CN108266124B - 一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，包括本体、导轨、移动小车、液压钳和至少两个移动轮，还包括气缸、钻杆箱、两个上杆机构和两个加固机构，所述上杆机构包括驱动组件、第二固定杆、移动块、推杆、电磁铁和至少两个钻杆，所述加固机构包括连接杆、固定块、底座、弹簧、两个支撑板和两个固定组件，该具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备中，通过上杆机构，可以自动将钻杆送到移动小车和液压钳之间，并且自动完成钻杆之间的对接，提高了水平钻探设备钻探的效率，不仅如此，通过加固机构，提高了导轨与地面之间连接的牢固度，从而减小了水平钻探设备在钻探过程中的抖动，提高了水平钻探设备钻探的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及钻探设备领域，特别涉及一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备。
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。
一般水平钻探设备在钻探的过程中，需要通过吊车将钻杆吊装到移动小车与液压钳之间，并且需要通过人工来调节钻杆的位置，以便于钻杆之间的对接，这种方式大大的降低了钻探设备的钻探效率，不仅如此，一般钻探设置在将钻杆钻入地下的过程中，钻杆对钻探设备会产生一个较大的反作用力，从而导致钻探设备在钻探的过车中发生抖动，严重的时候甚至发生位移，降低了钻探设备钻探的精确度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，包括本体、导轨、移动小车、液压钳和至少两个移动轮，各移动轮均设置在本体的下方，所述导轨铰接在本体的上方，所述移动小车和液压钳分别设置在导轨的上方的两侧，还包括气缸、钻杆箱、两个上杆机构和两个加固机构，所述钻杆箱设置在导轨的一侧，两个上杆机构均设置在钻杆箱的远离导轨的一侧上，所述气缸设置在导轨的下方的一侧，两个加固机构中其中一个加固机构铰接在气缸的下端上，两个加固机构中另一个加固机构铰接在导轨的下方的另一侧；
所述上杆机构包括驱动组件、第二固定杆、移动块、推杆、电磁铁和至少两个钻杆，所述钻杆箱的顶端设有开口，所述钻杆箱的底端的一侧设有两个通孔，所述钻杆箱的底端的另一侧设有一个槽口，各钻杆均设置在钻杆箱的内部，所述第二固定杆水平设置在钻杆箱的远离导轨的一侧，所述移动块套设在第二固定杆上，所述推杆的一端设置在移动块的下方，所述推杆的另一端设置在钻杆箱上的通孔内，所述电磁铁设置在推杆的另一端上，所述驱动组件设置在传动杆的上方靠近钻杆箱的一侧，所述驱动组件与移动块铰接；
所述加固机构包括连接杆、固定块、底座、弹簧、两个支撑板和两个固定组件，两个连接杆中其中一个连接杆的上端与气缸的下端铰接，两个连接杆中另一个连接杆的上端铰接在导轨的下方的另一侧，所述固定块设置在连接杆的下方，两个支撑板分别设置在固定块的两侧，两个固定组件分别设置在两个支撑板上，所述弹簧的上端设置在固定块的下方，所述弹簧的下端设置在底座的上方。
作为优选，为了驱动推杆左右移动，所述驱动组件包括第一电机、丝杆、升降块和传动杆，所述第一电机设置在第二固定杆的上方的靠近钻杆箱的一侧，所述丝杆竖向设置在第一电机的上方，所述第一电机与丝杆传动连接，所述升降块套设在丝杆上，所述升降块与丝杆螺纹连接，所述传动杆的一端铰接在升降块上，所述传动杆的另一端铰接在移动块上。
作为优选，为了实现对底座的加固，所述固定组件包括第二电机、支撑架和蜗杆，所述支撑架设置在支撑板的上方，所述第二电机设置在支撑架上，所述蜗杆设置在第二电机的下方，所述第二电机与蜗杆传动连接，所述底座上设有两个通孔，两个通孔分别设置在弹簧的两侧，所述蜗杆的下端穿过通孔。
作为优选，为了降低钻杆堵塞钻杆箱的几率，所述钻杆箱的宽度略大于钻杆的直径。
