CN109339702B - 一种数字化多功能车载钻修机 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种数字化多功能车载钻修机,为车载式结构,车底盘上固定连接有井架、起升液压缸、液压系统、动力系统、支撑机构,井架下端与车底盘铰接,起升液压缸的两端分别与车底盘和井架铰接,液压系统与起升液压缸、支撑机构连接,起升油缸伸缩带动井架在卧倒和垂直直立状态间转换,还包括上杆机构,底座总成,动力系统为双动力方式,井架为双行程举升结构,动力头与上杆机构自动对接,整个操控系统数字化,适用地区环境广,自动化程度高,上下杆效率高,操作灵活、移运方便。

Description

一种数字化多功能车载钻修机
技术领域
本发明专利涉及钻探设备技术领域,具体为一种新型多功能车载钻修机。
背景技术
目前车载钻机一共有两大类,第一类是石油钻机,第二类是煤层气钻机,两类钻机均在不同的两个行业使用,而且都存在着不足,下面分别叙述:
石油钻机的缺点:石油钻机移运性能差,搬家工作量大,石油车载钻机为了安装井口设备,单独另配块装式钻台,钻机整体移运性能不好;石油车载钻机是机械传动,自动化程度低,设备故障多;游动系统靠重力下放,无法实现下压功能,表层钻井建井周期长;
煤层气钻机的缺点:煤层气钻机司钻露天作业,空气钻井尘土飞扬;工作环境十分艰苦;煤层气钻机钻台低,空间小,无法满足安装井口设备的要求,地层压力高的油气井无法使用;煤层气钻机的顶驱动力头行程均在米之内,只能提升单根,大大增加了起下钻工作量;
同时,上杆机构自动化程度低,需要人工校正对接,费时费力,上下杆操作时间过长,影响生产效率,石油钻机和煤层气钻机都存在着以上诸多缺点,限制了石油钻机和煤层气钻机的使用范围。
发明内容
针对以上技术问题,本发明专利提供了一种数字化多功能车载钻修机,该钻机既适应钻石油油气井,又能钻煤层气井、水源井、地热井,它很好的解决了石油钻机和煤层气钻机存在的缺点,适用地区环境广,自动化程度高,上下杆效率高,操作灵活、移运方便。
为实现上述发明目的,本发明所采取的技术方案为:
一种数字化多功能车载钻修机,为车载式结构,包括车底盘,车体车底盘上固定连接有井架、起升液压缸、液压系统、动力系统、支撑机构,井架下端与车底盘铰接,起升液压缸的两端分别与车底盘和井架铰接,液压系统与起升液压缸、支撑机构连接,起升油缸伸缩带动井架在卧倒和垂直直立状态间转换,还包括上杆机构,它包括固定座、举升推杆装置Ⅰ、举升架、V形槽、推进推杆装置Ⅱ,固定座底部与钻台支架固定连接,固定座顶部通过销轴Ⅰ与举升架前端铰接,举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ均为伸缩杆结构,举升推杆装置Ⅰ的固定端通过销轴Ⅱ与固定座中下部铰接,伸缩端通过销轴Ⅲ与举升架尾端下部铰接,举升推杆装置Ⅰ伸缩,带动举升架竖直角度翻转;V形槽为放置钻杆用长槽,推进推杆装置Ⅱ的固定端与举升架通过销轴Ⅳ铰接,伸缩端与V形槽前端通过销轴Ⅴ铰接,V形槽前端设置有夹紧钳,用以夹紧钻杆,固定钻杆与V形槽的连接,V形槽与举升架滑动连接,推进推杆装置Ⅱ伸缩,带动V形槽在举升架上前后位移。
