CN110685608A - 一种机械动力头长行程给进机构及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械动力头长行程给进机构及其操作方法，包括钻机机架、电动机、离合器、变速箱、油泵、卷扬机、水刹装置、卷扬机机架、套筒滚子链、六方立轴、钻杆、液压卡盘、动力头、弧齿箱、万向联轴器一、气动离合器一、分动箱、气动离合器二和万向联轴器二。本发明还公开了一种机械动力头长行程给进机构的操作方法。本发明采用机械动力头，动力传动效率高，高效节能；采用机械动力头双油缸长行程给进装置，给进行程达到3.33米，一次给进后即可取芯；动力头滑架采用滚轮结构，变滑动摩擦为滚动摩擦，减少了轨道磨损，降低了运行阻力，且方便维修和更换。
Description
技术领域
本发明属于地质勘探技术领域，涉及一种机械动力头长行程给进机构及其操作方法。
背景技术
随着核工业地浸铀矿勘探取芯以及地浸工艺孔任务量逐年增加，勘探及施工孔径加大以及钻孔越来越深，目前市场现有的拖车式钻探机组已经不能满足中深孔的使用要求。
为有效节约辅助工作时间，提高工作效率，现有技术中，急需一种机械动力头长行程给进机构及其操作方法。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种机械动力头长行程给进机构及其操作方法。采用机械动力头，动力传动效率高，高效节能；采用机械动力头双油缸长行程给进装置，给进行程达到3.33米，一次给进后即可取芯；动力头滑架采用滚轮结构，变滑动摩擦为滚动摩擦，减少了轨道磨损，降低了运行阻力，且方便维修和更换。
其技术方案如下：
一种机械动力头长行程给进机构，包括钻机机架1、电动机2、离合器3、变速箱4、油泵5、卷扬机6、水刹装置7、卷扬机机架8、套筒滚子链9、六方立轴10、钻杆11、液压卡盘12、动力头13、弧齿箱14、万向联轴器一15、气动离合器一16、分动箱17、气动离合器二18和万向联轴器二19；所述电动机2、离合器3、变速箱4、分动箱17、卷扬机机架8通过螺栓安装固定在钻机机架1上，卷扬机6用螺栓固定安装在卷扬机机架8上.。电机传动轴与离合器传动轴一侧相连，离合器传动轴另一侧与变速箱传动轴一侧相连，变速箱传动轴另一侧与万向联轴器一15的一侧相连，万向联轴器一15的另一侧与分动箱X方向传动轴一侧相连，分动箱X方向传动轴另一侧与气动离合器二18相连后与万向联轴器二19相连，万向联轴器二19另一侧与齿轮箱X方向相连，齿轮箱Y方向通过六方立轴10与动力头13相连，动力头13通过连接盘与开合式液压卡盘12相连，钻杆11卡装在液压卡盘12。分动箱Z方向传动轴一侧与气动离合器一16相连，分动箱Z方向传动轴另一侧与卷扬机传动轴一侧之间用套筒滚子链9相连，卷扬机传动轴另一侧与水刹装置7传动轴相连，齿轮油泵5通过齿轮油泵传动轴与变速箱4上部连接。该钻机的传动系统的动力由电动机2提供，形成两条传动路线。
进一步，卷扬机机架上设有张紧机构20，张紧机构20一边安装固定在卷扬机机架上，套筒滚子链穿过张紧机构另一边结构。
进一步，分动箱17用螺栓安装在卷扬机机架下部位置的钻机机架1上。
进一步，所述卷扬机6上增设有大钩过位安全系统。
进一步，所属卷扬机6设计了液压操控机构，实现了卷扬机的远程操控性能。
该机的液压操控机构采取了两级压力制，前两组阀压力20MPA钻机主阀16MPA，更好的满足了钻探工艺和主机动作的需要；
一种机械动力头长行程给进机构的操作方法，包括以下步骤，电动机2工作提供动力，将动力通过离合器3传至变速箱4、万向联轴器一，然后将动力传递至分动箱17，此处传动系统经分动箱17提供两个方向的动力，路线一经分动箱Z方向传动轴、气动离合器二18、套筒滚子链9将动力传递至卷扬机6，带动卷扬机6旋转工作，同时将动力通过卷扬机轴传递给水刹装置7；路线二经分动箱X方向传动轴、气动离合器一16、万向联轴器二19将动力传递至弧齿箱14，弧齿箱14将水平动力转化成垂直动力经六方立轴10传递至液压卡盘12，从而带动动力头13上钻杆11旋转，其液压卡盘12为开合式卡盘，实现对钻杆11的夹紧和松开。操纵控制工作台，使圆柱滚子螺栓型滚轮带动动力头滑架上下滑动，从而实现钻进过程中的长行程给进。
本发明的有益效果：
1、该机采用机械动力头，动力传动效率高，高效节能；
2、该机采用机械动力头双油缸长行程给进装置，给进行程达到3.33米，一次给进后即可取芯；
