CN105863513B - 一种水平钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水平钻机，包括钻机本体、钻臂、推拉装置、用于存放钻杆的换杆装置、推拉装置及夹钳机构，在所述钻臂上具有直线导轨；所述推拉装置可滑动连接在所述直线导轨上，所述推拉装置一端与钻杆连接并且可以带动钻杆沿着直线导轨来回运动；所述换杆装置设置在所述钻臂的外侧；所述夹钳机构设置在所述钻机本体上且对应所述钻臂的前部位置，将换杆装置上的钻杆连接到推拉装置上或将钻杆从推拉装置上拆卸掉；在所述钻机本体的前方且对应所述夹钳机构的底部设有锚固钻机本体的锚座。本发明的有益效果是：便于观察钻机拆装钻杆，减少操作者的劳动强度，推进力大、易于安装维护、结构简单、制造维修成本低、性能可靠、安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种水平钻机。
背景技术
目前，随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题，交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注，城市限制开挖施工的法规将陆续出台，这给非开挖水平定向钻提供了广阔的舞台。但现在使用的非开挖水平定向钻机普遍存在以下问题：1.操作人员观察拆装杆不方便，需要从座位上站起来弯腰才能观察到换杆情况，操作不便，操作人员工作强度大，影响施工效率；2.采用油缸—链条的推拉方法，推进力小，安装及维修非常不方便，费时费力，而且链条寿命短、易损坏；3.卸杆时被憋在原有管道中的泥浆水的压力不能得到释放，从而导致带压泥浆从刚拆分的钻杆连接处喷射而出，对整机及环境造成污染，也会污染衣服和皮肤，甚至有可能对人造成重大伤害；4.对操作者的安全保护不够。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种水平钻机。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水平钻机，包括钻机本体、钻臂、推拉装置、用于存放钻杆的换杆装置、推拉装置及夹钳机构，在所述钻臂上具有直线导轨；所述推拉装置可滑动连接在所述直线导轨上，所述推拉装置一端与钻杆连接并且可以带动钻杆沿着直线导轨来回运动；所述换杆装置设置在所述钻臂的外侧；所述夹钳机构设置在所述钻机本体上且对应所述钻臂的前部位置，将换杆装置上的钻杆连接到推拉装置上或将钻杆从推拉装置上拆卸掉；
在所述钻机本体的前方且对应所述夹钳机构的底部设有锚固钻机本体的锚座，所述锚座通过销轴与钻臂铰接。
本发明的有益效果是：便于观察钻机拆装钻杆，减少操作者的劳动强度，推进力大、易于安装维护、结构简单、制造维修成本低、性能可靠、安全性高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下的改进：
进一步，所述推拉装置包括动力头和推拉系统，所述动力头连接钻杆的一端并且通过马达齿轮结构带动钻杆旋转；
所述推拉系统包括滑座架和钻架，所述滑座架处于所述钻架的上部，在所述滑座架上设有第一推拉马达，在所述钻架顶部两侧设有齿条构成的导轨，所述推拉马达通过与该齿条相匹配的齿轮连接所述导轨，所述滑座架前后两端且对应上下侧的所述导轨的位置分别设有上滚轮和下滚轮，所述推拉马达带动所述齿轮转动使所述滑座架在所述钻架上沿着所述导轨前后滑动；
所述滑座架中间且对应所述导轨的下部的位置设有底板，在所述底板和所述导轨之间设有垫板，该垫板安装在所述底板上，所述底板通过调节螺栓安装在所述滑座架的底部，旋动所述调节螺栓调节所述垫板与所述导轨之间间隙的大小。
进一步，在所述底板上还设有将其位置固定住的锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧螺栓和锁紧螺母，所述锁紧螺栓的上端穿过所述底板抵住所述滑座架的底部，所述锁紧螺母安装在所述锁紧螺栓上，并且所述锁紧螺母紧贴住所述底板的底部。
