CN101824961A - 一种全液压钻机的多功能动力头 - Google Patents

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Abstract

一种全液压钻机的多功能动力头，设有装在钻机桅杆体上动力头安装座，动力头安装座的背面设有与钻机桅杆体配合的竖向滑移导轨面，在动力头安装座的正面设有横向滑移轨道，横向滑移轨道上装有横向滑移座体，在横向滑移座体上部设有一个横向设置的转动轴，钻机的动力头组件的上部与转动轴固定连接，在转动轴的两侧设有动力头上翘翻转驱动油缸。把滑动摩擦变为滚动摩擦，配合间隙小、钻进中振动小、工作平稳。上翘翻转式结构安装和拆卸钻杆、钻具方便，节省时间，提高了工作效率。动力头大范围平移使主轴脱离钻孔中心，方便起下大直径套管和处理孔内事故。拔插销装置刚性好，工作稳定，能实现钻探工艺需求的各个动作和各工况要求，真正实现多功能。

Description

一种全液压钻机的多功能动力头
技术领域
本发明涉及一种用于对煤炭、煤层气、天然气等资源勘探开发的技术装备，特别是用于煤层气勘探开发，瓦斯气抽排放和煤矿安全抢险工程施工中使用的一种煤层气钻机的多功能动力头。
背景技术
随着煤炭、石油、天然气等矿产资源需求量的不断扩大，其开采量逐年增大，而贮量越来越少，能源危机在全球范围内愈演愈烈，寻求新的可替代性能源成为当今社会发展的必由之路。煤层气的勘探开发正是在此背景下展开的。之前，国内用于煤层气勘探开发的主要设备是石油钻机、水文水井钻机和煤田、地质钻机。实践表明，以上各类钻机中，石油钻机为部件拼装式，功能上能满足煤层气勘探施工要求，但其配套的独立单元部件多，整体结构庞大，动力消耗巨大，搬迁困难，施工周期长、成本太高，因其为转盘驱动，没有加压功能，钻进效率低，下放大直径套管有困难；地质、煤炭行业普遍使用的机械传动、液压给进的传统立轴式岩心钻机，设备投入成本低，搬迁方便，立轴有加压功能，满足深度在千米以内，直径在300mm以内的钻孔施工，但不能完全满足煤层气勘探施工的工艺需求(比如不能下大直径套管)。水文水井钻机能力上比传统岩心钻机大、比石油钻机小，能部分满足煤层气钻探施工要求，但同样存在以上所述的缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种能完全满足多工艺勘探施工需求的全液压钻机的多功能动力头。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种全液压钻机的多功能动力头，其特点是：设有装在钻机桅杆体上动力头安装座，动力头安装座的背面设有与钻机桅杆体配合的竖向滑移导轨面，在动力头安装座的正面设有横向滑移轨道，横向滑移轨道上装有横向滑移座体，在横向滑移座体上部设有一个横向设置的转动轴，钻机的动力头组件的上部与转动轴固定连接，在转动轴的两侧设有动力头上翘翻转驱动油缸。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在动力头安装座与横向滑移座体之间设有油缸插拔销装置。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在动力头安装座的上部和下部对称布置有与钻机桅杆体上的导向导轨配合的V型槽导向滚轮及间隙调整装置。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在动力头安装座与横向滑移座体之间设有横向驱动油缸。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，动力头安装座正面的横向滑移轨道设置为上下两条V型导轨，横向滑移座体装在上述两条V型导轨之间。
本发明与现有技术相比具有以下显著特点：1、动力头具有加压钻进功能和快速提升功能。2、动力头整体移动采用可调间隙的V型槽式滚轮装置，把滑动摩擦变为滚动摩擦，配合间隙小、钻进中振动小、移动平稳、工作平稳。3、上翘翻转式结构安装和拆卸钻杆、钻具方便，不用卷扬起吊钻杆、钻具，节省时间，提高了工作效率。4、动力头大范围平移使主轴脱离钻孔中心，方便起下大直径套管和处理孔内事故。5、拔插销装置与上翘翻转平移机构顺序动作，保证了钻进过程中，主轴、动力头、滑移、翻转各机构处于锁紧状态，刚性好，工作稳定，分步各动作时能实现钻探工艺需求的各个动作和各工况要求，真正实现多功能。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2图1的A向视图。
