CN117231142A - 一种地热能源开发钻井地面平台 - Google Patents

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CN117231142A CN202311490651.9A CN202311490651A CN117231142A CN 117231142 A CN117231142 A CN 117231142A CN 202311490651 A CN202311490651 A CN 202311490651A CN 117231142 A CN117231142 A CN 117231142A
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Abstract

本申请公开了一种地热能源开发钻井地面平台,包括支撑架、固定座和设置于固定座顶面的钻杆纠偏机构;钻杆纠偏机构包括支撑柱、两个纠偏组件和驱动组件,支撑柱沿自身轴心线方向贯通开设有矩形通道,纠偏组件包括矩形板、短轴、从动齿轮和两个纠偏件;两个短轴相靠近的端部分别固定连接有两个矩形板,两个纠偏件中心对称设置于矩形板的上下端,能够随着矩形板的中心处同步转动;驱动组件包括双轴电机和两个主动齿轮,两个主动齿轮分别与两个从动齿轮啮合连接。本申请实现了地面平台不仅能够对钻机的支架进行固定,而且能够与钻杆之间存在间接的连接关系,使得钻杆在发生倾斜时能够辅助钻杆进行纠偏归正的工作的目的,提高了钻杆的使用寿命。

Description

一种地热能源开发钻井地面平台
技术领域
本申请涉及地热能钻井技术领域,尤其涉及一种地热能源开发钻井地面平台。
背景技术
地热钻井(geothermal well drilling)是用于地热蒸气和地热水的钻井。是一项重要的特殊技术,是勘探、开采地热流体所必需的手段。对于高温地热田,钻井的深度一般在500米至2000米之间,少量超过2000米,大多数在600~900米。对于低温的传导型地热田,平均深度为1800米,而地压型地热田其钻入深度可深达6000米。
在进行地热钻井前需要搭建钻井所需的地面平台,以保证在钻井的过程中钻机能够稳定运行,并且需要保证钻机的钻杆能够以竖直的状态进入地面。
然而现有技术中在搭建地面平台时,一般是将钻机和钻机的支架一同移动至地面平台上,然后将钻机的支架与地面平台固定连接在一起,进而通过钻机带动钻杆穿过地面平台进行钻进工作,钻杆在钻进过程中其始终通过钻机来进行控制,旋转的钻杆与地面平台之间不存在连接关系,如果钻杆发生倾斜时并不能对钻杆进行纠偏归正的工作,影响钻杆的使用寿命。
发明内容
本申请实施例通过提供一种地热能源开发钻井地面平台,解决了现有技术中的地面平台仅仅是能够对钻机的支架进行固定,不会与钻杆之间存在连接关系,导致钻杆发生倾斜时不能对钻杆进行纠偏归正的技术问题,实现了地面平台不仅能够对钻机的支架进行固定,而且能够与钻杆之间存在间接的连接关系,使得钻杆在发生倾斜时能够辅助钻杆进行纠偏归正的工作的目的,提高了钻杆的使用寿命。
本发明实施例提供了一种地热能源开发钻井地面平台,包括支撑架、固定座和设置于所述固定座顶面的钻杆纠偏机构;所述支撑架的底端能够与所述固定座的顶面可拆卸连接;所述支撑架的内部滑动设置有钻进组件,且所述钻进组件能够沿着所述支撑架的高度方向升降;所述钻杆纠偏机构包括支撑柱,所述支撑柱沿自身轴心线方向贯通开设有矩形通道,所述矩形通道内设置有两个纠偏组件和驱动两个所述纠偏组件转动的驱动组件;两个所述纠偏组件相对设置于所述矩形通道的两侧,所述纠偏组件包括矩形板、短轴、从动齿轮和两个纠偏件;两个所述短轴相对设置,且分别转动连接于所述矩形通道的两侧;所述短轴的外侧套设有所述从动齿轮,并与所述从动齿轮固定连接;两个所述短轴相靠近的端部分别固定连接有两个所述矩形板,所述矩形板沿着所述矩形通道的长度方向竖直设置于所述矩形通道中;两个所述纠偏件中心对称设置于所述矩形板的上下端,能够随着所述矩形板的中心处同步转动;所述纠偏件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、挤压杆和弹性件;所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆依次首尾相连,且分别相互垂直,所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆依次固定连接,所述第一连杆固定连接于