CN107288537B - 一种双轴分动钻探装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于钻探设备领域，提供了一种双轴分动钻探装置，包括旋转动力件、驱动主轴、内钻杆、外钻杆以及离合齿套，外钻杆沿其轴线方向开设有通孔，内钻杆可转动地穿设在外钻杆的通孔内，且两端均凸伸出该通孔；驱动主轴沿其轴线方向也开设有通孔，驱动主轴与旋转动力件传动连接；内钻杆和外钻杆的一端均穿设在驱动主轴的通孔内，且内钻杆与驱动主轴通孔的内壁键连接，驱动主轴的外壁以及外钻杆的外壁上均设有传动齿，离合齿套可移动地套设在驱动主轴以及外钻杆的外壁上，并分别与驱动主轴以及外钻杆外壁上的传动齿可分离地啮合。该钻探装置能够切换不同的钻探模式，提高了钻探的效率。同时，可以省去泥浆废水的处理过程，能够降低施工成本。

Description

一种双轴分动钻探装置
技术领域
本发明属于钻探设备领域，尤其涉及一种双轴分动钻探装置。
背景技术
目前，水平定向钻机主要应用于非开挖领域，实现各种管道的非开挖穿越铺设管道，如电讯管线、水管、下水管、燃气管、石油管道等，既不用开挖路面就可以铺设管道。
钻杆是非开挖定向钻机的一个重要部件，主要用于地下长距离钻探施工，钻杆的转动需要回转装置的驱动。在现实的施工中，经常会碰到岩石地层，而现有的水平钻机一般只有一个钻杆，必须再配合一套孔底泥浆马达钻具才能施工，施工工艺较为复杂，而且施工效率较低。同时，由于孔底泥浆马达是利用高压水提高动力，因此，施工过程中用水量会很大，而钻探过程中所产生的泥浆废水的处理成本很高，从而导致钻探施工的整体成本偏高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种双轴分动钻探装置，旨在解决现有技术中的单钻杆钻机施工效率低，且施工成本较高的问题。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种双轴分动钻探装置，包括旋转动力件、驱动主轴、内钻杆、外钻杆以及离合齿套，所述外钻杆沿其轴线方向开设有通孔，所述内钻杆可转动地穿设在所述外钻杆的通孔内，且所述内钻杆的两端均凸伸出所述外钻杆的通孔；所述驱动主轴沿其轴线方向也开设有通孔，且所述驱动主轴与所述旋转动力件的动力输出端传动连接；所述内钻杆以及外钻杆的一端均穿设在所述驱动主轴的通孔内，且所述内钻杆与所述驱动主轴通孔的内壁键连接，所述驱动主轴的外壁以及外钻杆的外壁上均设有传动齿，所述离合齿套可移动地套设在所述驱动主轴的外壁以及外钻杆的外壁上，并分别与所述驱动主轴外壁以及外钻杆外壁上的传动齿可分离地啮合。
进一步地，所述钻探装置还包括离合器壳体，所述离合器壳体具有两端开口的空腔，所述外钻杆可转动地穿设在所述空腔内。
进一步地，所述钻探装置还包括离合器油缸，所述离合器油缸安装在所述离合器壳体的外壁上，所述离合器油缸的一端具有拨块，所述离合器壳体的外壁上与所述离合齿套相对应的位置处开设有条形孔，且所述离合齿套的外缘上开设有环形限位凹槽；所述拨块的一端穿过所述条形孔，并可相对滑动地插入所述环形限位凹槽内，所述离合器油缸的拨块沿所述条形孔可伸缩地运动，并带动所述离合齿套分别与所述驱动主轴外壁以及外钻杆外壁上的传动齿可分离地啮合。
进一步地，所述离合器壳体的空腔内部设有若干轴承，所述外钻杆穿设在所述若干轴承的轴承孔内。
进一步地，所述外钻杆的周缘上具有限位凸起，所述若干轴承分别设置在所述限位凸起的两侧。
进一步地，所述钻探装置还包括用于防水的密封件，所述密封件设置在所述驱动主轴与外钻杆之间。
