CN108316857A - 一种用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，包括推车、钻机、大梁、移动机构、抵靠机构、支撑机构和调节机构，移动机构包括滑板、拉动单元、两个滑动单元和两个移动单元，拉动单元包括第一电机、缓冲块、线盘和拉线，抵靠机构包括抵靠板和两个抵靠组件，该用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置通过移动机构改变滚轮的高度位置，使滚轮接触地面，实现支撑的同时，便于设备的移动，减轻卡车运输的负担，不仅如此，通过抵靠机构降低抵靠板的高度位置，并调节抵靠板的角度，使其贴合地面，对大梁进行支撑，由于增加了支撑面积，可减轻钻探作业时大梁的抖动，保证了钻探精度，进而提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及水平定向钻探设备领域，特别涉及一种用于非挖式管道铺设的 拖车式水平定向钻探装置。
背景技术
水平定向钻探是指在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施，如 管道、线缆等。水平定向钻机广泛应用于供水、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、黏土、卵石等地矿，在大部分非硬岩 地区均可施工。目前常用的水平定向钻探机主要分为框架式钻机、拖车式钻机、 履带式钻机和模块组装式钻机四类，其中，拖车式钻机由于可以放置在具有足 够载荷能力的卡车上进行拖动，因而适用于长距离运输。
但是现有的拖车式钻机在运输时，由于拖车式钻机的重量大，导致卡车需 要有足够的载荷能力才能带动设备移动，导致设备的运输成本增加，不仅如此， 在钻探过程中，由于钻杆不停地旋转并向土壤深处伸展，导致钻探机受到持续 的反方向作用力，而现有的钻探机仅仅依靠两个支脚实现支撑和通过将大梁前 端铆钉在固定墙上，导致钻探机受到的反向支撑力小于钻杆前进时对钻探机的 作用力，钻探机在钻孔作业中容易发生滑动，导致设备结构的稳固性能差，不 利于进行精准的钻孔作业。
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，提供一种用于非 挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于非挖式管道铺设的 拖车式水平定向钻探装置，包括推车、钻机、大梁、移动机构、抵靠机构、支 撑机构和调节机构，所述推车和钻机均设置在大梁的上方，所述抵靠机构、支 撑机构、移动机构和调节机构均设置在大梁的下方；
所述移动机构包括滑板、拉动单元、两个滑动单元和两个移动单元，所述 拉动单元与滑板传动连接，两个滑动单元分别设置在滑板的两侧，两个移动单 元分别设置在滑板的下方的两侧，所述拉动单元包括第一电机、缓冲块、第一 驱动轴、线盘和拉线，所述第一电机和缓冲块均固定在大梁的下方，所述第一 驱动轴设置在第一电机和缓冲块之间，所述第一电机与第一驱动轴传动连接， 所述线盘套设在第一驱动轴上，所述拉线的一端设置在线盘上，所述拉线的另 一端与滑板连接，所述移动单元包括支板和滚轮，所述支板的顶端固定在滑板 的下方，所述滚轮设置在支板的底端；
所述抵靠机构包括抵靠板、移动环、框架、铰接块和两个抵靠组件，所述 铰接块固定在抵靠板的上方，所述框架的竖向截面的形状为U形，所述U形截 面的开口指向抵靠板，所述抵靠板的两端固定在抵靠板的上方，所述移动环套 设在框架上，两个抵靠组件分别与铰接块和框架一一对应；
所述抵靠组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架和两个第一连杆， 所述驱动单元位于移动块的远离固定块的一侧，所述固定块固定在大梁的下方， 所述伸缩架的顶端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述伸缩架的底端的两 侧分别与两个第一连杆铰接，两个抵靠组件中，其中一个抵靠组件的第一连杆 与铰接块铰接，另一个抵靠组件的第一连杆与移动环铰接。
作为优选，为了带动滑板平稳地移动，所述滑动单元包括滑轨和滑环，所 述滑轨的竖向截面的形状为U形，所述滑轨的两端固定在大梁的下方，所述滑 环套设在滑轨上，所述滑环与滑板固定连接。
作为优选，为了加强滑轨与大梁之间连接的稳固性，所述滑轨与大梁为一 体成型结构。
作为优选，为了保证拉线的强度，所述拉线为钢丝绳。
