CN102213076A - 具有长给进行程的立轴式钻机 - Google Patents

Abstract

一种具有长给进行程的立轴式钻机，包括经上机架及下机架安装在底盘上的钻机本体，该钻机主体至少包括卷扬机、分动箱及立轴箱，一钻塔支承架铰接于卷扬机及分动箱上，且该钻塔支承架上铰接有钻塔，该钻塔的中部活动设有推进器，一长给进油缸装于该钻塔内部，且该长给进油缸的活塞杆固定于钻塔的一端，该长给进油缸的给进油缸筒与推进器连接在一起；该钻机主体的立轴箱和推进器在同一轴心线上，且立轴箱与推进器的芯轴之间设置有主动钻杆。在该钻塔的下部设有导轨，推进器经该导轨设置在钻塔上。本发明既有效加长了主动钻杆的给进行程，也增加了主动钻杆的导向，使其相应获得进给最佳转速和最快的进给速度，且保证了钻探过程中的高效和平稳。

Description

具有长给进行程的立轴式钻机

技术领域

本发明涉及一种立轴式钻机，特别是一种能提供长给进行程的立轴式钻机。

背景技术

如图1、图2所示，现在国内广泛使用的立轴式钻机的立轴行程均在450MM至800MM之间，两个行程油缸A装于立轴箱B的两侧，负责钻杆的给进和提升。该些钻机转速和扭矩的传输路线是：分动箱输出端圆锥齿轮——立轴导管——立轴——卡盘——主动钻杆——钻具。

上述立轴式钻机的不足之处在于：a、钻杆的给进提升的距离由行程油缸的行程决定，因行程油缸A直接安装于立轴箱B上，且传递扭矩和转速的立轴也装在立轴箱内，所以行程油缸的行程就受限于立轴箱与地面的高度，因而传统的立轴式钻机的行程较短。一根普通钻杆的长度一般在4.7m左右，绳索钻杆在3m左右，立轴式钻机完成一根钻杆的钻进需要上下倒杆6至10次，而且倒杆时需停机才能完成，影响钻具与孔底研磨，岩心也容易产生机械性破坏，这会给钻探过程带来操作忙烦，容易造成孔内塌陷钻探事故。b、主动钻杆没有导向，开钻时，为避免主动钻杆高速产生离心力，往往钻进转速低，进给速度慢，而且钻进过程中产生晃动等。c、受行程油缸直径的限制，立轴式钻机的钻进、提升能力小（一般为30kN~135kN）。

近年来，市场从国外引进了全液压钻机，其一次给进行程为3m以上，这样不仅降低了劳动强度，而且提高了钻进效率。但是这种全液压钻机也存在不足：a、全液压钻机的动力传输是由油泵传给液压马达，再由液压马达传递给钻具，消耗能量多，但往往获得的效率仅在30%至40%左右，而立轴式钻机的机械效率在70%左右，因此全液压钻机的动力是立轴式钻机的两倍，增加了施工使用成本。b、全液压钻机本身的价值高（从九十万到一百八十万不等），是立轴式钻机的8倍左右，技术操作要求高，维修难度大，最不经济合算，一般用户难以承受。c、起下钻具不方便，处理孔内事故能力差，如不能打吊锤等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能提供长给进行程的立轴式钻机。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有长给进行程的立轴式钻机，包括经上机架及下机架安装在底盘上的钻机主体，该钻机主体至少包括卷扬机、分动箱及立轴箱，一钻塔支承架铰接于卷扬机及分动箱上，且该钻塔支承架上铰接有钻塔，该钻塔的中部活动设有推进器，一长给进油缸装于该钻塔内部，且该长给进油缸的活塞杆固定于钻塔的一端，该长给进油缸的给进油缸筒与推进器连接在一起；该钻机主体的立轴箱和推进器在同一轴心线上，且立轴箱与推进器的芯轴之间设置有主动钻杆。

在该钻塔的下部设有导轨，推进器经该导轨设置在钻塔上。

该钻塔的顶端设有天车，连接于钻机主体的卷扬机上的钢丝绳经天车上的滑轮后向下延伸，该上机架与下机架之间设置导轨。

在主动钻杆与推进器的芯轴连接处设有退丝微调机构。

该钻塔支承架与钻塔之间设置有起塔油缸，该底盘上设有用于支承放塔状态钻塔的塔架。

在钻塔支承架与上机架之间设置有变幅油缸，该钻塔与立轴箱之间设有同步回转机构。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

①、本发明在传统立轴式钻机的基础上，在钻塔内部设置一长给进油缸，且其活塞杆设置于钻塔一端，其给进油缸筒连接活动设于钻塔中部的推进器，将主动钻杆设于立轴箱与推进器之间，这样不仅可加长钻杆的给进行程，达到全液压钻机的钻进效率，而且由于是在传统立轴式钻机基础上进行的改进，因而本发明使用成本和生产成本低，操作简单，维修方便；

