CN104481417A - 用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，该装置包括一级给进单元、二级给进单元，所述一级给进单元、二级给进单元和设置在一级给进单元侧边的动力头之间通过两组起拔钢丝绳和给进钢丝绳连接。本发明能够给动力头提供给进和起拔力，能够满足钻机车整体运输和工作时长给进行程要求。

Description

用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置
技术领域
本发明属于钻探设备技术领域，具体涉及一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置。
背景技术
目前，给进装置（石油领域又名钻塔）按结构分为四脚钻塔，三角钻塔，A型钻塔，K型钻塔和桅杆钻塔等。
其中四角钻塔和三角钻塔为封闭式桁架结构的多面椎体钻塔，内部操作空间大、可配备塔衣，承载性和稳定性较好。
A型钻塔用小断面桁架结构组成两脚式钻塔，减轻了钻塔重量，为整体式起升与拆移钻塔，游动系统运行空间大，司钻视野宽阔。
K型钻塔应用于深孔勘探及深水井、石油井、地热井和天然气井的钻凿成孔作业。其断面形状为K形，即前开口型，截面为空间桁架结构；主体为片状桁架结构，便于拆装和运输，钻探低位安装，整体起放，钻塔空间及高度均能满足安装顶驱装置的要求。
桅杆式钻塔与钻探机械设备集中组合，可实现自起自落，使用方便，效率高。断面形式主要有箱式和桁架式；由于钻机的升降系统、减压钻进系统等集中安装在桅杆上，所以桅杆式钻塔的设计将根据钻机的整体设计要求进行。
但是上述给进装置应用于煤层气钻机车给进机身中，存在如下缺点：
1.  煤层气钻机车在实际钻进作业时，使用钻杆长度长，要求给进机身（钻塔）长，上述型式结构在保证起拔力和稳定性的前提下，钻塔底部张开角度大，整体高度高，不便于与其它设备在车载平台上集成；
2.  长给进机身（高钻塔）不便于在现有道路管网中运输；
3.  长给进机身（高钻塔）重心高，需要在车载平台上配重，在运输状态和钻进工作时安全性差；
4.整体比例不协调，外观不美观。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，该装置包括一级给进单元、二级给进单元，所述一级给进单元、二级给进单元和设置在一级给进单元侧边的动力头之间通过两组起拔钢丝绳和给进钢丝绳连接。
上述方案中，所述一级给进单元包括两个垂直设置的支架，所述两个垂直设置的支架通过两组横向大梁焊接而成，所述两个垂直设置的支架内侧分别设置有直线导轨。
上述方案中，所述二级给进单元包括设置在两个垂直设置的支架顶部的天车滑轮架、四组滑轮，所述天车滑轮架下端与设置在两个垂直设置的支架之间的长条矩形钢连接，所述四组滑轮设置在直线导轨下方，所述长条矩形钢底部设置有两组钢丝绳滚轮，所述长条矩形钢底前端面的两侧分别设置有导轨；所述两个垂直设置的支架的内腔内均设置有给进油缸，所述给进油缸的活塞杆通过销轴与天车滑轮架连接。
上述方案中，所述起拔钢丝绳、给进钢丝绳的端部设置有浇铸接头，所述起拔钢丝绳的一端与动力头的上端连接，另一端通过紧固螺母与所述大梁连接，所述大梁下方设置张紧油缸，所述给进钢丝绳的一端与动力头的下端连接，另一端绕过换向导轮与张紧油缸的下端连接。
上述方案中，所述直线导轨的横截面为U型。
上述方案中，所述四组滑轮分为两组上组滑轮和两组下组滑轮，从上到下依次设置在直线导轨内。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明能够给动力头提供给进和起拔力，能够满足钻机车整体运输和工作时长给进行程要求；运输时候二级给进单元（给进油缸缩回）缩回，整体给进机身短，结构紧凑，运输方便；钻进工作时候二级给进单元（给进油缸伸出）伸出，整体给进机身长，给进起拔行程长，倒杆快，钻进效率高；一级给进单元和二级给进单元采用长条矩形钢做基体，两组直线导轨通过四组滚轮相连，配合两组并联给进油缸推进，有效防止两部分给进相对运动时分离，受力好，稳定可靠。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置的结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3为本发明实施例提供的一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置的给进油缸伸出时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，如图1~3所示，该装置包括一级给进单元1、二级给进单元2，所述一级给进单元1、二级给进单元2和设置在一级给进单元1侧边的动力头4之间通过两组起拔钢丝绳5和给进钢丝绳6连接，实现倍速运动。
所述一级给进单元1包括两个垂直设置的支架101，所述两个垂直设置的支架101通过两组横向大梁103焊接而成，所述两个垂直设置的支架101内侧分别设置有直线导轨102，所述直线导轨102的横截面为U型。
所述二级给进单元2包括设置在两个垂直设置的支架101顶部的天车滑轮架201、四组滑轮202，所述天车滑轮架201下端与设置在两个垂直设置的支架101之间的长条矩形钢连接，所述四组滑轮202设置在直线导轨102下方，所述四组滑轮202的伸出距离可以调整，用于调整滑轮与一级给进单元的直线导轨102间的间隙，所述长条矩形钢底部设置有两组钢丝绳滚轮203，所述长条矩形钢底前端面的两侧分别设置有导轨204，动力头滚轮组与导轨204配合，亦可上下滑动；所述两个垂直设置的支架101的内腔内均设置有给进油缸3，所述给进油缸3的活塞杆通过销轴与天车滑轮架201连接。所述两组给进油缸3为耳轴式，并且两组给进油缸3并联。
所述四组滑轮202分为两组上组滑轮和两组下组滑轮，从上到下依次设置在直线导轨102下方。
所述起拔钢丝绳5、给进钢丝绳6的端部设置有浇铸接头，所述起拔钢丝绳5的一端与动力头4的上端连接，另一端通过紧固螺母8与所述大梁103连接，所述大梁103下方设置张紧油缸9，所述给进钢丝绳6的一端与动力头4的下端连接，另一端绕过换向导轮7与张紧油缸9的下端连接。通过两组并联的给进油缸3驱动，完成二级给进单元2相对一级给进单元1的直线导轨式倍速给进运动，图3为给进油缸伸出状态，所述动力头4的行程是给进油缸3行程的两倍，所述动力头4的受力是两组并联的给进油缸3的合力。
通过有限元分析和实验分析可知，通过增大铰接在二级给进部分上的上组滑轮和下组滑轮的间距，在保证给进装置给进行程足够的前提下，给进装置整体长度增大，整体稳定性增强。通过有限元分析验证直线导轨102和导轨204的厚度，以确保给进过程平顺可靠。