作为优选，为了提高升降块的稳定性，所述钻杆箱靠近第一电机的一侧上还设有两个开槽，所述开槽竖向设置，所述开槽设置在第二电机的上方，所述开槽为燕尾槽。
作为优选，为了进一步提高升降块的稳定性，所述升降块上靠近钻杆箱的一侧还设有一个限位块，所述限位块设置在开槽内，所述限位块与开槽匹配。
作为优选，为了提高底座与固定块连接的牢固度，所述固定块与底座之间还设有一个伸缩杆，所述伸缩杆的上端设置在固定块的下方，所述伸缩杆的下端设置在底座的上方，所述弹簧套设在伸缩杆的外周上。
作为优选，为了降低将蜗杆从地面取出的难度，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了提高丝杆的稳定性，所述钻杆箱靠近第一电机的一侧的上端还设有一个轴承座，所述丝杆的上端通过轴承座设置在钻杆箱上。
作为优选，为了降低移动块移动时的阻力，所述第二固定杆上还涂有润滑剂。
本发明的有益效果是，该具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备中，通过上杆机构，可以自动将钻杆送到移动小车和液压钳之间，并且自动完成钻杆之间的对接，提高了水平钻探设备钻探的效率，与现有上杆机构相比，该机构可以一次携带多个钻杆，减少了吊装钻杆的时间，进一步提高了水平钻探设备的效率，不仅如此，通过加固机构，提高了导轨与地面之间连接的牢固度，从而减小了水平钻探设备在钻探过程中的抖动，提高了水平钻探设备钻探的精确度，与现有加固机构相比，该机构提高了固定机构与地面之间固定与拆卸的便捷度，提高了水平钻探设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备的结构示意图；
图2是本发明的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备的上杆机构与钻杆箱的连接结构示意图；
图3是本发明的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备的加固机构的结构示意图；
图4是本发明的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备的开槽与钻杆箱的连接结构示意图；
图5是本发明的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备的升降块的结构示意图；
图中：1.移动小车，2.钻杆箱，3.钻杆，4.液压钳，5.限位块，6.导轨，7.本体，8.移动轮，9.气缸，10.伸缩杆，11.移动块，12.传动杆，13.第二固定杆，14.第一电机，15.升降块，16.丝杆，17.槽口，18.电磁铁，19.推杆，20.第二电机，21.支撑架，22.连接杆，23.固定块，24.支撑板，25.蜗杆，26.底座，27.弹簧，28.开槽。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，包括本体7、导轨6、移动小车1、液压钳4和至少两个移动轮8，各移动轮8均设置在本体7的下方，所述导轨6铰接在本体7的上方，所述移动小车1和液压钳4分别设置在导轨6的上方的两侧，还包括气缸9、钻杆箱2、两个上杆机构和两个加固机构，所述钻杆箱2设置在导轨6的一侧，两个上杆机构均设置在钻杆箱2的远离导轨6的一侧上，所述气缸9设置在导轨6的下方的一侧，两个加固机构中其中一个加固机构铰接在气缸9的下端上，两个加固机构中另一个加固机构铰接在导轨6的下方的另一侧；
如图2所示，所述上杆机构包括驱动组件、第二固定杆13、移动块11、推杆19、电磁铁18和至少两个钻杆3，所述钻杆箱2的顶端设有开口，所述钻杆箱2的底端的一侧设有两个通孔，所述钻杆箱2的底端的另一侧设有一个槽口17，各钻杆3均设置在钻杆箱2的内部，所述第二固定杆13水平设置在钻杆箱2的远离导轨6的一侧，所述移动块11套设在第二固定杆13上，所述推杆19的一端设置在移动块11的下方，所述推杆19的另一端设置在钻杆箱2上的通孔内，所述电磁铁18设置在推杆19的另一端上，所述驱动组件设置在传动杆12的上方靠近钻杆箱2的一侧，所述驱动组件与移动块11铰接；