还包括底座总成,车底盘设置有支撑机构,包括支腿油缸、斜撑油缸,底座总成包括前后连接的前车支撑板、后车支撑板、辅架支撑,前车支撑板包括左右两个长方形前撑,两个前撑中前端中间通过支撑头板连接,前撑的后端与后车支撑板前端连接,后车支撑板包括左右两个主撑板,两个主撑板前后端通过连接件连接,主撑板为长方形板,其宽度大于前撑的宽度,辅架支撑为方形板,后车支撑板与辅架支撑宽度相同;所述的前车支撑板、后车支撑板、辅架支撑固定连接有加强筋,支撑头板中心以及后车支撑板前后端加强筋上方设置有撑座,撑座位置与车底盘支腿油缸对应,支腿油缸下移伸出后与撑座连接,后车支撑板撑座附近设置有销座,销座用以连接车底座总成斜撑油缸,一个撑座附近设置两个销座,销座设置在加强筋上方。
所述的举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ为液压推杆、电推杆或气动推杆;进一步地,所述的举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ设置有距离传感器监测其伸缩量,根据该伸缩量判断举升油缸的翻转角度和V形槽的前行距离。
进一步地,所述的夹紧钳前端,即朝向顶驱动力头方向端设置有到位传感器,当动力头到位后,发出信号,使得V形槽带动钻杆继续前行与顶驱动力头对接。
所述的V形槽的滑动面与销轴Ⅰ和销轴Ⅲ的中心连线以及钻杆两两平行,举升推杆装置Ⅰ的下端销轴Ⅱ到销轴Ⅰ的距离及所在直线的角度固定,销轴Ⅰ到销轴Ⅲ的距离固定,销轴Ⅱ到销轴Ⅲ的长度通过距离传感器监测,可以计算得出,最后通过数学计算公式可以得出举升架的倾斜角度,根据该倾斜角度,可以控制可翘顶驱动力头的倾斜角度与钻杆角度匹配,通过夹紧钳前端的到位传感器,可以确保顶驱动力头与钻杆直线匹配,然后控制推进推杆装置Ⅱ伸缩即可完成钻杆与顶驱动力头的完美精准对接,对接之后,可翘动力头旋转完成钻杆与动力头的固定;所述的V形槽底部与举升架顶部滑动连接,举升架两侧上端设置有限位块,限制V形槽的位移方向。
所述的撑座共五个,其中后车支撑板设置有四个撑座,与车底盘主要的四个支腿油缸对应,撑座下方的加强筋至少设置两根。
所述的两个主撑板后端之间的孔隙用以钻孔预留空间;两个前撑之间的间隙与两个主撑板之间的间隙相同;所述的前撑的宽度大于车底盘底部支撑轮胎的宽度,前车支撑板和后车支撑板的总长度大于车底座总成的长度;所述的前车支撑板、后车支撑板设置有校准标识,便于车体与底座总成位置校正。
整个底座总成为组装式结构,拆装后便于转运,前撑前段设置有斜坡,便于车体行走;所述的前车支撑板、后车支撑板的加强筋纵横交错,加强筋为槽钢。
所述的动力系统包括柴油机、电动机、万向轴、分动箱,柴油机和电动机分别通过万向轴与分动箱的输入端连接,柴油机和万向轴之间设置有离合器,分动箱与液压系统连接,具体连接多个液压泵,根据实际生产需求进行动力系统的选择切换。
-所述的井架下端固定连接钻台,钻台钻孔正上方固定设置有液压夹口钳用以夹紧钻杆,便于顶驱动力头与钻杆分离或连接,井架包括固定桅杆、滑动桅杆、顶驱动力头、天车、升降油缸、钢丝绳,天车固定设置在滑动桅杆顶部,升降油缸为两组固定设置在滑动桅杆两侧的固定桅杆上,其活塞杆端部与天车固定连接,固定桅杆包括固定连接的两根平行的主杆,主杆内侧设置有滑道Ⅰ,滑动桅杆两边侧通过滑道Ⅰ与固定桅杆上下滑动连接,滑动桅杆设置滑道Ⅱ,顶驱动力头通过滑道Ⅱ与滑动桅杆上下滑动连接,所述的天车设置有滑轮Ⅰ,滑动桅杆下端设置有滑轮Ⅱ,顶驱动力头设置在固定桅杆前侧,固定桅杆背侧设置有绳座,钢丝绳包括绳Ⅰ、绳Ⅱ,绳Ⅰ一端与绳座固定连接,另一端绕过滑轮Ⅰ与顶驱动力头上端固定连接,绳Ⅱ一端与绳座下端固定连接,另一端绕过滑轮Ⅱ与顶驱动力头下端固定连接。