3、该机采用双油缸长行程给进，给进压力可达20Mpa，最大提升能力可达38t，是目前国内提升能力最强的岩心钻机，处理事故能力强。
4、该机配备钻塔采用伸缩式结构，伸开后长度达到15米，可以满足提9米立根的提升要求，给进油缸可以方便的将钻塔伸出或收回，使钻塔缩短(或伸出)3.33米，钻塔额定负荷35吨，大钩额定负荷可达25吨，结构形式科学可靠。
5、该机配备液压卡盘采用碟簧夹紧、液压松开，夹持可靠，松开行程大，并具有卡瓦磨损自动补偿功能，卡瓦更换、维修方便，卡盘通径达到118，能满足各种绳索取芯钻杆的要求。
6、该机卷扬机增设了大钩过位安全系统(超过警示位置系统立即断电)，增设了大钩负荷显示，极限位置预警提示系统。
7、卷扬机设计了液压操控装置，该装置可以实现卷扬机的远程操控。
8、该机动力头滑架采用滚轮结构，变滑动摩擦为滚动摩擦，减少了轨道磨损，降低了运行阻力，且方便维修和更换。
9、该机可以选配电参显系统，可以实时显示各种钻进参数(动力头转速、给进速度、钻具重量、给进力量、泥浆压力等)，各种参数显示更直观。
10、该机的液压系统采取了两级压力制，前两组阀压力20MPA钻机主阀16MPA，更好的满足了钻探工艺和主机动作的需要；
附图说明
图1为本发明机械动力头长行程给进机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
一种机械动力头长行程给进机构主要部件包括：万向联轴器二19、齿轮箱、传动轴总成10、钻杆11、液压卡盘12、动力头13、动力头滑架、圆柱滚子螺栓型滚轮、滑轨。
滑轨焊接安装在下塔体上，动力头固定在动力头滑架上，圆柱滚子螺栓型滚轮用螺栓安装在动力头滑架上，动力头滑架通过固定套支架固定安装在给进油缸缸径上合适位置，动力头滑架通过给进油缸作用，依靠圆柱滚子螺栓型滚轮实现在下塔体导轨滑道上上下运动，从而带动动力头实现钻进，而实现钻进过程中的长行程给进及强力提拔。
动力从钻机电机部分传出，经离合器、变速箱、分动箱、气动离合器二传递至万向连轴节二，然后传至弧齿箱，传动主轴与弧齿箱连接，弧齿箱将传递过来的水平方向的动力转化为垂直方向的动力，从而带动传动轴总成工作，传动轴总成通过动力头箱体将动力传动至动力头，实现动力向动力头工作机构的动力传递。动力头固定在动力头滑架上，动力头滑架通过给进油缸作用，依靠圆柱滚子螺栓型滚轮实现在下塔体导轨滑道上上下运动，从而带动动力头实现钻进，以及实现钻进过程中的长行程给进及强力提拔。
参照图1，一种机械动力头长行程给进机构，包括钻机机架1、电动机2、离合器3、变速箱4、油泵5、卷扬机6、水刹装置7、卷扬机机架8、套筒滚子链9、六方立轴10、钻杆11、液压卡盘12、动力头13、弧齿箱14、万向联轴器一15、气动离合器一16、分动箱17、气动离合器二18和万向联轴器二19；所述电动机2、离合器3、变速箱4、分动箱17、卷扬机机架8通过螺栓安装固定在钻机机架1上，卷扬机6用螺栓固定安装在卷扬机机架8上.。电机传动轴与离合器传动轴一侧相连，离合器传动轴另一侧与变速箱传动轴一侧相连，变速箱传动轴另一侧与万向联轴器一15的一侧相连，万向联轴器一15的另一侧与分动箱X方向传动轴一侧相连，分动箱X方向传动轴另一侧与气动离合器二18相连后与万向联轴器二19相连，万向联轴器二19另一侧与齿轮箱X方向相连，齿轮箱Y方向通过六方立轴10与动力头13相连，动力头13通过连接盘与开合式液压卡盘12相连，钻杆11卡装在液压卡盘12。分动箱Z方向传动轴一侧与气动离合器一16相连，分动箱Z方向传动轴另一侧与卷扬机传动轴一侧之间用套筒滚子链9相连，卷扬机传动轴另一侧与水刹装置7传动轴相连，齿轮油泵5通过齿轮油泵传动轴与变速箱4上部连接。该钻机的传动系统的动力由电动机2提供，形成两条传动路线。
张紧机构一边安装固定在卷扬机机架上，套筒滚子链穿过张紧机构另一边结构，其作用是对连接分动箱轴与卷扬机轴的套筒滚子链起到张紧作用。分动箱17用螺栓安装在卷扬机机架下部位置的钻机机架1上。
所述卷扬机6上增设有大钩过位安全系统。
一种机械动力头长行程给进机构的操作方法，包括以下步骤，电动机2工作提供动力，将动力通过离合器3传至变速箱4、万向联轴器一，然后将动力传递至分动箱17，此处传动系统经分动箱17提供两个方向的动力，路线一经分动箱Z方向传动轴、气动离合器二18、套筒滚子链9将动力传递至卷扬机6，带动卷扬机6旋转工作，同时将动力通过卷扬机轴传递给水刹装置7；路线二经分动箱X方向传动轴、气动离合器一16、万向联轴器二19将动力传递至弧齿箱14，弧齿箱14将水平动力转化成垂直动力经六方立轴10传递至液压卡盘12，从而带动动力头13上钻杆11旋转，其液压卡盘12为开合式卡盘，实现对钻杆11的夹紧和松开。操纵控制工作台，使圆柱滚子螺栓型滚轮带动动力头滑架上下滑动，从而实现钻进过程中的长行程给进。