其中，在水平钻探设备工作的过程中，在第二固定杆13的支撑作用下，通过驱动组件驱动移动块11沿着第二固定杆13左右移动，之后通过移动块11驱动推杆19左右移动，当推杆19处于最左边的时候，通过电磁铁18将钻杆箱2内处于最下方的钻杆3吸附住，之后在推杆19向右移动的过程中，将钻杆3从钻杆箱2下方的槽口17推出，在推杆19的作用下，降低了钻杆箱2内其他钻杆3掉落的几率，之后通过移动小车1和液压钳4将钻杆3固定住，从而实现了钻杆3的自动上杆和定位，提高了水平钻探设备的效率，之后通过将电磁铁18断电，使电磁铁18与钻杆3分开，之后推杆19向左移动，当推杆19移动到最左边的时候，钻杆箱2内部的钻杆3向下移动，为下一次上杆做好准备；
如图3所示，所述加固机构包括连接杆22、固定块23、底座26、弹簧27、两个支撑板24和两个固定组件，两个连接杆22中其中一个连接杆22的上端与气缸9的下端铰接，两个连接杆22中另一个连接杆22的上端铰接在导轨6的下方的另一侧，所述固定块23设置在连接杆22的下方，两个支撑板24分别设置在固定块23的两侧，两个固定组件分别设置在两个支撑板24上，所述弹簧27的上端设置在固定块23的下方，所述弹簧27的下端设置在底座26的上方；
其中，在水平钻探设备即将开始工作之后，在气缸9的作用下，使导轨6绕着与本体7的铰接处顺时针转动，从而使两个加固机构都抵靠在地面上，并且使导轨6呈一定的倾斜角度，便于水平钻探设备进行钻探工作，当加固机构抵靠在地面上的时候，底座26与地面紧密贴合，之后导轨6通过连接杆22推动固定块23向下移动，从而通过固定块23推动两个支撑板24向下移动，在支撑板24的作用下，将两个固定组件插到地面下方，之后在固定组件的作用下，将底座26牢固的固定在地面上，从而提高了水平钻探设备的稳定性，提高了水平钻探设备的精确度。
如图2所示，所述驱动组件包括第一电机14、丝杆16、升降块15和传动杆12，所述第一电机14设置在第二固定杆13的上方的靠近钻杆箱2的一侧，所述丝杆16竖向设置在第一电机14的上方，所述第一电机14与丝杆16传动连接，所述升降块15套设在丝杆16上，所述升降块15与丝杆16螺纹连接，所述传动杆12的一端铰接在升降块15上，所述传动杆12的另一端铰接在移动块11上；
其中，通过第一电机14驱动丝杆16转动，在丝杆16上的外螺纹与升降块15内部的内螺纹的相互挤压作用下，通过丝杆16驱动升降块15升降，从而在传动杆12的传动作用下，通过升降块15驱动移动块11沿着第二固定杆13左右移动。
如图3所示，所述固定组件包括第二电机20、支撑架21和蜗杆25，所述支撑架21设置在支撑板24的上方，所述第二电机20设置在支撑架21上，所述蜗杆25设置在第二电机20的下方，所述第二电机20与蜗杆25传动连接，所述底座26上设有两个通孔，两个通孔分别设置在弹簧27的两侧，所述蜗杆25的下端穿过通孔；
其中，在支撑架21的作用下，提高了第二电机20的稳定性，之后通过第二电机20驱动蜗杆25转动，通过支撑板24驱动蜗杆25下降，从而将蜗杆25钻入地面，在蜗杆25的作用下，提高了底座26与地面连接的牢固度。
作为优选，为了降低钻杆3堵塞钻杆箱2的几率，所述钻杆箱2的宽度略大于钻杆3的直径，钻杆箱2的宽度略大于钻杆3的直径的时候，钻杆3在钻杆箱2内部从下到上依次排列，并且不会发生两个钻杆3并排的现象，从而降低了两个钻杆3并排卡在钻杆箱2内部的几率。
如图4-5所示，所述钻杆箱2靠近第一电机14的一侧上还设有两个开槽28，所述开槽28竖向设置，所述开槽28设置在第二电机20的上方，所述开槽28为燕尾槽；
所述升降块15上靠近钻杆箱2的一侧还设有一个限位块5，所述限位块5设置在开槽28内，所述限位块5与开槽28匹配；
其中，由于开槽28为燕尾槽，使开槽28对限位块5产生一个支撑力，并且支撑力的方向指向钻杆箱2的方向，从而降低了限位块5从开槽28内部脱离的几率，之后通过限位块5固定升降块15，从而提高了升降块15的稳定性。