进一步，在所述滑座架远离所述导轨的一侧还设有用于防止所述底板向外侧移动的侧板。
进一步，在所述滑座架上还设有安装第二推拉马达来增大滑座架推拉力的备用座，在所述备用座上部舍友安装第二推拉马达的开口，所述开口处设有将该开口打开或者关闭的盖板。
进一步，所述夹钳机构包括固定夹钳座和偏摆夹钳座，所述固定夹钳座和所述偏摆夹钳座通过螺栓固定安装在钻机的钻臂前部，在所述固定夹钳座上设有第一油缸夹紧装置，所述第一油缸夹紧装置上设有用于夹紧钻杆的开口，并且所述第一油缸夹紧装置的开口朝向钻机的操作台；
在所述偏摆夹钳座上设有偏摆油缸和第二油缸夹紧装置，所述第二油缸夹紧装置与所述第一油缸夹紧装置的结构一致，所述第二油缸夹紧装置夹紧钻杆的开口与所述第一油缸夹紧装置的开口的朝向一致，在所述第二油缸夹紧装置上且对应第二油缸夹紧装置的开口处设有可夹紧钻杆的偏摆夹钳装置，并且所述偏摆夹钳装置夹紧钻杆的开口与所述第二油缸夹紧装置的开口重合，所述偏摆油缸通过销轴与所述偏摆夹钳装置连接，所述偏摆油缸伸缩可带动偏摆夹钳装置形成相对于第一油缸夹紧装置和第二油缸夹紧装置的转动。
进一步，所述第一油缸夹紧装置开口的顶部所在的平面与所述钻臂成夹角α，并且所述α处于10°到45°之间。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为推拉装置的主视图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的侧视图；
图5为图2的A-A剖视图；
图6为夹钳机构安装在钻臂上的三维图；
图7为夹钳机构的主视图；
图8为图7的俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、钻臂，2、推拉装置，3、钻杆，4、换杆装置，5、夹钳装置，6、锚座，7、滑座架，8、钻架，9、推拉马达，10、导轨，11、上滚轮，12、下滚轮，13、底板，14、垫板，15、调节螺栓，16、锁紧螺栓，17、锁紧螺母，18、侧板，19、备用座，20、盖板，21、固定夹钳座，22、偏摆夹钳座，23、螺栓，24、第一油缸夹紧装置，25、销轴，26、操作台，27、偏摆油缸，28、偏摆夹钳装置，29、第二油缸夹紧装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种水平钻机，其特征在于，包括钻机本体、钻臂1、推拉装置2、用于存放钻杆的换杆装置4、推拉装置2及夹钳机构5，在所述钻臂1上具有直线导轨；所述推拉装置2可滑动连接在所述直线导轨上，所述推拉装置2一端与钻杆3连接并且可以带动钻杆3沿着直线导轨来回运动；所述换杆装置4设置在所述钻臂1的外侧；所述夹钳机构5设置在所述钻机本体上且对应所述钻臂1的前部位置，将换杆装置4上的钻杆连接到推拉装置2上或将钻杆从推拉装置2上拆卸掉；在所述钻机本体的前方且对应所述夹钳机构5的底部设有锚固钻机本体的锚座6，所述锚座6通过销轴与钻臂1铰接。
如图2-5所示，所述拉装置包括动力头和推拉系统，所述动力头连接钻杆3的一端，并且所述动力头通过马达齿轮结构带动钻杆3旋转，所述推拉系统包括滑座架7和钻架8，所述滑座架7处于所述钻架8的上部，在所述滑座架7上设有第一推拉马达9，在所述钻架8顶部两侧设有齿条构成的导轨10，所述推拉马达9通过与该齿条相匹配的齿轮连接所述导轨10，所述滑座架7前后两端且对应上下侧所述导轨10的位置分别设有上滚轮11和下滚轮12，所述推拉马达9带动所述齿轮转动使所述滑座架7在所述钻架8上沿着所述导轨10前后滑动。上述结构的钻机简单紧凑，利用齿条作为限位导向滑轨，具有占用宽度空间小、维修方便以及便于调节的优点。