所述的滑轮包括两组,一组在天车前侧、一组在天车背侧,保证绳Ⅰ垂直方向。
通过升降油缸动作,控制滑动桅杆带动顶驱动力头上下位移,滑动桅杆上升时,绳Ⅰ总长度固定,拉动顶驱动力头以双倍滑动桅杆行程的速度提升,当滑动桅杆下降时,绳Ⅱ拉动顶驱动力头下压;所述的升降油缸的活塞杆行程为11米,一般钻杆的长度为9米左右,通过该井架可完成一次两根钻杆的上下杆操作。
所述的顶驱动力头为可翘式液压动力头,翘起角度可调,该可翘式动力头为现有技术,翘角驱动用油缸设置有距离传感器,可采集距离信号精确控制翘起角度,便于数字化控制系统控制上杆机构角度保持一致,便于精准对接。
该数字化多功能车载钻修机还包括钻台加宽台、数字化控制系统、司钻房,钻台加宽台与钻台连接,司钻房设置在钻台加宽台上,窗口正对钻台现场。司钻控制房内配空调、暖气及钻机的数字化控制系统,司钻坐在司钻控制房内操作钻机,改善了司钻的工作环境,解决了原来煤层气钻机司钻露天作业工作环境艰苦的问题。
所述的数字化控制系统包括操控主机、实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例控制装置,操控主机包括显示屏、存储器、PLC控制器、打印设备,实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例阀、显示屏、存储器、打印设备均与PLC控制器连接,数据采集装置包括现场传感器,其包括压力传感器、转速传感器、扭矩传感器、距离传感器、到位传感器,压力传感器分别设置在顶驱动力头、升降油缸、支腿油缸、液压系统处,扭矩传感器和转速传感器设置在顶驱动力头处,距离传感器设置在升降油缸、可翘动力头、上杆机构各油缸处, 到位传感器设置在上杆机构夹紧钳前端,PLC控制器通过数据采集装置,将各参数信号接收处理为有效数据,通过显示器进行显示,通过存储器进行记录存档,PLC控制器通过电液比例阀输出控制:电液比例阀根据PLC控制器输入的电气信号调节液压系统,调节泵的出口流量,进而控制马达转速、扭矩及油缸起落速度、压力,各油缸的伸出距离;根据输入的PLC输入的电气信号的大小和方向同时控制马达的正反转和转速;在钻进的过程中,依据PLC输入的电气信号的大小对钻杆转速和油缸推进压力进行调节控制,实现按输入的参数信号控制钻机的操作;操控主机还设置有网卡与远程计算机网络连接,实现远程计算机的监控。
所述的实时视频监控系统包括现场摄像头,设置在顶驱动力头、上杆机构及井口处,实时将实时画面传送到司钻房,对工作状况进行实时视频监控。
通过数字化控制系统实现钻机操作靠人机交互,触摸屏输入,按输入的程序、参数运作钻井,操作数据数字化管理,实现起、下钻具操作的全程程控化、自动化的机、电、液与信息一体化的数字化煤层气钻机,有效地降低操作人员的劳动强度,提高生产效率,减少操作错误,增加安全性可靠性,实现煤层气钻机操作数字化控制。
本发明专利的有益效果为:
1.本发明采用了车装式结构,将钻机井架以及钻台均安装在车底盘上,提高了钻机的移运性能,缩短了钻机的搬家时间。很好的解决了石油钻机移运性能差的缺点,特别是钻台安装在车底盘上,随车底盘一起运输是其它石油车载钻机所没有的特点。
2. 新型的微型上杆机与可翘顶驱动力头配合,实现了自动化对接钻杆的功能,替代了过去石油钻机的小鼠洞,使用更加方便,而且更容易实现精准对接或拆卸钻杆的功能,极大的提高了上下杆效率。
3.配备了可提升双立根行程的倍增式桅杆井架结构,实现了顶驱动力头行程提升至双立根,顶驱动力头最大行程可达到18-26米之间。彻底解决了煤层气钻机只能提升单根的缺点,同时也解决了石油钻机没有下压功能的缺点。
4.钻台随车底盘一起自动升降的高钻台结构,车地盘支腿油缸伸缩,钻台随车底盘一起自动升降,当钻台升降到要求的高度后,安装斜撑油缸加强稳定性,实现了车载钻机具有高钻台的结构,从而满足了石油油气井需要安装井口设备的要求,解决了原来车载钻机另外单独配套钻台的缺点,也很好的解决了煤层气钻机钻台低,空间小,不能安装井口设备的缺点。
5.双动力系统,柴油机或电动机通过离合器、万向轴驱动分动箱,分动箱驱动多个液压泵,实现整台钻机的液压动力源,在没有电网地区使用柴油机驱动,在有电网地区使用电动机驱动,可大大节约钻井成本。两种驱动相互转换只需改变万向轴的安装连接位置即可,扩大了钻机的生产环境使用范围。
6.通过数字化控制系统实现钻机操作靠人机交互,触摸屏输入,按输入的程序、参数运作钻井,操作数据数字化管理,实现起、下钻具操作的全程程控化、自动化的机、电、液与信息一体化的数字化煤层气钻机,有效地降低操作人员的劳动强度,提高生产效率,减少操作错误,增加安全性可靠性,实现煤层气钻机操作数字化控制;配备了司钻控制房,司钻控制房内配空调、暖气及钻机的数字化控制系统,司钻坐在司钻控制房内操作钻机,改善了司钻的工作环境,解决了原来煤层气钻机司钻露天作业工作环境艰苦的问题。
附图说明
图1为本发明结构总体示意图;
图2为上杆机构3结构示意图;
图3为底座总成2结构示意图;
图4为本发明侧视结构示意图;
图5为本发明实施例井架卧倒状态示意图。
1.车底盘,2.底座总成,3.上杆机构,4.天车,5.动力头,6.钻台,7.起升液压缸,8.支腿油缸,9.斜撑油缸,10.柴油机,11.电动机,12.分动箱,13.绳Ⅰ,14.固定桅杆,15.滑动桅杆,16. 升降油缸,17.滑轮Ⅰ,18.司钻房,21.前车支撑板,22.后车支撑板,23. 辅架支撑,24.连接件,25. 支撑头板,26.撑座,27. 销座,31. 销轴Ⅰ,32. 销轴Ⅱ,33销轴Ⅲ.,34.销轴Ⅳ,35. 销轴Ⅴ,36.固定座,37.举升架,38.V形槽,39. 推杆装置Ⅰ,40.推杆装置Ⅱ,41. 夹紧钳。
具体实施方式
如附图所示的一种数字化多功能车载钻修机,为车载式结构,车体车底盘1上固定连接有井架、起升液压缸7、液压系统、动力系统、支撑机构,井架下端与车底盘1铰接,起升液压缸7的两端分别与车底盘1和井架铰接,液压系统与起升液压缸7、支撑机构连接,起升油缸伸缩带动井架在卧倒和垂直直立状态间转换,还包括上杆机构3,它包括固定座36、举升推杆装置Ⅰ39、举升架37、V形槽38、推进推杆装置Ⅱ40,固定座36底部与钻台6支架固定连接,固定座36顶部通过销轴Ⅰ31与举升架37前端铰接,举升推杆装置Ⅰ39、推进推杆装置Ⅱ40均为伸缩杆结构,举升推杆装置Ⅰ39