作为优选，为了提高底座26与固定块23连接的牢固度，所述固定块23与底座26之间还设有一个伸缩杆10，所述伸缩杆10的上端设置在固定块23的下方，所述伸缩杆10的下端设置在底座26的上方，所述弹簧27套设在伸缩杆10的外周上，通过伸缩杆10连接固定块23与底座26，降低了固定块23与底座26相向或者相背移动的过程中，发生错位的几率，相比于通过单个弹簧27将固定块23与底座26连接在一起，提高了底座26与固定块23连接的牢固度。
作为优选，为了降低将蜗杆25从地面取出的难度，所述弹簧27处于压缩状态，当弹簧27处于压缩状态的时候，弹簧27会产生一个推力，当底座26贴合在地面上的时候，在弹簧27推力的所用下，推动固定块23向上移动，从而增大了支撑板24对蜗杆25的拉力，降低将蜗杆25从地面取出的难度。
作为优选，为了提高丝杆16的稳定性，所述钻杆箱2靠近第一电机14的一侧的上端还设有一个轴承座，所述丝杆16的上端通过轴承座设置在钻杆箱2上，通过轴承座将丝杆16的上端固定在钻杆箱2上，从而增加了丝杆16上支撑点的个数，从而提高了丝杆16的稳定性。
作为优选，为了降低移动块11移动时的阻力，所述第二固定杆13上还涂有润滑剂，通过润滑剂减小了移动块11与第二固定杆13之间的摩擦系数，从而降低了移动块11与第二固定杆13之间的摩擦力，从而提高了移动块11移动的顺畅度。
水平钻探设备即将开始工作之后，在气缸9的作用下，使两个加固机构都抵靠在地面上，从而使底座26与地面紧密贴合，之后导轨6通过连接杆22和固定块23推动两个支撑板24向下移动，在支撑板24的作用下，将两个固定组件插到地面下方，之后在固定组件的作用下，将底座26牢固的固定在地面上，从而提高了水平钻探设备的稳定性，提高了水平钻探设备的精确度，在水平钻探设备工作的过程中，在第二固定杆13的支撑作用下，通过驱动组件驱动推杆19左右移动，当推杆19处于最左边的时候，通过电磁铁18将钻杆箱2内处于最下方的钻杆3吸附住，之后在推杆19向右移动的过程中，将钻杆3从钻杆箱2下方的槽口17推出，在推杆19的作用下，降低了钻杆箱2内其他钻杆3掉落的几率，之后通过移动小车1和液压钳4将钻杆3固定住，从而实现了钻杆3的自动上杆和定位，提高了水平钻探设备的效率，之后通过将电磁铁18断电，使电磁铁18与钻杆3分开，之后推杆19向左移动，当推杆19移动到最左边的时候，钻杆箱2内部的钻杆3向下移动，为下一次上杆做好准备。
与现有技术相比，该具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备中，通过上杆机构，可以自动将钻杆3送到移动小车1和液压钳4之间，并且自动完成钻杆3之间的对接，提高了水平钻探设备钻探的效率，与现有上杆机构相比，该机构可以一次携带多个钻杆3，减少了吊装钻杆3的时间，进一步提高了水平钻探设备的效率，不仅如此，通过加固机构，提高了导轨6与地面之间连接的牢固度，从而减小了水平钻探设备在钻探过程中的抖动，提高了水平钻探设备钻探的精确度，与现有加固机构相比，该机构提高了固定机构与地面之间固定与拆卸的便捷度，提高了水平钻探设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，包括本体(7)、导轨(6)、移动小车(1)、液压钳(4)和至少两个移动轮(8)，各移动轮(8)均设置在本体(7)的下方，所述导轨(6)铰接在本体(7)的上方，所述移动小车(1)和液压钳(4)分别设置在导轨(6)的上方的两侧，其特征在于，还包括气缸(9)、钻杆箱(2)、两个上杆机构和两个加固机构，所述钻杆箱(2)设置在导轨(6)的一侧，两个上杆机构均设置在钻杆箱(2)的远离导轨(6)的一侧上，所述气缸(9)设置在导轨(6)的下方的一侧，两个加固机构中其中一个加固机构铰接在气缸(9)的下端上，两个加固机构中另一个加固机构铰接在导轨(6)的下方的另一侧；