作为优选，为了驱动移动块移动，所述驱动单元包括第二电机、第二连杆 和第三连杆，所述第二电机固定在大梁的下方，所述第二电机与第二连杆传动 连接，所述第二连杆通过第三连杆与移动块铰接。
作为优选，为了固定移动块的移动方向，所述第二电机和固定块之间设有 固定杆，所述移动块套设在固定杆上。
作为优选，为了防止框架受力变形，所述框架的制作材料为钛合金。
作为优选，为了实现对大梁的支撑，所述支撑机构包括两个支撑组件，两 个支撑组件分别设置在大梁的下方的两侧，所述支撑组件包括油箱、油泵、油 缸和活塞，所述油箱、油泵和油缸均固定在大梁的下方，所述油箱通过油泵与 油缸连通，所述活塞的顶端设置在油缸内，所述活塞的底端位于活塞的下方。
作为优选，为了调节大梁的高度位置，所述调节机构包括第三电机、支撑 板和两个调节组件，所述第三电机固定在大梁的下方，所述支撑板位于第三电 机的下方，两个调节组件分别设置在第三电机的两侧，所述调节组件包括第三 驱动轴、轴承、滑块、第四连杆和连接块，所述轴承固定在大梁的下方，所述 第三驱动轴设置在第三电机和轴承之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接， 所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述滑块套设在第三驱动轴上，所述滑块 内设有内螺纹，所述滑块内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配，所述滑 块通过第四连杆与连接块铰接，所述连接块固定在支撑板的上方。
作为优选，为了检测抵靠板与地面是否平行，所述抵靠板的两侧均设有两 个距离传感器。
本发明的有益效果是，该用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置 通过移动机构改变滚轮的高度位置，使滚轮接触地面，实现支撑的同时，便于 设备的移动，减轻卡车运输的负担，与现有的移动机构相比，该移动机构可根 据工作需要进行升高，防止在调节大梁角度时，滚轮接触到地面，影响大梁的 角度调节，不仅如此，通过抵靠机构降低抵靠板的高度位置，并调节抵靠板的 角度，使其贴合地面，对大梁进行支撑，由于增加了支撑面积，可减轻钻探作 业时大梁的抖动，保证了钻探精度，与现有的抵靠机构相比，该抵靠机构通过 伸缩架带动抵靠板移动，不仅节省了空间，同时还增加了抵靠板的移动范围， 进而提高了设备的实用性。
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是本发明的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置的结构示 意图；
图2是本发明的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置的移动机 构的仰视图；
图3是本发明的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置的抵靠机 构的结构示意图；
图4是本发明的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置的调节机 构的结构示意图；
图中：1.推车，2.钻机，3.大梁，4.滑板，5.第一电机，6.缓冲块，7.第 一驱动轴，8.线盘，9.拉线，10.支板，11.滚轮，12.抵靠板，13.移动环，14. 框架，15.铰接块，16.移动块，17.固定块，18.伸缩架，19.第一连杆，20.滑 轨，21.滑环，22.第二电机，23.第二连杆，24.第三连杆，25.固定杆，26.油 箱，27.油泵，28.油缸，29.活塞，30.第三电机，31.支撑板，32.第三驱动轴，33.滑块，34.第四连杆，35.连接块，36.距离传感器，37.轴承。
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，一种用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，包括 推车1、钻机2、大梁3、移动机构、抵靠机构、支撑机构和调节机构，所述推 车1和钻机2均设置在大梁3的上方，所述抵靠机构、支撑机构、移动机构和 调节机构均设置在大梁3的下方；