进一步地，所述旋转动力件为旋转液压马达，所述旋转液压马达的动力输出端安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动主轴的外壁相啮合。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的一种双轴分动钻探装置，其包括旋转动力件、驱动主轴、内钻杆、外钻杆以及离合齿套。所述内钻杆穿设在外钻杆的通孔内，且内钻杆与外钻杆的一端共同穿设在驱动主轴的通孔内，使得内钻杆与驱动主轴始终键连接，同时，利用所述离合齿套实现外钻杆与驱动主轴的连接与分离。通过所述旋转动力件与驱动主轴的传动连接，使得所述旋转动力件能够单独驱动内钻杆或同时驱动内钻杆和外钻杆，提高钻探的效率。同时，由于旋转动力件可通过机械式运动提供动力，从而可以省去泥浆废水的处理过程，能够降低施工成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种双轴分动钻探装置内钻杆单独驱动的结构示意图；
图2是一种双轴分动钻探装置内钻杆和外钻杆同时驱动的结构示意图；
图3是图1的内钻杆单独驱动的简图；
图4是图2的内钻杆和外钻杆同时驱动的简图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，为本发明实施例提供的一种双轴分动钻探装置100，其包括旋转动力件(未图示)、驱动主轴1、外钻杆2、内钻杆3以及离合齿套4。
具体的，所述外钻杆2沿其轴线方向开设有通孔21，所述内钻杆3可转动地穿设在所述外钻杆2的通孔21内，且所述内钻杆3的两端均凸伸出所述外钻杆2的通孔21。所述驱动主轴1沿其轴线方向也开设有通孔(未标注)，所述内钻杆3以及外钻杆2的一端均穿设在所述驱动主轴1的通孔内，并使得所述内钻杆3通过平键5与所述驱动主轴1通孔的内壁键连接。本发明实施例中，所述旋转动力件为旋转液压马达，所述旋转液压马达的动力输出端安装有驱动齿轮10，所述驱动齿轮10与所述驱动主轴1的外壁相啮合，从而带动所述驱动主轴1转动，并通过所述平键5将扭矩传递至所述内钻杆3上。
同时，所述驱动主轴1的外壁以及外钻杆2的外壁上均设有传动齿(未图示)，所述离合齿套4可移动地套设在所述驱动主轴1的外壁以及外钻杆2的外壁上，并分别与所述驱动主轴1以及外钻杆2外壁上的传动齿可分离地啮合。当所述离合齿套4同时与所述驱动主轴1以及外钻杆2外壁上的传动齿相啮合时，所述旋转液压马达可通过所述驱动主轴1将扭矩传递至所述外钻杆2上；当所述离合齿套4仅与所述驱动主轴1或外钻杆2外壁上的传动齿相啮合时，此时，驱动主轴1的转动无法带动外钻杆2转动。
上述离合齿套4可通过人工拨动或机械拨动的方式进行移动，现仅以机械式拨动为例，但不限定于离合齿套4的拨动方式。在本发明实施例中，所述钻探装置100还包括离合器壳体6以及离合器油缸7，所述离合器壳体6具有两端开口的空腔(未标注)，所述外钻杆2可转动地穿设在所述空腔内，通过所述离合器壳体6可对所述外钻杆2起到一定的保护作用。所述离合器油缸7安装在所述离合器壳体的外壁上，且所述离合器油缸7的一端具有拨块71。
所述离合器壳体6的外壁上与所述离合齿套4相对应的位置处开设有条形孔61，所述离合齿套4的外缘上开设有环形限位凹槽41。所述拨块71的一端穿过所述条形孔61，并可相对滑动地插入所述环形限位凹槽41内。通过所述离合器油缸7的伸缩运动带动所述离合器油缸7的拨块71沿所述条形孔61可伸缩地运动，所述拨块71的伸缩运动带动所述离合齿套4分别与所述驱动主轴1以及外钻杆2外壁上的传动齿可分离地啮合。由于所述离合齿套4会随着所述驱动主轴1的转动而转动，而拨块71则静止不动，因此离合齿套4在转动的过程中会与所述拨块71产生摩擦，可通过在所述环形限位凹槽41内添加润滑剂来减少所述拨块71的磨损，当所述拨块71磨损较为严重时，需要及时更换新的拨块71。