图3为平移的状态示意图。
图4为上翘翻转的状态示意图。
具体实施方式
一种全液压钻机的多功能动力头，设有装在钻机桅杆体上动力头安装座2，动力头安装座2的背面设有与钻机桅杆体配合的竖向滑移导轨面8，在动力头安装座的正面设有横向滑移轨道4，横向滑移轨道4上装有横向滑移座体1，在横向滑移座体1上部设有一个横向设置的转动轴，钻机的动力头组件7的上部与转动轴固定连接，在转动轴的两侧设有动力头上翘翻转驱动油缸6。
安装座2为该动力头沿钻机桅杆体导轨上下滑移的基础部件，为钢结构组焊件。竖向滑移导轨面8与钻机桅杆体上的导轨配合。在动力头安装座的上部和下部对称布置有与钻机桅杆体上的导向导轨配合的V型槽导向滚轮5及间隙调整装置。保证动力头主体在钻机桅杆的导轨上滑动、在导向导轨副上的上下滚动移动。上下一个行程中现完成一个钻杆的钻进。安装座与钻机桅杆体导轨采用双导轨制，用调整垫调整配合间隙。
在动力头安装座2与横向滑移座体1之间设有油缸插拔销装置3。在动力头安装座2与横向滑移座体1之间设有横向驱动油缸9。动力头安装座正面的横向滑移轨道设置为上下两条V型导轨，横向滑移座体装在上述两条V型导轨之间。
滑移座体也为钢结构组焊件，其底板上设有V型外凸导轨，与安装在动力头座体上的导轨座的V型凹导轨配合，实现动力头及滑移座体的一体式左右移动，右移时动力头主轴偏离钻孔中心，下大直径套管和更换钻具、处理事故，右移动通过液压油缸操作，到位设有限位挡块。左移到位用插销定位锁定，实现正常钻进动作。导轨座的外侧设有间隙调整装置，以避免动力头平移时的晃动和工作时的不稳定。滑移座体的两侧墙板上安装拔插销油缸及上翘翻转摆动空心套轴。
动力头组件上安装动力输入用液压马达2组共4个，上下布置。空心主轴位于箱体中央，动作为主轴回转带动钻杆、钻具回转钻进和提升、下放套管及钻具。
上翘翻转装置在钻进工作状态时，插销插入，翻转油缸处锁定状态，保证动力头平移、翻转各动作都被锁死，以增加部件刚性和稳定性。在上下钻杆工作状态，动力头需拔销，上(或下)翻转，便于钻杆与主轴螺纹扣对正和随动力头上下移动，保证钻杆始终贴近钻机桅杆主体，直至放入孔口装置的孔内，也保证动力头能把放置在远处的钻杆逐渐拖拉贴附到钻机桅杆上。上翘翻转摆动装置的摆动幅度应在当动力头在桅杆最低部时，钻杆接头螺纹扣能上到主轴前端的螺纹扣上。摆动角度最大达到82°。
各组件的结构件用钢板焊接、去应力、退火、整形、修磨去割渣飞溅，机加工、整修、清洗、油漆、装配。
主轴、插销件、V型槽滚轮均淬火处理。
滑动件用设计精度、加工精度、装配质量保证配合间隙恰当，运动件运动灵活、无阻滞、无晃动，钻进工作时动力头稳定。

Claims (5)

1.一种全液压钻机的多功能动力头，其特征在于：设有装在钻机桅杆体上动力头安装座，动力头安装座的背面设有与钻机桅杆体配合的竖向滑移导轨面，在动力头安装座的正面设有横向滑移轨道，横向滑移轨道上装有横向滑移座体，在横向滑移座体上部设有一个横向设置的转动轴，钻机的动力头组件的上部与转动轴固定连接，在转动轴的两侧设有动力头上翘翻转驱动油缸。
2.根据权利要求1所述的全液压钻机的多功能动力头，其特征在于：在动力头安装座与横向滑移座体之间设有油缸插拔销装置。
3.根据权利要求1所述的全液压钻机的多功能动力头，其特征在于：在动力头安装座的上部和下部对称布置有与钻机桅杆体上的导向导轨配合的V型槽导向滚轮及间隙调整装置。
4.根据权利要求1所述的全液压钻机的多功能动力头，其特征在于：在动力头安装座与横向滑移座体之间设有横向驱动油缸。
5.根据权利要求1所述的全液压钻机的多功能动力头，其特征在于：动力头安装座正面的横向滑移轨道设置为上下两条V型导轨，横向滑移座体装在上述两条V型导轨之间。
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