当需要运输该拖车式水平定向钻探装置时，将大梁3下方的抵靠机构放置 在卡车上，利用卡车拖动，同时移动机构接触地面，减轻卡车的负担，便于该 钻探装置的运输，当卡车将装置运输到施工位置处时，支撑机构运行，使大梁3 的位置升高，由支撑机构和移动机构实现对大梁3的支撑，使抵靠机构脱离卡 车，便于卡车离开，在卡车离开后，支撑机构带动大梁3下降，而后调节机构 运行，调节机构接触地面，使移动机构脱离地面，而后支撑机构继续带动大梁3 下降，抵靠机构抵靠在地面上，此时由抵靠机构和调节机构对大梁3进行支撑， 通过大梁3上方的钻机2和推车1配合运行完成钻探工作。
如图2所示，所述移动机构包括滑板4、拉动单元、两个滑动单元和两个移 动单元，所述拉动单元与滑板4传动连接，两个滑动单元分别设置在滑板4的 两侧，两个移动单元分别设置在滑板4的下方的两侧，所述拉动单元包括第一 电机5、缓冲块6、第一驱动轴7、线盘8和拉线9，所述第一电机5和缓冲块6 均固定在大梁3的下方，所述第一驱动轴7设置在第一电机5和缓冲块6之间， 所述第一电机5与第一驱动轴7传动连接，所述线盘8套设在第一驱动轴7上， 所述拉线9的一端设置在线盘8上，所述拉线9的另一端与滑板4连接，所述 移动单元包括支板10和滚轮11，所述支板10的顶端固定在滑板4的下方，所 述滚轮11设置在支板10的底端；
该移动机构中，利用拉动单元改变滑板4的高度位置，使拉动单元的高度 改变，拉动单元中，通过第一电机5带动第一驱动轴7转动，使线盘8旋转， 拉紧或放松拉线9，使滑板4滑动，当滑板4向下滑动时，移动单元中的支板 10的底端的滚轮11接触地面，实现对大梁3支撑的同时，便于设备的移动，从 而减轻了卡车的负担，而当滑板4向上移动时，使滚轮11脱离地面，便于调节 机构调节大梁3的角度，防止调节大梁3角度时滚轮11接触地面。
如图3所示，所述抵靠机构包括抵靠板12、移动环13、框架14、铰接块 15和两个抵靠组件，所述铰接块15固定在抵靠板12的上方，所述框架14的竖 向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向抵靠板12，所述抵靠板12的两 端固定在抵靠板12的上方，所述移动环13套设在框架14上，两个抵靠组件分 别与铰接块15和框架14一一对应；
所述抵靠组件包括驱动单元、移动块16、固定块17、伸缩架18和两个第 一连杆19，所述驱动单元位于移动块16的远离固定块17的一侧，所述固定块 17固定在大梁3的下方，所述伸缩架18的顶端的两侧分别与移动块16和固定 块17铰接，所述伸缩架18的底端的两侧分别与两个第一连杆19铰接，两个抵 靠组件中，其中一个抵靠组件的第一连杆19与铰接块15铰接，另一个抵靠组 件的第一连杆19与移动环13铰接。
抵靠组件中，由两个抵靠组件分别带动移动环13和铰接块15向下运动， 在抵靠组件内，由驱动单元带动移动块16移动，改变移动块16和固定块17之 间的距离，使伸缩架18发生伸缩，当需要进行钻探作业时，移动块16向固定 块17靠近，使伸缩架18伸缩，从而带动两个第一连杆19转动，使两个第一连 杆19的夹角缩小，进而带动移动环13下降和铰接块15下降，当两个抵靠组件 中的移动块16与固定块17之间的距离变化不等时，移动环13在框架14上滑 动，抵靠板12下降的同时发生转动，通过调节抵靠板12的角度，使抵靠板12 贴合在地面上，相比现有的支撑方式，利用抵靠板12进行支撑，增大了支撑面 积，加强了支撑效果，减轻了钻探作业时大梁3上方的抖动。
作为优选，为了带动滑板4平稳地移动，所述滑动单元包括滑轨20和滑环 21，所述滑轨20的竖向截面的形状为U形，所述滑轨20的两端固定在大梁3 的下方，所述滑环21套设在滑轨20上，所述滑环21与滑板4固定连接。滑轨 20的位置固定，从而使滑环21在固定的方向上滑动，进而带动滑板4平稳地移 动。
作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加强滑轨20与大梁3之间 连接的稳固性，所述滑轨20与大梁3为一体成型结构。
作为优选，利用钢丝绳耐拉强度大的特点，为了保证拉线9的强度，所述 拉线9为钢丝绳。
如图3所示，所述驱动单元包括第二电机22、第二连杆23和第三连杆24， 所述第二电机22固定在大梁3的下方，所述第二电机22与第二连杆23传动连 接，所述第二连杆23通过第三连杆24与移动块16铰接。
驱动单元中，第二电机22带动第二连杆23转动，第二连杆23通过第三连 杆24带动移动块16发生移动，从而改变了移动块16和固定块17之间的距离。
作为优选，为了固定移动块16的移动方向，所述第二电机22和固定块17 之间设有固定杆25，所述移动块16套设在固定杆25上。利用第二电机22和固 定块17固定了固定杆25的位置，从而便于移动块16沿着固定杆25的轴线进 行平稳地移动。