的固定端通过销轴Ⅱ32与固定座36中下部铰接,伸缩端通过销轴Ⅲ33与举升架37尾端下部铰接,举升推杆装置Ⅰ39伸缩,带动举升架37竖直角度翻转;V形槽38为放置钻杆用长槽,推进推杆装置Ⅱ40的固定端与举升架37通过销轴Ⅳ34铰接,伸缩端与V形槽38前端通过销轴Ⅴ35铰接,V形槽38前端设置有夹紧钳41,用以夹紧钻杆,固定钻杆与V形槽38的连接,V形槽38与举升架37滑动连接,推进推杆装置Ⅱ40伸缩,带动V形槽38在举升架37上前后位移。
还包括底座总成2,车底盘1设置有支撑机构,包括支腿油缸8、斜撑油缸9,底座总成2包括前后连接的前车支撑板21、后车支撑板22、辅架支撑23,前车支撑板21包括左右两个长方形前撑,两个前撑中前端中间通过支撑头板25连接,前撑的后端与后车支撑板22前端连接,后车支撑板22包括左右两个主撑板,两个主撑板前后端通过连接件24连接,主撑板为长方形板,其宽度大于前撑的宽度,辅架支撑23为方形板,后车支撑板22与辅架支撑23宽度相同;所述的前车支撑板21、后车支撑板22、辅架支撑23固定连接有加强筋,支撑头板25中心以及后车支撑板22前后端加强筋上方设置有撑座26,撑座26位置与车底盘1支腿油缸8对应,支腿油缸8下移伸出后与撑座26连接,后车支撑板22撑座26附近设置有销座27,销座27用以连接车底座总成2斜撑油缸9,一个撑座26附近设置两个销座27,销座27设置在加强筋上方。
所述的举升推杆装置Ⅰ39、推进推杆装置Ⅱ40为液压推杆、电推杆或气动推杆;进一步地,所述的举升推杆装置Ⅰ39、推进推杆装置Ⅱ40设置有距离传感器监测其伸缩量,根据该伸缩量判断举升油缸的翻转角度和V形槽38的前行距离。
进一步地,所述的夹紧钳41前端,即朝向顶驱动力头5方向端设置有到位传感器,当动力头5到位后,发出信号,使得V形槽38带动钻杆继续前行与顶驱动力头5对接。
所述的V形槽38的滑动面与销轴Ⅰ31和销轴Ⅲ33的中心连线以及钻杆两两平行,举升推杆装置Ⅰ39的下端销轴Ⅱ32到销轴Ⅰ31的距离及所在直线的角度固定,销轴Ⅰ31到销轴Ⅲ33的距离固定,销轴Ⅱ32到销轴Ⅲ33的长度通过距离传感器监测,可以计算得出,最后通过数学计算公式可以得出举升架37的倾斜角度,根据该倾斜角度,可以控制可翘顶驱动力头5的倾斜角度与钻杆角度匹配,通过夹紧钳41前端的到位传感器,可以确保顶驱动力头5与钻杆直线匹配,然后控制推进推杆装置Ⅱ40伸缩即可完成钻杆与顶驱动力头5的完美精准对接,对接之后,可翘动力头5旋转完成钻杆与动力头5的固定;所述的V形槽38底部与举升架37顶部滑动连接,举升架37两侧上端设置有限位块,限制V形槽38的位移方向。
所述的撑座26共五个,其中后车支撑板22设置有四个撑座26,与车底盘1主要的四个支腿油缸8对应,撑座26下方的加强筋至少设置两根。
所述的两个主撑板后端之间的孔隙用以钻孔预留空间;两个前撑之间的间隙与两个主撑板之间的间隙相同;所述的前撑的宽度大于车底盘1底部支撑轮胎的宽度,前车支撑板21和后车支撑板22的总长度大于车底座总成2的长度;所述的前车支撑板21、后车支撑板22设置有校准标识,便于车体与底座总成2位置校正。
整个底座总成2为组装式结构,拆装后便于转运,前撑前段设置有斜坡,便于车体行走;所述的前车支撑板21、后车支撑板22的加强筋纵横交错,加强筋为槽钢。