Claims (6)

1.一种用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于，该装置包括一级给进单元（1）、二级给进单元（2），所述一级给进单元（1）、二级给进单元（2）和设置在一级给进单元（1）侧边的动力头（4）之间通过两组起拔钢丝绳（5）和给进钢丝绳（6）连接。
2.根据权利要求1所述的用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于：所述一级给进单元（1）包括两个垂直设置的支架（101），所述两个垂直设置的支架（101）通过两组横向大梁（103）焊接而成，所述两个垂直设置的支架（101）内侧分别设置有直线导轨（102）。
3.根据权利要求2所述的用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于：所述二级给进单元（2）包括设置在两个垂直设置的支架（101）顶部的天车滑轮架（201）、四组滑轮（202），所述天车滑轮架（201）下端与设置在两个垂直设置的支架（101）之间的长条矩形钢连接，所述四组滑轮（202）设置在直线导轨（102）下方，所述长条矩形钢底部设置有两组钢丝绳滚轮（203），所述长条矩形钢底前端面的两侧分别设置有导轨（204）；所述两个垂直设置的支架（101）的内腔内均设置有给进油缸（3），所述给进油缸（3）的活塞杆通过销轴与天车滑轮架（201）连接。
4.根据权利要求3所述的用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于：所述起拔钢丝绳（5）、给进钢丝绳（6）的端部设置有浇铸接头，所述起拔钢丝绳（5）的一端与动力头（4）的上端连接，另一端通过紧固螺母（8）与所述大梁（103）连接，所述大梁（103）下方设置张紧油缸（9），所述给进钢丝绳（6）的一端与动力头（4）的下端连接，另一端绕过换向导轮（7）与张紧油缸（9）的下端连接。
5.根据权利要求1或2所述的用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于：所述直线导轨（102）的横截面为U型。
6.根据权利要求3所述的用于煤层气车载钻机的直线导轨式倍速给进装置，其特征在于：所述四组滑轮（202）分为两组上组滑轮和两组下组滑轮，从上到下依次设置在直线导轨（102）内。
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