作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止框架14受力变形，所述 框架14的制作材料为钛合金。
作为优选，为了实现对大梁3的支撑，所述支撑机构包括两个支撑组件， 两个支撑组件分别设置在大梁3的下方的两侧，所述支撑组件包括油箱26、油 泵27、油缸28和活塞29，所述油箱26、油泵27和油缸28均固定在大梁3的 下方，所述油箱26通过油泵27与油缸28连通，所述活塞29的顶端设置在油 缸28内，所述活塞29的底端位于活塞29的下方。油泵27可改变油箱26中的 油压，根据油压的变化，使活塞29移动。
如图4所示，所述调节机构包括第三电机30、支撑板31和两个调节组件， 所述第三电机30固定在大梁3的下方，所述支撑板31位于第三电机30的下方， 两个调节组件分别设置在第三电机30的两侧，所述调节组件包括第三驱动轴32、 轴承37、滑块33、第四连杆34和连接块35，所述轴承37固定在大梁3的下方， 所述第三驱动轴32设置在第三电机30和轴承37之间，所述第三电机30与第 三驱动轴32传动连接，所述第三驱动轴32的外周设有外螺纹，所述滑块33套 设在第三驱动轴32上，所述滑块33内设有内螺纹，所述滑块33内的内螺纹与 第三驱动轴32上的外螺纹相匹配，所述滑块33通过第四连杆34与连接块35 铰接，所述连接块35固定在支撑板31的上方。
第三电机30运行，带动第三驱动轴32转动，使第三驱动轴32上的外螺纹 作用于滑块33内的内螺纹，使滑块33沿着第三驱动轴32的轴线移动，通过第 四连杆34改变连接块35的高度位置，当两个滑块33向第三电机30靠近时， 连接块35带动支撑板31下降，从而使支撑板31支撑地面，随着滑块33的继 续移动，使两个第三连杆24之间的夹角缩小，从而使大梁3的靠近移动机构的 一端的高度增加，便于移动机构中的移动单元向上滑动，从而进行大梁3的角 度调节。
作为优选，为了检测抵靠板12与地面是否平行，所述抵靠板12的两侧均 设有两个距离传感器36。利用抵靠板12上的距离传感器36检测与地面的距离， 当四个距离传感器36检测到的距离数据相同时，表示抵靠板12与地面平行， 否则抵靠板12与地面之间存在一定夹角，需要通过抵靠组件调节抵靠板12的 角度，使抵靠板12与地面平行。
该拖车式定向钻探装置在需要进行运输时，通过拉动单元使滑板4向下滑 动，降低移动单元中支板10的高度位置，使滚轮11接触地面，实现对大梁3 的支撑，同时便于大梁3的移动，减轻卡车运输的负担，不仅如此，利用驱动 单元带动移动块16靠近固定块17，使抵靠组件中的伸缩架18向下伸缩，使抵 靠板12贴合地面，对大梁3进行支撑固定，防止钻探作业时大梁3抖动，影响 钻探精度。
与现有技术相比，该用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置通过 移动机构改变滚轮11的高度位置，使滚轮11接触地面，实现支撑的同时，便 于设备的移动，减轻卡车运输的负担，与现有的移动机构相比，该移动机构可 根据工作需要进行升高，防止在调节大梁3角度时，滚轮11接触到地面，影响 大梁3的角度调节，不仅如此，通过抵靠机构降低抵靠板12的高度位置，并调 节抵靠板12的角度，使其贴合地面，对大梁3进行支撑，由于增加了支撑面积， 可减轻钻探作业时大梁3的抖动，保证了钻探精度，与现有的抵靠机构相比， 该抵靠机构通过伸缩架18带动抵靠板12移动，不仅节省了空间，同时还增加 了抵靠板12的移动范围，进而提高了设备的实用性。
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)
1.一种用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，包括推车(1)、钻机(2)、大梁(3)、移动机构、抵靠机构、支撑机构和调节机构，所述推车(1)和钻机(2)均设置在大梁(3)的上方，所述抵靠机构、支撑机构、移动机构和调节机构均设置在大梁(3)的下方；
所述移动机构包括滑板(4)、拉动单元、两个滑动单元和两个移动单元，所述拉动单元与滑板(4)传动连接，两个滑动单元分别设置在滑板(4)的两侧，两个移动单元分别设置在滑板(4)的下方的两侧，所述拉动单元包括第一电机(5)、缓冲块(6)、第一驱动轴(7)、线盘(8)和拉线(9)，所述第一电机(5)和缓冲块(6)均固定在大梁(3)的下方，所述第一驱动轴(7)设置在第一电机(5)和缓冲块(6)之间，所述第一电机(5)与第一驱动轴(7)传动连接，所述线盘(8)套设在第一驱动轴(7)上，所述拉线(9)的一端设置在线盘(8)上，所述拉线(9)的另一端与滑板(4)连接，所述移动单元包括支板(10)和滚轮(11)，所述支板(10)的顶端固定在滑板(4)的下方，所述滚轮(11)设置在支板(10)的底端；