所述的动力系统包括柴油机10、电动机11、万向轴、分动箱12,柴油机10和电动机11分别通过万向轴与分动箱12的输入端连接,柴油机10和万向轴之间设置有离合器,分动箱12与液压系统连接,具体连接四个液压泵,根据实际生产需求进行动力系统的选择切换。
所述的井架下端固定连接钻台6,井架包括固定桅杆14、滑动桅杆15、顶驱动力头5、天车4、升降油缸16、钢丝绳,天车4固定设置在滑动桅杆15顶部,升降油缸16为两组固定设置在滑动桅杆15两侧的固定桅杆14上,其活塞杆端部与天车4固定连接,固定桅杆14包括固定连接的两根平行的主杆,主杆内侧设置有滑道Ⅰ,滑动桅杆15两边侧通过滑道Ⅰ与固定桅杆14上下滑动连接,滑动桅杆15设置滑道Ⅱ,顶驱动力头5通过滑道Ⅱ与滑动桅杆15上下滑动连接,所述的天车4设置有滑轮Ⅰ17,滑动桅杆15下端设置有滑轮Ⅱ,顶驱动力头5设置在固定桅杆14前侧,固定桅杆14背侧设置有绳座,钢丝绳包括绳Ⅰ13、绳Ⅱ,绳Ⅰ13一端与绳座固定连接,另一端绕过滑轮Ⅰ17与顶驱动力头5上端固定连接,绳Ⅱ一端与绳座下端固定连接,另一端绕过滑轮Ⅱ与顶驱动力头5下端固定连接。
所述的滑轮包括两组,一组在天车4前侧、一组在天车4背侧,保证绳Ⅰ13垂直方向。
通过升降油缸16动作,控制滑动桅杆15带动顶驱动力头5上下位移,滑动桅杆15上升时,绳Ⅰ13总长度固定,拉动顶驱动力头5以双倍滑动桅杆15行程的速度提升,当滑动桅杆15下降时,绳Ⅱ拉动顶驱动力头5下压;所述的升降油缸16的活塞杆行程为11米,一般钻杆的长度为9米左右,通过该井架可完成一次两根钻杆的上下杆操作。
所述的顶驱动力头5为可翘式液压动力头5,翘起角度可调,翘角驱动用油缸设置有距离传感器,可采集距离信号精确控制翘起角度,便于与上杆机构3角度保持一致。
该数字化多功能车载钻修机还包括钻台6加宽台、数字化控制系统、司钻房18,钻台6加宽台与钻台6连接,司钻房18设置在钻台6加宽台上,窗口正对钻台6现场。司钻控制房内配空调、暖气及钻机的数字化控制系统,司钻坐在司钻控制房内操作钻机,改善了司钻的工作环境,解决了原来煤层气钻机司钻露天作业工作环境艰苦的问题。
所述的数字化控制系统包括操控主机、实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例控制装置,操控主机包括显示屏、存储器、PLC控制器、打印设备,实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例阀、显示屏、存储器、打印设备均与PLC控制器连接,数据采集装置包括现场传感器,其包括压力传感器、转速传感器、扭矩传感器、距离传感器,压力传感器分别设置在顶驱动力头5、升降油缸16、支腿油缸8、液压系统处,扭矩传感器和转速传感器设置在顶驱动力头5处,距离传感器设置在升降油缸16、可翘动力头5、上杆机构3各油缸处,PLC控制器通过数据采集装置,将各参数信号接收处理为有效数据,通过显示器进行显示,通过存储器进行记录存档,PLC控制器通过电液比例阀输出控制:电液比例阀根据PLC控制器输入的电气信号调节液压系统,调节泵的出口流量,进而控制马达转速、扭矩及油缸起落速度、压力,各油缸的伸出距离;根据输入的PLC输入的电气信号的大小和方向同时控制马达的正反转和转速;在钻进的过程中,依据PLC输入的电气信号的大小对钻杆转速和油缸推进压力进行调节控制,实现按输入的参数信号控制钻机的操作;操控主机还设置有网卡与远程计算机网络连接,实现远程计算机的监控。
