CN104989275A - 双钻杆水平定向钻机 - Google Patents

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王晟玥
苏刚
张正
李华平
陈海兵
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Abstract

本发明涉及一种双钻杆水平定向钻机，包括安装于机架上的动力站、液压油箱、液压泵、操作台及滑移机构，所述滑移机构上安装可相对其滑移的钻杆组件及用于驱动钻杆组件的动力头；所述钻杆组件包括主轴，主轴的端部安装钻杆，主轴由动力头安装座上的动力头驱动，所述主轴中心孔中安装有芯轴，芯轴的一端与液压马达连接；所述钻杆包括外钻杆及内钻杆，内钻杆置于外钻杆的中心轴向通孔中，所述主轴的端部通过多段第一短节安装有外钻杆，芯轴的端部通过多段第二短节安装内钻杆。本发明将传统钻头的驱动方式由水压驱动改变成机械直连驱动，扭矩大大增加，大大改善了对岩石地层的钻进效果；内钻杆采用插接安装，其安装操作简单、方便拆卸。

Description

双钻杆水平定向钻机
技术领域
本发明涉及地质勘探设备技术领域，尤其涉及水平定向钻机。
背景技术
水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工工程中。
现有技术中，水平定向钻机的钻杆为独立钻杆，利用水压驱动钻头钻取，其工作效率低，遇到较硬地层施工缓慢，无法适应岩石地层。
发明内容
本申请人针对现有水平定向钻机中的独立钻杆使用过程中存在的上述缺点，进行研究及设计，提供一种双钻杆水平定向钻机，其采用内外钻杆，大大提高了对岩石地层的钻取效率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种双钻杆水平定向钻机，包括钻机主体，所述钻机主体包括安装于机架上的动力站、液压油箱、液压泵、操作台及滑移机构，所述滑移机构上安装可相对其滑移的钻杆组件及用于驱动钻杆组件的动力头，机架的下方安装有行走履带，行走履带由行走马达驱动；所述钻杆组件包括主轴，主轴的端部安装钻杆，主轴由动力头安装座上的动力头驱动，所述主轴中心孔中安装有芯轴，芯轴的外壁与主轴的内壁间带有环隙，芯轴的一端与液压马达连接，液压马达通过安装套与动力头安装座固连；
位于动力头安装座的两侧分别设置有进水水龙头及泄压水龙头，进水水龙头安装于芯轴的外壁并与芯轴的中心通孔连通，泄压水龙头安装于主轴的外壁并与所述环隙连通；
所述钻杆包括外钻杆及内钻杆，内钻杆置于外钻杆的中心轴向通孔中，所述主轴的端部通过多段第一短节安装有外钻杆，芯轴的端部通过多段第二短节安装内钻杆。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述第二短节与芯轴的端部通过插接连接，芯轴的端部带有第一插接公头，第二短节的端部带有与第一插接公头配合的第一插接母头。
所述内钻杆的端部与第二短节的端部通过插接连接，第二短节的端部带有第二插接公头，内钻杆的端部带有与第二插接公头配合的第二插接母头。
所述相邻的第一短节之间螺旋连接，第一短节的两端分别带有第一螺纹母扣及螺纹公扣。
所述外钻杆与第一短节螺旋连接，外钻杆的端部带有第二螺纹母扣，第二螺纹母扣与第一短节端部的螺纹公扣配合螺接。
本发明的有益效果如下：
本发明采用内外钻杆结构，将传统钻头的驱动方式由水压驱动改变成机械直连驱动，扭矩大大增加，大大改善了对岩石地层的钻进效果；内外钻杆可根据需要进行独立工作或同时工作，其使用灵活、工作效率高；内钻杆采用插接安装，其安装操作简单、方便拆卸。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明中钻杆组件的主剖视图。
图3为本发明中主轴安装外钻杆的结构图。
图4为本发明中芯轴安装内钻杆的结构图。
图中：1、主轴；2、动力头安装座；3、芯轴；31、第一插接公头；4、环隙；5、液压马达；6、安装套；7、泄压水龙头；8、第一短节；81、第一螺纹母扣；82、螺纹公扣；9、外钻杆；91、第二螺纹母扣；10、第二短节；101、第一插接母头；102、第二插接公头；11、内钻杆；111、第二插接母头；12、进水水龙头；13、机架；14、动力站；15、液压油箱；16、液压泵；17、操作台；18、滑移机构；19、行走履带；20、行走马达；21、动力头；22、钻杆组件。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例的双钻杆水平定向钻机，包括钻机主体，钻机主体包括安装于机架13上的动力站14、液压油箱15、液压泵16、操作台17及滑移机构18，滑移机构18上安装可相对其滑移的钻杆组件22及用于驱动钻杆组件22的动力头21，机架13的下方安装有行走履带19，行走履带19由行走马达20驱动。
