一种地质勘探用钻井用液压推进设备
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域,特别是一种地质勘探用钻井用液压推进设备。
背景技术
地质勘探过程中,钻井是常用的一种勘探手段,作业时钻井常常需要使用钻杆,而钻杆与钻杆间的相互连接,实现纵向深度的递增,进行完成钻井,而现有的勘探钻井器械多采用内燃机带动钻杆旋转推进,其本身噪音较大,且机械振动严重,因而在使用过程中不仅会产生较大的噪音,而且会产生较为严重的磨损,不仅影响操作人员的听力造成环境污染,而且产生较大的机械摩擦,使得机械磨损严重进一步加重噪声污染,而内燃机的燃料消耗率较高,液压动力的优势在于其声音小,摩擦较小,因而开发一款基于液压动力的钻井机械,具有很好的应用前景,鉴于此,针对上述问题深入研究,遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,设计了一种地质勘探用钻井用液压推进设备,解决了现有的勘探钻井器械多采用内燃机带动钻杆旋转推进,其本身噪音较大,且机械振动严重,因而在使用过程中不仅会产生较大的噪音,而且会产生较为严重的磨损,不仅影响操作人员的听力造成环境污染,而且产生较大的机械摩擦,使得机械磨损严重进一步加重噪声污染的问题。
实现上述目的本发明的技术方案为:一种地质勘探用钻井用液压推进设备,包括运载平台、钻探机构以及泥浆供给机构,所述运载平台为牵引式平板运输车,所述平板运输车具有通过滚轴连接的一对滚轮,所述平板运输车两侧具有一对锚固组件,所述平板运输车一侧开设有钻探槽且所述钻探槽上安装有机架,所述钻探机构安装于机架上,所述泥浆供给机构安装于平板运输车上且与钻探机构连接,所述机架上设有动力牵引机构;
所述动力牵引机构包括:安装箱、液压缸、两对滑杆、两对滑套、安装座、液压马达、螺纹对接座、传动组件、一对液压泵、储油箱、稳定半环以及若干降噪辊;
所述机架顶端设有安装箱,所述安装箱下方设有液压缸,所述液压缸伸缩端垂直向下,所述机架上垂直设有两对滑杆,两对所述滑套分别装配于两对滑杆上,所述安装座安装于两对所述滑套上,所述安装座上设有液压马达,所述安装座底端中心活动安装有螺纹对接座,所述螺纹对接座与液压马达的驱动端通过传动组件联动,所述安装箱内设有一对液压泵,所述安装箱内设有储油箱,一对所述液压泵分别与液压缸以及液压马达连接,所述螺纹对接座下方设有半圆形的稳定半环,所述稳定半环上设有若干降噪辊。
所述钻探机构包括:钻杆、钻头、稳定环、若干降噪辊以及一对夹持解锁组件;
所述钻杆螺纹连接于螺纹对接座上,所述钻头螺纹连接于钻杆上,所述钻探槽下端设有稳定环,所述稳定环内圈设有若干降噪辊,所述钻杆从稳定环下端穿出,所述钻探槽内且位于稳定环上方设有一对夹持解锁组件;
所述夹持解锁组件包括:套筒、插杆、螺纹杆、夹持环、摩擦垫、一对滑轨、滑板以及驱动马达;
所述套筒水平安装于钻探槽上端,所述插杆插装于套筒内,所述螺纹杆活动连接于插杆端部,所述夹持环安装于插杆端部,所述摩擦垫安装于夹持环内圈上,所述钻探槽外侧与插杆平行布置有一对滑轨,所述滑板安装于一对所述滑轨上,所述驱动马达安装于滑板上且驱动马达的驱动端与螺纹杆连接。
所述锚固组件包括:一对固定槽、一对固定气缸、一对固定爪以及若干对抓地锚件;
所述平板运输车两侧设有一对固定槽,一对所述固定气缸安装于一对所述固定槽内,一对所述固定气缸的伸缩端上设有一对固定爪,一对所述固定爪下方设有若干对抓地锚件。
所述泥浆供给机构包括:泥浆泵、旋转接头、连接管以及抽取管;