卷扬机设计了液压操控装置，该装置可以实现卷扬机的远程操控，提升手柄控制提升油缸夹紧或松开提升制圈，实现卷扬机的提升或停止。刹车手柄控制刹车油缸的开合，控制卷扬机可以使其实现、自由落体、刹车点动、带负荷下放等钻探中的必备性能，该刹车为常闭结构，缸内装有预压紧的碟簧，制圈靠碟簧压紧进行制动，油压靠刹车比例阀控制，压力可在0-13MPA间无级控制，随着压力的提高，刹车力量慢慢变小、直至消失，从而实现对刹车力量的精确控制，该阀具有摩擦定位功能，阀杆可以在行程中的任何位置停留，可以对刹车力量进行准确操控。该机构采取碟簧夹紧、液压打开的方式，油管爆裂或液压系统失压时，碟簧可以快速抱紧制圈，防止事故发生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种机械动力头长行程给进机构，其特征在于：包括钻机机架(1)、电动机(2)、离合器(3)、变速箱(4)、油泵(5)、卷扬机(6)、水刹装置(7)、卷扬机机架(8)、套筒滚子链(9)、六方立轴(10)、钻杆(11)、液压卡盘(12)、动力头(13)、弧齿箱(14)、万向联轴器一(15)、气动离合器一(16)、分动箱(17)、气动离合器二(18)和万向联轴器二(19)；所述电动机(2)、离合器(3)、变速箱(4)、分动箱(17)、卷扬机机架(8)通过螺栓安装固定在钻机机架(1)上，卷扬机(6)用螺栓固定安装在卷扬机机架(8)上，电机传动轴与离合器传动轴一侧相连，离合器传动轴另一侧与变速箱传动轴一侧相连，变速箱传动轴另一侧与万向联轴器一(15)的一侧相连，万向联轴器一(15)的另一侧与分动箱X方向传动轴一侧相连，分动箱X方向传动轴另一侧与气动离合器二(18)相连后与万向联轴器二(19)相连，万向联轴器二(19)另一侧与齿轮箱X方向相连，齿轮箱Y方向通过六方立轴(10)与动力头(13)相连，动力头(13)通过连接盘与开合式液压卡盘(12)相连，钻杆(11)卡装在液压卡盘(12)；分动箱Z方向传动轴一侧与气动离合器一(16)相连，分动箱Z方向传动轴另一侧与卷扬机传动轴一侧之间用套筒滚子链(9)相连，卷扬机传动轴另一侧与水刹装置(7)传动轴相连，齿轮油泵(5)通过齿轮油泵传动轴与变速箱(4)上部连接；钻机的传动系统的动力由电动机(2)提供，形成两条传动路线。
2.根据权利要求1所述的机械动力头长行程给进机构，其特征在于：卷扬机机架上设有张紧机构(20)，张紧机构(20)一边安装固定在卷扬机机架上，套筒滚子链穿过张紧机构另一边结构。
3.根据权利要求1所述的机械动力头长行程给进机构，其特征在于：分动箱(17)用螺栓安装在卷扬机机架下部位置的钻机机架(1)上。
4.根据权利要求1所述的机械动力头长行程给进机构，其特征在于：所述卷扬机(6)上增设有大钩过位安全系统。
5.根据权利要求1所述的机械动力头长行程给进机构，其特征在于：所述卷扬机(6)上设有液压操控机构。
6.一种权利要求1所述机械动力头长行程给进机构的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，电动机(2)工作提供动力，将动力通过离合器(3)传至变速箱(4)、万向联轴器一，然后将动力传递至分动箱(17)，此处传动系统经分动箱(17)提供两个方向的动力，路线一经分动箱Z方向传动轴、气动离合器二(18)、套筒滚子链(9)将动力传递至卷扬机(6)，带动卷扬机(6)旋转工作，同时将动力通过卷扬机轴传递给水刹装置(7)；路线二经分动箱X方向传动轴、气动离合器一(16)、万向联轴器二(19)将动力传递至弧齿箱(14)，弧齿箱(14)将水平动力转化成垂直动力经六方立轴(10)传递至液压卡盘(12)，从而带动动力头(13)上钻杆(11)旋转，其液压卡盘(12)为开合式卡盘，实现对钻杆(11)的夹紧和松开；操纵控制工作台，使圆柱滚子螺栓型滚轮带动动力头滑架上下滑动，从而实现钻进过程中的长行程给进。
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