所述上杆机构包括驱动组件、第二固定杆(13)、移动块(11)、推杆(19)、电磁铁(18)和至少两个钻杆(3)，所述钻杆箱(2)的顶端设有开口，所述钻杆箱(2)的底端的一侧设有两个通孔，所述钻杆箱(2)的底端的另一侧设有一个槽口(17)，各钻杆(3)均设置在钻杆箱(2)的内部，所述第二固定杆(13)水平设置在钻杆箱(2)的远离导轨(6)的一侧，所述移动块(11)套设在第二固定杆(13)上，所述推杆(19)的一端设置在移动块(11)的下方，所述推杆(19)的另一端设置在钻杆箱(2)上的通孔内，所述电磁铁(18)设置在推杆(19)的另一端上，所述驱动组件设置在传动杆(12)的上方靠近钻杆箱(2)的一侧，所述驱动组件与移动块(11)铰接；
所述加固机构包括连接杆(22)、固定块(23)、底座(26)、弹簧(27)、两个支撑板(24)和两个固定组件，两个连接杆(22)中其中一个连接杆(22)的上端与气缸(9)的下端铰接，两个连接杆(22)中另一个连接杆(22)的上端铰接在导轨(6)的下方的另一侧，所述固定块(23)设置在连接杆(22)的下方，两个支撑板(24)分别设置在固定块(23)的两侧，两个固定组件分别设置在两个支撑板(24)上，所述弹簧(27)的上端设置在固定块(23)的下方，所述弹簧(27)的下端设置在底座(26)的上方。
2.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述驱动组件包括第一电机(14)、丝杆(16)、升降块(15)和传动杆(12)，所述第一电机(14)设置在第二固定杆(13)的上方的靠近钻杆箱(2)的一侧，所述丝杆(16)竖向设置在第一电机(14)的上方，所述第一电机(14)与丝杆(16)传动连接，所述升降块(15)套设在丝杆(16)上，所述升降块(15)与丝杆(16)螺纹连接，所述传动杆(12)的一端铰接在升降块(15)上，所述传动杆(12)的另一端铰接在移动块(11)上。
3.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述固定组件包括第二电机(20)、支撑架(21)和蜗杆(25)，所述支撑架(21)设置在支撑板(24)的上方，所述第二电机(20)设置在支撑架(21)上，所述蜗杆(25)设置在第二电机(20)的下方，所述第二电机(20)与蜗杆(25)传动连接，所述底座(26)上设有两个通孔，两个通孔分别设置在弹簧(27)的两侧，所述蜗杆(25)的下端穿过通孔。
4.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述钻杆箱(2)的宽度略大于钻杆(3)的直径。
5.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述钻杆箱(2)靠近第一电机(14)的一侧上还设有两个开槽(28)，所述开槽(28)竖向设置，所述开槽(28)设置在第二电机(20)的上方，所述开槽(28)为燕尾槽。
6.如权利要求2所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述升降块(15)上靠近钻杆箱(2)的一侧还设有一个限位块(5)，所述限位块(5)设置在开槽(28)内，所述限位块(5)与开槽(28)匹配。
7.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述固定块(23)与底座(26)之间还设有一个伸缩杆(10)，所述伸缩杆(10)的上端设置在固定块(23)的下方，所述伸缩杆(10)的下端设置在底座(26)的上方，所述弹簧(27)套设在伸缩杆(10)的外周上。
8.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述弹簧(27)处于压缩状态。
9.如权利要求2所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述钻杆箱(2)靠近第一电机(14)的一侧的上端还设有一个轴承座，所述丝杆(16)的上端通过轴承座设置在钻杆箱(2)上。
10.如权利要求1所述的具有自动添加钻杆功能的水平钻探设备，其特征在于，所述第二固定杆(13)上还涂有润滑剂。
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