所述泥浆泵安装于安装箱内,所述螺纹对接座中心垂直方向开设有通过孔,所述旋转接头安装于通过孔端部,所述旋转接头与泥浆泵通过连接管连通,所述连接管上设有控制阀门,所述泥浆泵上设有抽取管与外部连接。
所述传动组件包括:减阻轴承、从动齿轮以及驱动齿轮;
所述安装座中心安装有减阻轴承,所述从动齿轮安装于螺纹对接座上且嵌装于减阻轴承内,所述驱动齿轮安装于液压马达的驱动端上,所述驱动齿轮与从动齿轮啮合。
所述运载平台上具有一对侧护护栏,所述运载平台与钻探槽相对一侧端部活动安装有牵引环。
所述稳定半环为稳定环的半周,且若干降噪辊均为部分外露于稳定半环内圈的圆柱形活动杆件。
所述平板运输车上且位于支架一侧设有蓄电池,与蓄电池对立一侧设有控制箱。
所述安装箱为矩形结构的空腔箱体,且安装箱上具有铰接的密封门,所述安装箱与支架间设有若干螺栓分体连接。
所述从动齿轮与驱动齿轮的齿数比大于1.5。
利用本发明的技术方案制作的钻井用液压推进设备结构合理,自动化程度高,通过采用电力驱动的液压泵作为钻探机构的旋转和垂直动力,使得设备依靠液压动力完成钻进,具有噪音低运行摩擦小的特点,同时配合稳定环和稳定半环对钻杆的运行轨迹进行限定,保持钻杆旋转稳定,降低晃动的噪音和摩擦,且设有匹配的泥浆系统增加钻进的润滑程度和低噪,减少损耗,以上结构相互配合最大程度的降低了运行过程中的噪音和损耗,在多个方面提高了设备运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的主视结构示意图。
图2为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的侧视结构示意图。
图3为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的局部俯视结构示意图。
图4为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的侧视剖视结构示意图。
图5为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的俯视剖视结构示意图。
图6为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的局部主视剖视结构示意图。
图7为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的局部侧视剖视结构示意图。
图8为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的稳定环剖视结构示意图。
图9为本发明所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的稳定半环结构示意图。
图10为本发明图1所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的局部放大结构示意图。
图11为本发明图5所述一种地质勘探用钻井用液压推进设备的局部放大结构示意图。
图中:1、平板运输车;2、安装箱;3、液压缸;4、滑杆;5、滑套;6、安装座;7、液压马达;8、螺纹对接座;9、传动组件;10、液压泵;11、储油箱;12、稳定半环;13、降噪辊;14、钻杆;15、钻头;16、稳定环;17、夹持解锁组件;18、固定槽;19、固定气缸;20、固定爪;21、抓地锚件;22、泥浆泵;23、旋转接头;24、连接管;25、抽取管;26、侧护护栏;27、牵引环;28、蓄电池;29、控制箱;30、密封门;31、螺栓;9a1、减阻轴承;9a2、从动齿轮;9a3、驱动齿轮;17a1、套筒;17a2、插杆;17a3、螺纹杆;17a4、夹持环;17a5、摩擦垫;17a6、滑轨;17a7、滑板;17a8、驱动马达。