②、本发明在钻塔的下部设有导轨，推进器经导轨安装于钻塔上，在长给进油缸及钻机主体经立轴箱提供的动力联合作用下，设于立轴箱与推进器之间的主动钻杆随导轨平稳运行，从而增加了主动钻杆的导向，相应获得进给最佳转速和最快的进给速度，且保证了钻探过程中的高效和平稳；

③、本发明采用的长给进油缸为大油缸结构，使得本发明给进、提升能力加强，增强了处理孔内事故的能力。

附图说明

图1为现有立轴式钻机的主视图。

图2为现有立轴式钻机的右视图。

图3为本发明具有长给进行程的立轴式钻机的立体结构图。

图4为本发明的主视图。

图5为本发明的左视图。

图6为本发明斜孔施工状态示意图。

图7为本发明直孔施工状态示意图。

图8为本发明运输状态侧视图。

图9为本发明运输状态俯视图。

具体实施方式

如图3-图9所示，本发明具有长给进行程的立轴式钻机，包括经上机架10及下机架9安装在底盘11上的钻机主体7，该钻机主体7至少包括卷扬机12、分动箱13及立轴箱14，一钻塔支承架3铰接于卷扬机12及分动箱13上，该钻塔支承架3上铰接有钻塔4。该钻塔4可为桅杆式钻塔，也可为各种塔式钻塔。在本实施例中，该钻塔4采用桅杆式钻塔来进行说明。该钻塔4的中部设有推进器5，一长给进油缸6装于钻塔4内部，其活塞杆61固定于钻塔4的一端（在本实施例中，该长给进油缸6倒装于钻塔4内部，该活塞杆61固定于钻塔4的底部，但并不局限于此，该长给进油缸6也可正装于钻塔4内部，则该活塞杆61可固定于钻塔4的上端），其给进油缸筒62与推进器5连接在一起，这样，推进器5在长给进油缸6的带动下可上下移动。为使推进器5的上下移动更加平稳，在钻塔4的下部还设有导轨51，该推进器5卡设在该导轨51上，使推进器5能沿导轨51上下移动。该钻机主体7的立轴箱14和推进器5在同一轴心线上，且立轴箱14与推进器5的芯轴之间设置有主动钻杆17，这样，钻机主体7经立轴箱14将动力传递给主动钻杆17，同时在长给进油缸6的作用下，推进器5促使主动钻杆17经立轴箱14平稳向下移动。在主动钻杆17与推进器5的芯轴连接处还设有退丝微调机构。

如图4所示，该钻塔4的顶端设有天车18，连接于钻机主体7的卷扬机上的钢丝绳19经天车18上的滑轮后向下延伸，当主动钻杆17工作时，该钢丝绳19偏离施工孔，使钢丝绳19的存在不影响主动钻杆17的动作。该立轴式钻机的上机架10与下机架9之间设置导轨，使上机架10能沿导轨相对下机架9移动，当需提升或下放钻具时，上机架10相对下机架9后移一定距离，使钢丝绳19对正施工孔，以方便更换钻具。（见图3）

为使竖塔及放塔方便，该钻塔支承架3与钻塔4之间还设置有起塔油缸16，用于搬迁时放下钻塔，施工时竖塔。该底盘11上还设有塔架15，当钻塔4放下后，落于塔架15上，以方便整体移动。

在钻塔支承架3与上机架10之间设置有变幅油缸1，用于斜孔施工的变幅；该钻塔4与立轴箱14之间还设有同步回转机构2，以保证了立轴箱14与钻塔4的同步回转。

Claims (8)

1.一种具有长给进行程的立轴式钻机，包括经上机架及下机架安装在底盘上的钻机主体，该钻机主体至少包括卷扬机、分动箱及立轴箱，一钻塔支承架铰接于卷扬机及分动箱上，且该钻塔支承架上铰接有钻塔，其特征在于，该钻塔的中部活动设有推进器，一长给进油缸装于该钻塔内部，且该长给进油缸的活塞杆固定于钻塔的一端，该长给进油缸的给进油缸筒与推进器连接在一起；该钻机主体的立轴箱和推进器在同一轴心线上，且立轴箱与推进器的芯轴之间设置有主动钻杆。

2.根据权利要求1所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，在钻塔的下部设有导轨，推进器经该导轨设置在钻塔上。

3.根据权利要求1或2所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，该长给进油缸倒装于该钻塔内部，且该长给进油缸的活塞杆固定于钻塔的底部。

4.根据权利要求1或2所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，该长给进油缸正装于该钻塔内部，且该长给进油缸的活塞杆固定于钻塔的上端。

5.根据权利要求1所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，该钻塔的顶端设有天车，连接于钻机主体的卷扬机上的钢丝绳经天车上的滑轮后向下延伸；该上机架与下机架之间设置导轨。

6.根据权利要求1所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，在主动钻杆与推进器的芯轴连接处设有退丝微调机构。

7.根据权利要求1所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，该钻塔支承架与钻塔之间设置有起塔油缸，该底盘上设有用于支承放塔状态钻塔的塔架。

8.根据权利要求1所述的具有长给进行程的立轴式钻机，其特征在于，在钻塔支承架与上机架之间设置有变幅油缸，该钻塔与立轴箱之间设有同步回转机构。

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