如图2所示，钻杆组件22包括主轴1，主轴1的端部安装钻杆，主轴1由动力头安装座2上的动力头驱动，主轴1中心孔中安装有芯轴3，芯轴3的外壁与主轴1的内壁间带有环隙4，芯轴3的一端与液压马达5连接，液压马达5通过安装套6与动力头安装座2固连；位于动力头安装座2的两侧分别设置有进水水龙头12及泄压水龙头7，进水水龙头12安装于芯轴3的外壁并与芯轴3的中心通孔连通，泄压水龙头7安装于主轴1的外壁并与环隙4连通。
如图3、图4所示，主轴1的端部通过多段第一短节8安装有外钻杆9，芯轴3的端部通过多段第二短节10安装内钻杆11，内钻杆11置于外钻杆9的中心孔中。
如图4所示，第二短节10与芯轴3的端部通过插接连接，芯轴3的端部带有第一插接公头31，第二短节10的端部带有与第一插接公头31配合的第一插接母头101；内钻杆11的端部与第二短节10的端部通过插接连接，第二短节10的端部带有第二插接公头102，内钻杆11的端部带有与第二插接公头102配合的第二插接母头111。内钻杆11与第二短节10之间、第二短节10与芯轴3之间均采用插接连接，其安装速度快，方便拆卸。
如图3所示，相邻的第一短节8之间螺旋连接，第一短节8的两端分别带有第一螺纹母扣81及螺纹公扣82；外钻杆9与第一短节8螺旋连接，外钻杆9的端部带有第二螺纹母扣91，第二螺纹母扣91与第一短节8端部的螺纹公扣82配合螺接。
本发明中，动力头安装座2中的驱动装置带动主轴1转动，主动带动外钻杆9转动；液压马达5驱动芯轴3转动，芯轴3带动内钻杆11转动；进水水龙头12向内钻杆11中通水，水流从内钻杆11的下端流出，减小钻取阻力；流入内钻杆11与外钻杆9之间的环隙4中的水流从泄压水龙头7中流出。
本发明中，内钻杆11与外钻杆9可同时工作，亦可根据需要由动力头21或液压马达5单独驱动，灵活使用。
本发明将传统的钻头的驱动方式由水压驱动变成了机械直连驱动即液压马达5驱动芯轴3，其扭矩大大增加，大大提高对岩石地层的钻进效果。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种双钻杆水平定向钻机，包括钻机主体，所述钻机主体包括安装于机架(13)上的动力站(14)、液压油箱(15)、液压泵(16)、操作台(17)及滑移机构(18)，所述滑移机构(18)上安装可相对其滑移的钻杆组件(22)及用于驱动钻杆组件(22)的动力头(21)，机架(13)的下方安装有行走履带(19)，行走履带(19)由行走马达(20)驱动；所述钻杆组件(22)包括主轴(1)，主轴(1)的端部安装钻杆，主轴(1)由动力头安装座(2)上的动力头驱动，其特征在于：所述主轴(1)中心孔中安装有芯轴(3)，芯轴(3)的外壁与主轴(1)的内壁间带有环隙(4)，芯轴(3)的一端与液压马达(5)连接，液压马达(5)通过安装套(6)与动力头安装座(2)固连；
位于动力头安装座(2)的两侧分别设置有进水水龙头(12)及泄压水龙头(7)，进水水龙头(12)安装于芯轴(3)的外壁并与芯轴(3)的中心通孔连通，泄压水龙头(7)安装于主轴(1)的外壁并与所述环隙(4)连通；
所述钻杆包括外钻杆(9)及内钻杆(11)，内钻杆(11)置于外钻杆(9)的中心轴向通孔中，所述主轴(1)的端部通过多段第一短节(8)安装有外钻杆(9)，芯轴(3)的端部通过多段第二短节(10)安装内钻杆(11)。
2.如权利要求1所述的双钻杆水平定向钻机，其特征在于：所述第二短节(10)与芯轴(3)的端部通过插接连接，芯轴(3)的端部带有第一插接公头(31)，第二短节(10)的端部带有与第一插接公头(31)配合的第一插接母头(101)。
3.如权利要求1所述的双钻杆水平定向钻机，其特征在于：所述内钻杆(11)的端部与第二短节(10)的端部通过插接连接，第二短节(10)的端部带有第二插接公头(102)，内钻杆(11)的端部带有与第二插接公头(102)配合的第二插接母头(111)。
4.如权利要求1所述的双钻杆水平定向钻机，其特征在于：所述相邻的第一短节(8)之间螺旋连接，第一短节(8)的两端分别带有第一螺纹母扣(81)及螺纹公扣(82)。
5.如权利要求1所述的双钻杆水平定向钻机，其特征在于：所述外钻杆(9)与第一短节(8)螺旋连接，外钻杆(9)的端部带有第二螺纹母扣(91)，第二螺纹母扣(91)与第一短节(8)端部的螺纹公扣(82)配合螺接。
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