔。在钻孔的同时，向孔内注水，在钻头搅动下形成泥浆，泥浆进入副钻杆7，上升到主钻杆3的下段，与水源持平。此时主钻杆3中的泥浆泵叶轮5已经置于水平面之下，在电动机1的带动下转动，将泥浆提升后从泥浆排放口16排出，再经沉淀将泥土留下，清水反复利用。

显然，这种泥浆泵的工作原理与离心泵是不同的，不靠系统内的真空度所形成的负压，因而对工件的精度要求不高，耐磨损，工作非常稳定。

这种打井机还设有行走轮28和支架32，前面的两个行走轮28上面还设有转向用的转轴，在运输状态下，可以将井架23向后放倒在支架32上，即可牵引行走。

第二种实施例：采用前例所说的泥浆泵，但不用电动机1和发电机31，而采用柴油机29的动力，通过传动装置带动叶轮工作，也能达到同样的目的。

第三种实施例：也是采用前例所说的泥浆泵，但不用电动机1和发电机31，而采用另外的柴油机或汽油机代替电动机1带动叶轮工作，也能达到同样的目的。

第四种实施例：所说的泥浆泵，是一种潜水泵，放在主钻杆内，通过导线接通电源，可以省略轴杆4，也能达到同样的目的，也应属于本发明的覆盖范围。

Claims (7)

1.一种潜水式反循环打井机，这种打井机也有泥浆泵、主钻杆、副钻杆、钻头等部件，装在井架上，在动力机的带动下进行钻孔作业，其中的泥浆泵也有能把泥浆抛出的叶轮，所不同的是：所说的泥浆泵的叶轮(5)装在主钻杆(3)的内孔中，作业时叶轮(5)置于泥浆自然生成的平面以下。

2.根据权利要求1所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的泥浆泵有一支可装入主钻杆(3)内孔的细长的轴杆(4)，轴杆(4)下段装有叶轮(5)，轴杆(4)上段与动力机的传动装置相联系。

3.根据权利要求1所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的动力机是一部装在主钻杆(3)上方的电动机(1)，电动机(1)的动力输出轴与所说的泥浆泵的轴杆(4)相连接。

4.根据权利要求2所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的泥浆泵的叶轮(5)有两级。

5.根据权利要求1所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的井架的底盘(26)上，设有发电机(1)。

6.根据权利要求1所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的主钻杆(3)与电动机(1)之间，设有一段筒状的连接管(2)，连接管(2)上边支撑在电动机(1)下方，下段内孔通过轴承(12)与主钻杆(3)上的插管(10)转动连接，中段一侧开口接出泥浆排放口(16)，中段孔内上下两头均设有密封环(15)和(18)。

7.根据权利要求1所述的潜水式反循环打井机，其特征在于：所说的泥浆泵是放在主钻杆内的潜水泵。

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