所述滑座架7中间且对应所述导轨10的下部的位置设有底板13，在所述滑座架7远离所述导轨10的一侧还设有用于防止所述底板13向外侧移动的侧板18。在所述底板13和所述导轨10之间设有垫板14，该垫板14安装在所述底板13上，所述底板13通过调节螺栓15安装在所述滑座架7的底部，旋动所述调节螺栓15调节所述垫板14与所述导轨10之间间隙的大小。垫板14与导轨10之间间隙如果太小，导轨10会被滑座架7卡的太紧，就无法实现对滑座架7的推拉动作，最终导致滑座架7无法滑动；如果间隙太大，滑座架7处于导轨10上会过松，滑座架7在运动中就会晃动，不稳定，磨损加大，钻孔偏。本装置通过旋松或旋紧调节螺栓15，即可控制垫板14的上下位置，从而调节垫板14与导轨10之间的间隙。在所述底板13上还设有将其位置固定住的锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧螺栓16和锁紧螺母17，所述锁紧螺栓16的上端穿过所述底板13抵住所述滑座架7的底部，所述锁紧螺母17安装在所述锁紧螺栓16上，并且所述锁紧螺母17紧贴住所述底板13的底部。调整垫板14与导轨10之间的间隙到合适的距离后，旋紧锁紧螺栓16及锁紧螺母17即可。
在所述滑座架7上还设有安装第二推拉马达来增大滑座架7推拉力的备用座19，在所述备用座19上部设有安装第二马达的开口，所述开口处设有将该开口打开或者关闭的盖板20。正常工作时，采用盖板20封住备用座19。当工况变化需要增加对滑座架7的推拉力时，将盖板20取下，再安装另外的推拉马达在备用座19上，即可增大对滑座架7的推拉力。通过上述方式可以在突遇恶劣工况时增加推拉马达来增加对滑座架7的推拉力，以保证钻机的正常工作。
如图6-8所示，所述夹钳机构包括固定夹钳座21和偏摆夹钳座22，所述固定夹钳座21和所述偏摆夹钳座22固定安装在钻机的钻臂1前部，在所述固定夹钳座21上设有第一油缸夹紧装置24，所述第一油缸夹紧装置24上设有用于夹紧钻杆3的开口，并且所述第一油缸夹紧装置24的开口朝向钻机的操作台26。优选的：所述第一油缸夹紧装置24开口的顶部所在的平面与所述钻臂1成夹角α，并且所述α处于10°到45°之间。
在所述偏摆夹钳座22上设有偏摆油缸27和第二油缸夹紧装置29，所述第二油缸夹紧装置29与所述第一油缸夹紧装置24的结构一致，所述第二油缸夹紧装置29夹紧钻杆3的开口与所述第一油缸夹紧装置1的开口的朝向一致，在所述第二油缸夹紧装置29上且对应第二油缸夹紧装置29的开口处设有可夹紧钻杆3的偏摆夹钳装置28，并且所述偏摆夹钳装置28夹紧钻杆3的开口与所述第二油缸夹紧装置29的开口重合，所述偏摆油缸27与所述偏摆夹钳装置28连接，优选的：所述偏摆油缸27通过销轴25与所述偏摆夹钳装置8连接。所述偏摆油缸27伸缩可带动偏摆夹钳装置28形成相对于第一油缸夹紧装置24和第二油缸夹紧装置29的转动。
钻机水平钻孔的时候，第一油缸夹紧装置24和第二油缸夹紧装置29的开口夹紧钻杆3，再带动钻杆3运动实现钻孔。需要更换钻杆3的时候，偏摆夹钳装置28夹紧钻杆3，启动偏摆油缸27伸缩带动偏摆夹钳装置28夹住钻杆5的同时形成相对于第一油缸夹紧装置24和第二油缸夹紧装置29的转动，从而拆卸下钻杆3。最后将需要替换的钻杆3按照上述方式重新转动装上即可。
由于第一油缸夹紧装置24的开口、第二油缸夹紧装置29的开口和偏摆夹钳装置28的开口方向均朝向钻机的操作台26即整体向操作台26的方向倾斜，便于操作台26上的机手观察拆装钻杆3过程中进螺纹接头的对接情况，减少劳动强度并提高工作效率。
综上所述，该钻机具有如下优点：
(1)夹钳机构5上端开口方向整体倾斜，便于观察拆装杆、减少操作者劳动强度，提高工作效率；
(2)推拉装置2采用采用马达和齿轮相互结合的齿条结构，结构简单，使用寿命长，安装维修简便。
(3)泥浆系统设有泥浆自动泄压功能，保证了钻机在拆卸钻杆时不会有水从拆分接杆处喷出，减少了泥浆水对整机及环境造成污染，防止了对泥浆水对人身的伤害。