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述,如图1-11所示,一种地质勘探用钻井用液压推进设备,包括运载平台、钻探机构以及泥浆供给机构,所述运载平台为牵引式平板运输车1,所述平板运输车1具有通过滚轴连接的一对滚轮,所述平板运输车1两侧具有一对锚固组件,所述平板运输车1一侧开设有钻探槽且所述钻探槽上安装有机架,所述钻探机构安装于机架上,所述泥浆供给机构安装于平板运输车1上且与钻探机构连接,所述机架上设有动力牵引机构;所述动力牵引机构包括:安装箱2、液压缸3、两对滑杆4、两对滑套5、安装座6、液压马达7、螺纹对接座8、传动组件9、一对液压泵10、储油箱11、稳定半环12以及若干降噪辊13;所述机架顶端设有安装箱2,所述安装箱2下方设有液压缸3,所述液压缸3伸缩端垂直向下,所述机架上垂直设有两对滑杆4,两对所述滑套5分别装配于两对滑杆4上,所述安装座6安装于两对所述滑套5上,所述安装座6上设有液压马达7,所述安装座6底端中心活动安装有螺纹对接座8,所述螺纹对接座8与液压马达7的驱动端通过传动组件9联动,所述安装箱2内设有一对液压泵10,所述安装箱2内设有储油箱11,一对所述液压泵10分别与液压缸3以及液压马达7连接,所述螺纹对接座8下方设有半圆形的稳定半环12,所述稳定半环12上设有若干降噪辊13;所述钻探机构包括:钻杆14、钻头15、稳定环16、若干降噪辊13以及一对夹持解锁组件17;所述钻杆14螺纹连接于螺纹对接座8上,所述钻头15螺纹连接于钻杆14上,所述钻探槽下端设有稳定环16,所述稳定环16内圈设有若干降噪辊13,所述钻杆14从稳定环16下端穿出,所述钻探槽内且位于稳定环16上方设有一对夹持解锁组件17;所述夹持解锁组件17包括:套筒17a1、插杆17a2、螺纹杆17a3、夹持环17a4、摩擦垫17a5、一对滑轨17a6、滑板17a7以及驱动马达17a8;所述套筒17a1水平安装于钻探槽上端,所述插杆17a2插装于套筒17a1内,所述螺纹杆17a3活动连接于插杆17a2端部,所述夹持环17a4安装于插杆17a2端部,所述摩擦垫17a5安装于夹持环17a4内圈上,所述钻探槽外侧与插杆17a2平行布置有一对滑轨17a6,所述滑板17a7安装于一对所述滑轨17a6上,所述驱动马达17a8安装于滑板17a7上且驱动马达17a8的驱动端与螺纹杆17a3连接;所述锚固组件包括:一对固定槽18、一对固定气缸19、一对固定爪20以及若干对抓地锚件21;所述平板运输车1两侧设有一对固定槽18,一对所述固定气缸19安装于一对所述固定槽18内,一对所述固定气缸19的伸缩端上设有一对固定爪20,一对所述固定爪20下方设有若干对抓地锚件21;所述泥浆供给机构包括:泥浆泵22、旋转接头23、连接管24以及抽取管25;所述泥浆泵22安装于安装箱2内,所述螺纹对接座8中心垂直方向开设有通过孔,所述旋转接头23安装于通过孔端部,所述旋转接头23与泥浆泵22通过连接管24连通,所述连接管24上设有控制阀门,所述泥浆泵22上设有抽取管25与外部连接;所述传动组件9包括:减阻轴承9a1、从动齿轮9a2以及驱动齿轮9a3;所述安装座6中心安装有减阻轴承9a1,所述从动齿轮9a2安装于螺纹对接座8上且嵌装于减阻轴承9a1内,所述驱动齿轮9a3安装于液压马达7的驱动端上,所述驱动齿轮9a3与从动齿轮9a2啮合;所述运载平台上具有一对侧护护栏26,所述运载平台与钻探槽相对一侧端部活动安装有牵引环27;所述稳定半环12为稳定环16的半周,且若干降噪辊13均为部分外露于稳定半环12内圈的圆柱形活动杆件;所述平板运输车1上且位于支架一侧设有蓄电池28,与蓄电池28对立一侧设有控制箱29;所述安装箱2为矩形结构的空腔箱体,且安装箱2上具有铰接的密封门30,所述安装箱2与支架间设有若干螺栓31分体连接;所述从动齿轮9a2与驱动齿轮9a3的齿数比大于1.5。