所述矩形板的端部一侧;所述挤压杆与所述第一连杆平行,且固定连接于所述第三连杆的顶端内侧;所述钻进组件的输出端固定连接有钻杆,所述钻杆能够穿过所述矩形通道,且所述挤压杆的端部与所述钻杆的外侧之间存在间距;所述弹性件设置于所述第三连杆的外侧与所述矩形通道的内侧之间;所述驱动组件包括双轴电机和两个主动齿轮,所述双轴电机的两个输出端分别固定连接有两个所述主动齿轮,两个所述主动齿轮分别与两个所述从动齿轮啮合连接;所述矩形通道的内侧开设有内腔,所述双轴电机的机体固定连接于所述内腔中;当所述双轴电机正向转动时,通过两个主动齿轮和两个从动齿轮的啮合,从而能够带动两个矩形板同步反向转动,使得处于其中一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够靠近所述钻杆运动,使得处于另一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够远离所述钻杆运动,通过其中一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够对所述钻杆进行挤压使得所述钻杆纠偏归正;当所述双轴电机反向转动时,通过两个主动齿轮和两个从动齿轮的啮合,从而能够带动两个矩形板同步正向转动,使得处于其中一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够远离所述钻杆运动,使得处于另一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够靠近所述钻杆运动,通过另一个所述矩形板两端的两个纠偏件能够对所述钻杆进行挤压使得所述钻杆纠偏归正。
在一种可能的实现方式中,所述支撑架包括支撑外壳和底板;所述底板固定连接于所述支撑外壳的底端,所述支撑柱的顶端贯通所述底板并与所述底板滑动连接;所述底板能够与所述固定座的顶面可拆卸连接;所述钻进组件设置于所述支撑外壳的内部,并能够沿着所述支撑外壳的高度方向升降滑动。
在一种可能的实现方式中,所述固定座的顶面开设有第一环形凹槽,所述第一环形凹槽的底面设置有多个升降组件,所述升降组件的升降端固定连接有环形支撑板;所述底板的底面设置有多个万向轮,多个万向轮环形阵列设置于所述环形支撑板的顶面,且所述万向轮能够随着所述环形支撑板一同进入到所述第一环形凹槽中;当所述万向轮完全进入到所述第一环形凹槽中时,所述底板能够搭接于所述固定座的顶面。
在一种可能的实现方式中,本发明实施例提供的一种地热能源开发钻井地面平台还包括第一齿轮、第二齿轮、转动电机、多个插杆、多个限位杆和多个矩形杆;所述转动电机的机体嵌设于所述固定座的内部,所述转动电机的输出端伸出所述固定座的顶面并与所述第一齿轮固定连接;所述第二齿轮套设于所述支撑柱的外侧并与所述支撑柱的外侧转动连接,所述第二齿轮的轮体上开设有多个矩形插槽,所述固定座的顶面还开设有第二环形凹槽;所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间开设有多个连通槽,每一个所述连通槽中均滑动连接有所述限位杆,所述限位杆伸入所述第二环形凹槽的端部开设有斜面,所述限位杆的外侧套设有弹簧,所述限位杆的外侧固定连接有凸肩,所述弹簧的端部与所述凸肩抵接,所述万向轮靠近所述限位杆的一侧开设有水平插槽;当所述底板下降后,多个所述矩形杆能够分别插入到多个所述矩形插槽中,同时多个所述插杆的底端插入到所述第二环形凹槽中;当所述转动电机转动时,通过所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动,进而通过所述矩形杆和所述矩形插槽带动所述底板和所述支撑外壳整体转动,从而使得多个所述万向轮和多个所述插杆能够分别在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽中转动;当所述插杆接触到所述限位杆端部的斜面时,能够挤压所述斜面使得所述限位杆的端部伸入到所述第一环形凹槽中并插入到所述水平插槽中,实现对所述万向轮竖直方向上的限位。
在一种可能的实现方式中,所述钻进组件包括升降部、滑板和钻进电机;所述升降部的机体固定连接于所述支撑架的顶面,所述升降部的输出端固定连接于所述滑板的顶面;所述滑板的两端滑动连接于所述支撑架的两侧,能够沿着所述支撑架的高度方向升降;所述钻进电机的机体固定连接于所述滑板的底面,所述钻进电机的输出端固定连接有所述钻杆。