所述离合器壳体6的空腔内部设有若干轴承8，同时，所述外钻杆2的周缘上具有限位凸起22。所述外钻杆2穿设在所述若干轴承8的轴承孔内，所述若干轴承8相应地设置在所述限位凸起22的两侧。通过所述若干轴承8对所述外钻杆2起到支撑的作用，并对所述外钻杆2进行限位，防止所述外钻杆2从所述离合器壳体6的通孔内滑出。
所述钻探装置100还包括用于防水的密封件9，所述密封件9设置在所述驱动主轴1与外钻杆2之间，提高了所述钻探装置100的密封性。
参照图3和图4，通过移动所述离合齿套4可切换所述双轴分动钻探装置100的工作模式，从而实现所述旋转液压马达单独驱动内钻杆3转动，或同时驱动所述外钻杆2以及内钻杆3共同转动。利用不同的工作模式来适应不同的钻探工况，从而可提高钻探施工的效率，同时，利用所述旋转液压马达代替传统施工中的孔底泥浆马达，从而省去了泥浆废水处理的过程，降低了施工成本。
综上所述，本发明实施例所提供的一种双轴分动钻探装置100，其能够切换不同的钻探模式，提高了钻探的效率。同时，可以省去泥浆废水的处理过程，能够降低施工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双轴分动钻探装置，其特征在于，包括旋转动力件、驱动主轴、内钻杆、外钻杆以及离合齿套，所述外钻杆沿其轴线方向开设有通孔，所述内钻杆可转动地穿设在所述外钻杆的通孔内，且所述内钻杆的两端均凸伸出所述外钻杆的通孔；所述驱动主轴沿其轴线方向也开设有通孔，且所述驱动主轴与所述旋转动力件的动力输出端传动连接；所述内钻杆以及外钻杆的一端均穿设在所述驱动主轴的通孔内，且所述内钻杆与所述驱动主轴通孔的内壁键连接，所述驱动主轴的外壁以及外钻杆的外壁上均设有传动齿，所述离合齿套可移动地套设在所述驱动主轴的外壁以及外钻杆的外壁上，并分别与所述驱动主轴外壁以及外钻杆外壁上的传动齿可分离地啮合；
所述钻探装置还包括离合器壳体，所述离合器壳体具有两端开口的空腔，所述外钻杆可转动地穿设在所述空腔内；
所述钻探装置还包括离合器油缸，所述离合器油缸安装在所述离合器壳体的外壁上，所述离合器油缸的一端具有拨块，所述离合器壳体的外壁上与所述离合齿套相对应的位置处开设有条形孔，且所述离合齿套的外缘上开设有环形限位凹槽；所述拨块的一端穿过所述条形孔，并可相对滑动地插入所述环形限位凹槽内，所述离合器油缸的拨块沿所述条形孔可伸缩地运动，并带动所述离合齿套分别与所述驱动主轴外壁以及外钻杆外壁上的传动齿可分离地啮合，通过在所述环形限位凹槽内添加润滑剂来减少所述拨块的磨损；
所述钻探装置还包括用于防水的密封件，所述密封件设置在所述驱动主轴与外钻杆之间；
所述旋转动力件为旋转液压马达，所述旋转液压马达的动力输出端安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动主轴的外壁相啮合。
2.如权利要求1所述的双轴分动钻探装置，其特征在于，所述离合器壳体的空腔内部设有若干轴承，所述外钻杆穿设在所述若干轴承的轴承孔内。
3.如权利要求2所述的双轴分动钻探装置，其特征在于，所述外钻杆的周缘上具有限位凸起，所述若干轴承分别设置在所述限位凸起的两侧。
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