所述的实时视频监控系统包括现场摄像头,设置在顶驱动力头5、上杆机构3及井口处,实时将实时画面传送到司钻房18,对工作状况进行实时视频监控。
本发明方案将煤层气钻机和石油钻机融合在一起,不但继承了两种钻机的优点,而且很好的解决了两种钻机所存在的缺点,它该发明专利所述的是一种既可以用于石油油气井的勘探开发,也可用于煤层气井、水源井、地热井的勘探开发,并可用于修井作业的一种新型多功能车载钻修机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数字化多功能车载钻修机,其特征是,为车载式结构,包括车底盘,车体车底盘上固定连接有井架、起升液压缸、液压系统、动力系统、支撑机构,井架下端与车底盘铰接,起升液压缸的两端分别与车底盘和井架铰接,液压系统与起升液压缸、支撑机构连接,起升油缸伸缩带动井架在卧倒和垂直直立状态间转换,还包括上杆机构,它包括固定座、举升推杆装置Ⅰ、举升架、V形槽、推进推杆装置Ⅱ,固定座底部与钻台支架固定连接,固定座顶部通过销轴Ⅰ与举升架前端铰接,举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ均为伸缩杆结构,举升推杆装置Ⅰ的固定端通过销轴Ⅱ与固定座中下部铰接,伸缩端通过销轴Ⅲ与举升架尾端下部铰接,举升推杆装置Ⅰ伸缩,带动举升架竖直角度翻转;V形槽为放置钻杆用长槽,推进推杆装置Ⅱ的固定端与举升架通过销轴Ⅳ铰接,伸缩端与V形槽前端通过销轴Ⅴ铰接,V形槽前端设置有夹紧钳,用以夹紧钻杆,固定钻杆与V形槽的连接,V形槽与举升架滑动连接,推进推杆装置Ⅱ伸缩,带动V形槽在举升架上前后位移;
还包括底座总成,车底盘设置有支撑机构,包括支腿油缸、斜撑油缸,底座总成包括前后连接的前车支撑板、后车支撑板、辅架支撑,前车支撑板包括左右两个长方形前撑,两个前撑中前端中间通过支撑头板连接,前撑的后端与后车支撑板前端连接,后车支撑板包括左右两个主撑板,两个主撑板前后端通过连接件连接,主撑板为长方形板,其宽度大于前撑的宽度,辅架支撑为方形板,后车支撑板与辅架支撑宽度相同;所述的前车支撑板、后车支撑板、辅架支撑固定连接有加强筋,支撑头板中心以及后车支撑板前后端加强筋上方设置有撑座,撑座位置与车底盘支腿油缸对应,支腿油缸下移伸出后与撑座连接,后车支撑板撑座附近设置有销座,销座用以连接车底座总成斜撑油缸,一个撑座附近设置两个销座,销座设置在加强筋上方;
所述的动力系统包括柴油机、电动机、万向轴、分动箱,柴油机和电动机分别通过万向轴与分动箱的输入端连接,柴油机和万向轴之间设置有离合器,分动箱与液压系统连接;
所述的撑座共五个,其中后车支撑板设置有四个撑座,与车底盘主要的四个支腿油缸对应,撑座下方的加强筋至少设置两根;所述的两个主撑板后端之间的孔隙用以钻孔预留空间;两个前撑之间的间隙与两个主撑板之间的间隙相同;所述的前撑的宽度大于车底盘底部支撑轮胎的宽度,前车支撑板和后车支撑板的总长度大于车底座总成的长度;所述的前车支撑板、后车支撑板设置有校准标识,便于车体与底座总成位置校正;整个底座总成为组装式结构,所述的前车支撑板、后车支撑板的加强筋纵横交错,加强筋为槽钢。