在一种可能的实现方式中,所述挤压杆靠近所述钻杆的端面设置有位移传感器,所述位移传感器与所述双轴电机电性连接。
在一种可能的实现方式中,所述固定座的中心处贯通开设有方形通道,所述方形通道与所述矩形通道连通。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明实施例通过采用支撑架、固定座和钻杆纠偏机构,其中钻杆纠偏机构包括支撑柱、两个纠偏组件和驱动组件,其中纠偏组件包括矩形板、短轴、从动齿轮和两个纠偏件,纠偏件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、挤压杆和弹性件;将两个所述纠偏组件相对设置于所述矩形通道的两侧,当钻杆穿过所述矩形通道时,能够使得四个纠偏件分别处于钻杆的上下方向的左右两侧;当钻杆在钻进过程中出现水平向左的倾斜时,此时控制双轴电机正向转动,通过两个主动齿轮和两个从动齿轮的啮合,从而能够带动两个矩形板同步反向转动,使得处于其中一个所述矩形板上下端(斜对角)的两个纠偏件能够靠近所述钻杆运动,使得处于另一个所述矩形板上下端(斜对角)的两个纠偏件能够远离所述钻杆运动,通过其中一个所述矩形板斜对角的两个纠偏件能够对向左倾斜的钻杆进行挤压使得所述钻杆纠偏归正;当钻杆在钻进过程中出现水平向右的倾斜时,此时控制双轴电机反向转动,通过两个主动齿轮和两个从动齿轮的啮合,从而能够带动两个矩形板同步正向转动,使得处于其中一个所述矩形板斜对角的两个纠偏件能够远离所述钻杆运动,使得处于另一个所述矩形板斜对角的两个纠偏件能够靠近所述钻杆运动,通过另一个所述矩形板斜对角的两个纠偏件能够对向右倾斜的钻杆进行挤压使得所述钻杆纠偏归正;通过固定座和支撑架的可拆卸连接,能够保证对钻进组件的基础支撑固定,通过钻杆纠偏机构能够对倾斜的钻杆进行辅助纠偏的工作,最终能够保证钻杆稳定持续地进行竖直方向的钻进工作;
有效解决了现有技术中的地面平台仅仅是能够对钻机的支架进行固定,不会与钻杆之间存在连接关系,导致钻杆发生倾斜时不能对钻杆进行纠偏归正的技术问题,实现了地面平台不仅能够对钻机的支架进行固定,而且能够与钻杆之间存在间接的连接关系,使得钻杆在发生倾斜时能够辅助钻杆进行纠偏归正的工作的目的,提高了钻杆的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种地热能源开发钻井地面平台的轴测图;
图2为本申请实施例提供的钻杆纠偏机构的俯视图;
图3为图2中A-A方向的剖视图;
图4为图2中B-B方向的等轴测剖视图;
图5为本申请实施例提供的钻杆纠偏机构去除支撑柱后的轴测图;
图6为本申请实施例提供的钻杆纠偏机构去除支撑柱后的另一个轴测图;
图7为本申请实施例提供的钻杆穿过矩形通道并出现向左倾斜时通过斜对角的两个纠偏件准备纠偏前的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的钻杆穿过矩形通道并出现向右倾斜时通过另外的斜对角的两个纠偏件准备纠偏前的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种地热能源开发钻井地面平台增加第一齿轮、第二齿轮、转动电机、插杆、限位杆并去除其中前后的两个万向轮时的主视结构示意图;
图10为图9中去除支撑架、矩形杆、第一齿轮、第二齿轮和转动电机并补充前后的两个万向轮时的俯视结构示意图;
图11为图10中插杆和万向轮同步在第二环形凹槽和第一环形凹槽中转动,通过插杆挤压限位杆的斜面使得限位杆的端部插入到万向轮中的水平插槽时的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的万向轮的轴测图。
图标:1-支撑架;11-支撑外壳;12-底板;121-导向孔;122-万向轮;1221-水平插槽;2-固定座;21-第一环形凹槽;211-第二环形凹槽;212-连通槽;22-升降组件;23-环形支撑板;24-第一齿轮;25-第二齿轮;251-矩形插槽;26-转动电机;27-插杆;28-限位杆;281-斜面;282-弹簧;283-凸肩;29-矩形杆;3-钻杆纠偏机构;31-支撑柱;32-矩形通道;321-内腔;33-纠偏组件;331-矩形板;332-短轴;333-从动齿轮;334-纠偏件;3341-第一连杆;3342-第二连杆;3343-第三连杆;3344-挤压杆;3345-弹性件;34-驱动组件;341-双轴电机;3411-固定块;342-主动齿轮;4-钻进组件;41-升降部;42-滑板;43-钻进电机;5-钻杆;6-方形通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