本实施方案的特点为,包括运载平台、钻探机构以及泥浆供给机构,运载平台为牵引式平板运输车1,平板运输车1具有通过滚轴连接的一对滚轮,平板运输车1两侧具有一对锚固组件,平板运输车1一侧开设有钻探槽且钻探槽上安装有机架,钻探机构安装于机架上,泥浆供给机构安装于平板运输车1上且与钻探机构连接,机架上设有动力牵引机构;动力牵引机构包括:安装箱2、液压缸3、两对滑杆4、两对滑套5、安装座6、液压马达7、螺纹对接座8、传动组件9、一对液压泵10、储油箱11、稳定半环12以及若干降噪辊13;机架顶端设有安装箱2,安装箱2下方设有液压缸3,液压缸3伸缩端垂直向下,机架上垂直设有两对滑杆4,两对滑套5分别装配于两对滑杆4上,安装座6安装于两对滑套5上,安装座6上设有液压马达7,安装座6底端中心活动安装有螺纹对接座8,螺纹对接座8与液压马达7的驱动端通过传动组件9联动,安装箱2内设有一对液压泵10,安装箱2内设有储油箱11,一对液压泵10分别与液压缸3以及液压马达7连接,螺纹对接座8下方设有半圆形的稳定半环12,稳定半环12上设有若干降噪辊13;该钻井用液压推进设备结构合理,自动化程度高,通过采用电力驱动的液压泵作为钻探机构的旋转和垂直动力,使得设备依靠液压动力完成钻进,具有噪音低运行摩擦小的特点,同时配合稳定环和稳定半环对钻杆的运行轨迹进行限定,保持钻杆旋转稳定,降低晃动的噪音和摩擦,且设有匹配的泥浆系统增加钻进的润滑程度和低噪,减少损耗,以上结构相互配合最大程度的降低了运行过程中的噪音和损耗,在多个方面提高了设备运行的稳定性。
通过本领域人员,将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接,并且应该根据实际情况,选择合适的控制器,以满足控制需求,具体连接以及控制顺序,应参考下述工作原理中,各电气件之间先后工作顺序完成电性连接,其详细连接手段,为本领域公知技术,下述主要介绍工作原理以及过程,不在对电气控制做说明。
实施例:根据说明书附图1-11可知,本案为一种地质勘探用钻井用液压推进设备,包括运载平台、钻探机构以及泥浆供给机构,运载平台为牵引式平板运输车1,平板运输车1具有通过滚轴连接的一对滚轮,平板运输车1两侧具有一对锚固组件,平板运输车1一侧开设有钻探槽且钻探槽上安装有机架,钻探机构安装于机架上,泥浆供给机构安装于平板运输车1上且与钻探机构连接,机架上设有动力牵引机构,在具体实施过程中,运载平台作为主体的移动机构并不仅仅限于权利要求中所提出的牵引式平板运输车1,而泛指所有具有适用于本案钻探机构和泥浆供给机构的运输型设备,而平板运输车1仅仅是一种优选方案,平板运输车1上的钻探槽,是钻杆14和钻头15进行钻探的通道,在具体实施过程中,通过动力牵引机构为钻探机构进行动力供给,从而实现旋转钻进,并且通过泥浆供给机构提供泥浆为设备进行泥浆供给,提供润滑剂以及钻头15的冷却剂,平板运输车1上且位于支架一侧设有蓄电池28,为设备中的所有电器件供电,提供电能与蓄电池28对立一侧设有控制箱29,运用控制箱29控制各电器件的运行,运载平台上具有一对侧护护栏26,运载平台与钻探槽相对一侧端部活动安装有牵引环27;