2.根据权利要求1所述的数字化多功能车载钻修机,其特征是,所述的井架下端固定连接钻台,钻台钻孔正上方固定设置有液压夹口钳用以夹紧钻杆,井架包括固定桅杆、滑动桅杆、顶驱动力头、天车、升降油缸、钢丝绳,天车固定设置在滑动桅杆顶部,升降油缸为两组固定设置在滑动桅杆两侧的固定桅杆上,其活塞杆端部与天车固定连接,固定桅杆包括固定连接的两根平行的主杆,主杆内侧设置有滑道Ⅰ,滑动桅杆两边侧通过滑道Ⅰ与固定桅杆上下滑动连接,滑动桅杆设置滑道Ⅱ,顶驱动力头通过滑道Ⅱ与滑动桅杆上下滑动连接,所述的天车设置有滑轮Ⅰ,滑动桅杆下端设置有滑轮Ⅱ,顶驱动力头设置在固定桅杆前侧,固定桅杆背侧设置有绳座,钢丝绳包括绳Ⅰ、绳Ⅱ,绳Ⅰ一端与绳座固定连接,另一端绕过滑轮Ⅰ与顶驱动力头上端固定连接,绳Ⅱ一端与绳座下端固定连接,另一端绕过滑轮Ⅱ与顶驱动力头下端固定连接。
3.根据权利要求1所述的数字化多功能车载钻修机,其特征是,所述的举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ为液压推杆、电推杆或气动推杆;进一步地,所述的举升推杆装置Ⅰ、推进推杆装置Ⅱ设置有距离传感器监测其伸缩量;所述的夹紧钳前端,即朝向顶驱动力头方向端设置有到位传感器。
4.根据权利要求1所述的数字化多功能车载钻修机,其特征是,还包括数字化控制系统、司钻房,司钻房窗口正对钻台现场,司钻房内配空调、暖气及钻机的数字化控制系统;所述的数字化控制系统包括操控主机、实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例控制装置,操控主机包括显示屏、存储器、PLC控制器、打印设备,实时视频监控系统、数据采集装置、电液比例阀、显示屏、存储器、打印设备均与PLC控制器连接,数据采集装置包括现场传感器,其包括压力传感器、转速传感器、扭矩传感器、距离传感器、到位传感器,压力传感器分别设置在顶驱动力头、升降油缸、支腿油缸、液压系统处,扭矩传感器和转速传感器设置在顶驱动力头处,距离传感器设置在升降油缸、可翘动力头、上杆机构各油缸处,到位传感器设置在上杆机构夹紧钳前端,PLC控制器通过数据采集装置,将各参数信号接收处理为有效数据,通过显示器进行显示,通过存储器进行记录存档,PLC控制器通过电液比例阀输出控制:电液比例阀根据PLC控制器输入的电气信号调节液压系统,调节泵的出口流量,进而控制马达转速、扭矩及油缸起落速度、压力,各油缸的伸出距离;根据输入的PLC输入的电气信号的大小和方向同时控制马达的正反转和转速;在钻进的过程中,依据PLC输入的电气信号的大小对钻杆转速和油缸推进压力进行调节控制,实现按输入的参数信号控制钻机的操作。
5.根据权利要求2所述的数字化多功能车载钻修机,其特征是,升降油缸动作,控制滑动桅杆带动顶驱动力头上下位移,滑动桅杆上升时,绳Ⅰ总长度固定,拉动顶驱动力头以双倍滑动桅杆行程的速度提升,当滑动桅杆下降时,绳Ⅱ拉动顶驱动力头下压;所述的升降油缸的活塞杆行程为11米。
6.根据权利要求2所述的数字化多功能车载钻修机,其特征是,所述的顶驱动力头为可翘式液压动力头,翘起角度可调,翘角驱动用油缸设置有距离传感器。
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