(4)换杆装置为全自动换杆，避免了人工换杆出现钻杆掉落对人体造成伤害的情况。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水平钻机，其特征在于，包括钻机本体、钻臂(1)、推拉装置(2)、用于存放钻杆的换杆装置(4)及夹钳机构(5)，在所述钻臂(1)上具有直线导轨；所述推拉装置(2)可滑动连接在所述直线导轨上，所述推拉装置(2)一端与钻杆(3)连接并且可以带动钻杆(3)沿着直线导轨来回运动；所述换杆装置(4)设置在所述钻臂(1)的外侧；所述夹钳机构(5)设置在所述钻机本体上且对应所述钻臂(1)的前部位置，将换杆装置(4)上的钻杆连接到推拉装置(2)上或将钻杆从推拉装置(2)上拆卸掉；
在所述钻机本体的前方且对应所述夹钳机构(5)的底部设有锚固钻机本体的锚座(6)，所述锚座(6)通过销轴与钻臂(1)铰接；
所述推拉装置包括动力头和推拉系统，所述动力头连接钻杆(3)的一端并且通过马达齿轮结构带动钻杆(3)旋转；
所述推拉系统包括滑座架(7)和钻架(8)，所述滑座架(7)处于所述钻架(8)的上部，在所述滑座架(7)上设有第一推拉马达(9)，在所述钻架(8)顶部两侧设有齿条构成的导轨(10)，所述推拉马达(9)通过与该齿条相匹配的齿轮连接所述导轨(10)，所述滑座架(7)前后两端且对应上下侧的所述导轨(10)的位置分别设有上滚轮(11)和下滚轮(12)，所述推拉马达(9)带动所述齿轮转动使所述滑座架(7)在所述钻架(8)上沿着所述导轨(10)前后滑动；
所述滑座架(7)中间且对应所述导轨(10)的下部的位置设有底板(13)，在所述底板(13)和所述导轨(10)之间设有垫板(14)，该垫板(14)安装在所述底板(13)上，所述底板(13)通过调节螺栓(15)安装在所述滑座架(7)的底部，旋动所述调节螺栓(15)调节所述垫板(14)与所述导轨(10)之间间隙的大小。
2.根据权利要求1所述的水平钻机，其特征在于，在所述底板(13)上还设有将其位置固定住的锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧螺栓(16)和锁紧螺母(17)，所述锁紧螺栓(16)的上端穿过所述底板(13)抵住所述滑座架(7)的底部，所述锁紧螺母(17)安装在所述锁紧螺栓(16)上，并且所述锁紧螺母(17)紧贴住所述底板(13)的底部。
3.根据权利要求1所述的水平钻机，其特征在于，在所述滑座架(7)远离所述导轨(10)的一侧还设有用于防止所述底板(13)向外侧移动的侧板(18)。
4.根据权利要求1至3任一所述的水平钻机，其特征在于，在所述滑座架(7)上还设有安装第二推拉马达来增大滑座架(7)推拉力的备用座(19)，所述备用座(19)上部设有安装第二推拉马达的开口，所述开口处设有将该开口打开或者关闭的盖板(20)。
5.根据权利要求1所述的水平钻机，其特征在于，所述夹钳机构包括固定夹钳座(21)和偏摆夹钳座(22)，所述固定夹钳座(21)和所述偏摆夹钳座(22)通过螺栓(23)固定安装在钻机的钻臂(1)前部，在所述固定夹钳座(21)上设有第一油缸夹紧装置(24)，所述第一油缸夹紧装置(24)上设有用于夹紧钻杆(3)的开口，并且所述第一油缸夹紧装置(24)的开口朝向钻机的操作台(26)；
在所述偏摆夹钳座(22)上设有偏摆油缸(27)和第二油缸夹紧装置(29)，所述第二油缸夹紧装置(29)与所述第一油缸夹紧装置(24)的结构一致，所述第二油缸夹紧装置(29)夹紧钻杆(3)的开口与所述第一油缸夹紧装置(24)的开口的朝向一致，在所述第二油缸夹紧装置(29)上且对应第二油缸夹紧装置(29)的开口处设有可夹紧钻杆(3)的偏摆夹钳装置(28)，并且所述偏摆夹钳装置(28)夹紧钻杆(3)的开口与所述第二油缸夹紧装置(29)的开口重合，所述偏摆油缸(27)通过销轴(25)与所述偏摆夹钳装置(28)连接，所述偏摆油缸(27)伸缩可带动偏摆夹钳装置(28)形成相对于第一油缸夹紧装置(24)和第二油缸夹紧装置(29)的转动。
6.根据权利要求5所述的水平钻机，其特征在于，所述第一油缸夹紧装置(24)开口的顶部所在的平面与所述钻臂(1)成夹角α，并且所述α处于10°到45°之间。
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