根据说明书附图1-11可知,上述动力牵引机构包括:安装箱2、液压缸3、两对滑杆4、两对滑套5、安装座6、液压马达7、螺纹对接座8、传动组件9、一对液压泵10、储油箱11、稳定半环12以及若干降噪辊13,其连接关系以及位置关系如下;
机架顶端设有安装箱2,安装箱2下方设有液压缸3,液压缸3伸缩端垂直向下,机架上垂直设有两对滑杆4,两对滑套5分别装配于两对滑杆4上,安装座6安装于两对滑套5上,安装座6上设有液压马达7,安装座6底端中心活动安装有螺纹对接座8,螺纹对接座8与液压马达7的驱动端通过传动组件9联动,安装箱2内设有一对液压泵10,安装箱2内设有储油箱11,一对液压泵10分别与液压缸3以及液压马达7连接,螺纹对接座8下方设有半圆形的稳定半环12,稳定半环12上设有若干降噪辊13;
传动组件9包括:减阻轴承9a1、从动齿轮9a2以及驱动齿轮9a3;
安装座6中心安装有减阻轴承9a1,从动齿轮9a2安装于螺纹对接座8上且嵌装于减阻轴承9a1内,驱动齿轮9a3安装于液压马达7的驱动端上,驱动齿轮9a3与从动齿轮9a2啮合;从动齿轮9a2与驱动齿轮9a3的齿数比大于1.5;
在具体实施过程中,安装箱2为矩形结构的空腔箱体,且安装箱2上具有铰接的密封门30,安装箱2与支架间设有若干螺栓31分体连接,将安装箱2固定于支架上,安装箱2内的储油箱11内储存有液压油,通过液压泵10分别为液压马达7以及液压缸3提供液压油,液压缸3作为钻探机构进行纵深变化的动力输出端,其通过伸缩自身的伸缩端,进而推动安装座6通过滑套5在滑杆4上滑动,滑杆4作为机架的支撑的同时,充当了安装座6的滑道,而与此同时,根据地层情况,改变液压泵10对液压缸3的供油速率和压力,可以改变钻头15处的压力针对不同的土层,而钻头15的旋转动力通过液压泵10为液压马达7提供液压动力,驱动液压马达7转动,进而通过液压马达7使驱动齿轮9a3转动,从而与从动齿轮9a2啮合,带动螺纹对接座8在减阻轴承9a1内旋转,在螺纹对接座8外侧设有稳定半环12,对钻杆14进行半包裹式的保护,使钻杆14的旋转轨迹稳定,而由此增加钻杆14运行的稳定性,降低运行过程中的噪音,上述过程中,通过液压泵10为液压马达7以及液压缸3提供动力,因而在运行过程中,不仅利用液压动力作为纵向的压力来源也通过液压马达7实现了钻具的旋转,对比现有的小型钻机采用柴油动力具有静音降噪的特点,同时所有泵均置于安装箱2内,安装箱2采用隔音材质,进一步的实现了静音降噪的特点;
根据说明书附图1-11可知,上述钻探机构包括:钻杆14、钻头15、稳定环16、若干降噪辊13以及一对夹持解锁组件17,其连接关系以及位置关系如下;
钻杆14螺纹连接于螺纹对接座8上,钻头15螺纹连接于钻杆14上,钻探槽下端设有稳定环16,稳定环16内圈设有若干降噪辊13,钻杆14从稳定环16下端穿出,钻探槽内且位于稳定环16上方设有一对夹持解锁组件17;
稳定半环12为稳定环16的半周,且若干降噪辊13均为部分外露于稳定半环12内圈的圆柱形活动杆件;
在具体实施过程中,通过将钻杆14螺纹连接于螺纹对接座8底端,在螺纹对接座8旋转时,带动钻杆14旋转,进而带动钻头15旋转,在液压缸3的驱动下,推动钻杆14以及钻头15下移,进而实现钻进,而钻头15通过钻探槽指向地面,在钻探槽内设有稳定化,通过其上的降噪辊13对钻杆14的底端进行稳定,保持旋转稳定的同时,与上方的稳定半环12相互对应,降低钻杆14在钻探中的摇摆幅度,一方面降低噪音一方面降低钻杆14不必要的磕碰磨损,当一根钻杆14钻进完成后,可以通过反向启动液压马达7,通过夹持解锁组件17的固定效果将第一根钻杆14的顶端固定,而后通过螺纹对接座8的反向旋转与第一根钻杆14解锁,而后控制液压缸3上升将安装座6以及螺纹对接座8复位,放入第二根钻杆14,正向启动液压马达7,将第二根钻杆14安装到第一根钻杆14上,并且与螺纹对接座8连接;