所述抵靠机构包括抵靠板(12)、移动环(13)、框架(14)、铰接块(15)和两个抵靠组件，所述铰接块(15)固定在抵靠板(12)的上方，所述框架(14)的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向抵靠板(12)，所述抵靠板(12)的两端固定在抵靠板(12)的上方，所述移动环(13)套设在框架(14)上，两个抵靠组件分别与铰接块(15)和框架(14)一一对应；
所述抵靠组件包括驱动单元、移动块(16)、固定块(17)、伸缩架(18)和两个第一连杆(19)，所述驱动单元位于移动块(16)的远离固定块(17)的一侧，所述固定块(17)固定在大梁(3)的下方，所述伸缩架(18)的顶端的两侧分别与移动块(16)和固定块(17)铰接，所述伸缩架(18)的底端的两侧分别与两个第一连杆(19)铰接，两个抵靠组件中，其中一个抵靠组件的第一连杆(19)与铰接块(15)铰接，另一个抵靠组件的第一连杆(19)与移动环(13)铰接。
2.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述滑动单元包括滑轨(20)和滑环(21)，所述滑轨(20)的竖向截面的形状为U形，所述滑轨(20)的两端固定在大梁(3)的下方，所述滑环(21)套设在滑轨(20)上，所述滑环(21)与滑板(4)固定连接。
3.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述滑轨(20)与大梁(3)为一体成型结构。
4.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述拉线(9)为钢丝绳。
5.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述驱动单元包括第二电机(22)、第二连杆(23)和第三连杆(24)，所述第二电机(22)固定在大梁(3)的下方，所述第二电机(22)与第二连杆(23)传动连接，所述第二连杆(23)通过第三连杆(24)与移动块(16)铰接。
6.如权利要求5所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述第二电机(22)和固定块(17)之间设有固定杆(25)，所述移动块(16)套设在固定杆(25)上。
7.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述框架(14)的材质为钛合金。
8.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述支撑机构包括两个支撑组件，两个支撑组件分别设置在大梁(3)的下方的两侧，所述支撑组件包括油箱(26)、油泵(27)、油缸(28)和活塞(29)，所述油箱(26)、油泵(27)和油缸(28)均固定在大梁(3)的下方，所述油箱(26)通过油泵(27)与油缸(28)连通，所述活塞(29)的顶端设置在油缸(28)内，所述活塞(29)的底端位于活塞(29)的下方。
9.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述调节机构包括第三电机(30)、支撑板(31)和两个调节组件，所述第三电机(30)固定在大梁(3)的下方，所述支撑板(31)位于第三电机(30)的下方，两个调节组件分别设置在第三电机(30)的两侧，所述调节组件包括第三驱动轴(32)、轴承(37)、滑块(33)、第四连杆(34)和连接块(35)，所述轴承(37)固定在大梁(3)的下方，所述第三驱动轴(32)设置在第三电机(30)和轴承(37)之间，所述第三电机(30)与第三驱动轴(32)传动连接，所述第三驱动轴(32)的外周设有外螺纹，所述滑块(33)套设在第三驱动轴(32)上，所述滑块(33)内设有内螺纹，所述滑块(33)内的内螺纹与第三驱动轴(32)上的外螺纹相匹配，所述滑块(33)通过第四连杆(34)与连接块(35)铰接，所述连接块(35)固定在支撑板(31)的上方。
10.如权利要求1所述的用于非挖式管道铺设的拖车式水平定向钻探装置，其特征在于，所述抵靠板(12)的两侧均设有两个距离传感器(36)。
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