根据说明书附图1-11可知,上述夹持解锁组件17包括:套筒17a1、插杆17a2、螺纹杆17a3、夹持环17a4、摩擦垫17a5、一对滑轨17a6、滑板17a7以及驱动马达17a8,其连接关系以及位置关系如下;
套筒17a1水平安装于钻探槽上端,插杆17a2插装于套筒17a1内,螺纹杆17a3活动连接于插杆17a2端部,夹持环17a4安装于插杆17a2端部,摩擦垫17a5安装于夹持环17a4内圈上,钻探槽外侧与插杆17a2平行布置有一对滑轨17a6,滑板17a7安装于一对滑轨17a6上,驱动马达17a8安装于滑板17a7上且驱动马达17a8的驱动端与螺纹杆17a3连接;
在具体实施过程中,当钻杆14钻进到指定位置,既螺纹对接座8行进到最低点时,通过启动驱动马达17a8,使驱动马达17a8的驱动端带动螺纹杆17a3旋转,进而与套筒17a1内的螺纹啮合,使得螺纹杆17a3推动插杆17a2从套筒17a1端部伸出,两侧的一对夹持解锁组件17镜像布置,两侧的插杆17a2将夹持环17a4推动相向行进,进而将摩擦垫17a5固定于钻杆14外端,使得在反向旋转螺纹对接座8时,避免产生钻杆14打滑的问题;
根据说明书附图1-11可知,上述锚固组件包括:一对固定槽18、一对固定气缸19、一对固定爪20以及若干对抓地锚件21,其连接关系以及位置关系如下;
平板运输车1两侧设有一对固定槽18,一对固定气缸19安装于一对固定槽18内,一对固定气缸19的伸缩端上设有一对固定爪20,一对固定爪20下方设有若干对抓地锚件21;
在具体实施过程中,当行进至指定的钻探地点时,启动一对固定气缸19,使其推动固定爪20从固定槽18内伸出,并且依靠若干抓地锚件21提供的高摩擦力,对固定爪20进行位置固定,为设备提供稳定的抓地力,避免运行过车中产生摇晃,出现噪音,并且可用于停泊平板运输车1时起到支撑作用;
根据说明书附图1-11可知,上述泥浆供给机构包括:泥浆泵22、旋转接头23、连接管24以及抽取管25,其连接关系以及位置关系如下;
泥浆泵22安装于安装箱2内,螺纹对接座8中心垂直方向开设有通过孔,旋转接头23安装于通过孔端部,旋转接头23与泥浆泵22通过连接管24连通,连接管24上设有控制阀门,泥浆泵22上设有抽取管25与外部连接;
泥浆泵22通过从外部抽取泥浆,进而通过连接管24推入旋转接头23内,旋转接头23将泥浆外排到螺纹对接座8的通过孔内,螺纹对接座8的通过孔与钻杆14的空腔以及钻头15的喷孔连通,泥浆在压力作用下排出钻头15,在钻头15钻进时起到润滑和冷却钻头15的作用,减少钻头15部位的摩擦和噪音;
综上所述总体可知,该钻井用液压推进设备结构合理,自动化程度高,通过采用电力驱动的液压泵10作为钻探机构的旋转和垂直动力,使得设备依靠液压动力完成钻进,具有噪音低运行摩擦小的特点,同时配合稳定环16和稳定半环12对钻杆14的运行轨迹进行限定,保持钻杆14旋转稳定,降低晃动的噪音和摩擦,且设有匹配的泥浆系统增加钻进的润滑程度和低噪,减少损耗,以上结构相互配合最大程度的降低了运行过程中的噪音和损耗,在多个方面提高了设备运行的稳定性。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案,本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理,属于本发明的保护范围之内。