参照图1-8,本发明实施例提供了一种地热能源开发钻井地面平台,包括支撑架1、固定座2和设置于固定座2顶面的钻杆纠偏机构3;支撑架1的底端能够与固定座2的顶面可拆卸连接;支撑架1的内部滑动设置有钻进组件4,且钻进组件4能够沿着支撑架1的高度方向升降;钻杆纠偏机构3包括支撑柱31,支撑柱31沿自身轴心线方向贯通开设有矩形通道32,矩形通道32内设置有两个纠偏组件33和驱动两个纠偏组件33转动的驱动组件34;两个纠偏组件33相对设置于矩形通道32的两侧,纠偏组件33包括矩形板331、短轴332、从动齿轮333和两个纠偏件334;两个短轴332相对设置,且分别转动连接于矩形通道32的两侧;短轴332的外侧套设有从动齿轮333,并与从动齿轮333固定连接;两个短轴332相靠近的端部分别固定连接有两个矩形板331,矩形板331沿着矩形通道32的长度方向竖直设置于矩形通道32中;两个纠偏件334中心对称设置于矩形板331的上下端,能够随着矩形板331的中心处同步转动;纠偏件334包括第一连杆3341、第二连杆3342、第三连杆3343、挤压杆3344和弹性件3345;第一连杆3341、第二连杆3342和第三连杆3343依次首尾相连,且分别相互垂直,第一连杆3341、第二连杆3342和第三连杆3343依次固定连接,第一连杆3341固定连接于矩形板331的端部一侧;挤压杆3344与第一连杆3341平行,且固定连接于第三连杆3343的顶端内侧;钻进组件4的输出端固定连接有钻杆5,钻杆5能够穿过矩形通道32,且挤压杆3344的端部与钻杆5的外侧之间存在间距;弹性件3345设置于第三连杆3343的外侧与矩形通道32的内侧之间;驱动组件34包括双轴电机341和两个主动齿轮342,双轴电机341的两个输出端分别固定连接有两个主动齿轮342,两个主动齿轮342分别与两个从动齿轮333啮合连接;矩形通道32的内侧开设有内腔321,双轴电机341的机体固定连接于内腔321中;当双轴电机341正向转动时,通过两个主动齿轮342和两个从动齿轮333的啮合,从而能够带动两个矩形板331同步反向转动,使得处于其中一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够靠近钻杆5运动,使得处于另一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够远离钻杆5运动,通过其中一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够对钻杆5进行挤压使得钻杆5纠偏归正;当双轴电机341反向转动时,通过两个主动齿轮342和两个从动齿轮333的啮合,从而能够带动两个矩形板331同步正向转动,使得处于其中一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够远离钻杆5运动,使得处于另一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够靠近钻杆5运动,通过另一个矩形板331斜对角的两个纠偏件334能够对钻杆5进行挤压使得钻杆5纠偏归正。
参照图1-8,具体地,本发明实施例中支撑架1底端与固定座2顶面可拆卸连接可以采用多种方式,可以用螺栓连接,也可以用卡接固定的方式连接,实际连接方式由本领域技术人员根据需要选择;在支撑柱31内设置矩形通道32,其中一个目的是能够使得钻杆5顺利通过,不影响钻杆5的钻进工作,更重要的一个目的是能够在矩形通道32内设置两个纠偏组件33,通过设置纠偏组件33方便在钻杆5水平向左或向后倾斜后对钻杆5进行纠偏归正;具体地,在安装纠偏组件33时,先将短轴332的一端插入到矩形通道32的内侧,使得短轴332与支撑柱31之间形成转动连接,在短轴332伸入矩形通道32的端部外侧套设从动齿轮333,并使得短轴332与从动齿轮333固定连接,同时使得短轴332的端部与矩形板331的中心处固定连接,从而能够通过从动齿轮333的转动带动短轴332和矩形板331同步转动,进而在矩形板331的上下端中心对称设置两个纠偏件334,就能够通过矩形板331的转动带动两个纠偏件334绕着矩形板331的中心处同步转动,从而能够通过该两个纠偏件334的转动对倾斜的钻杆5进行挤压使得钻杆5能够纠偏归正;将两个纠偏组件33相对设置在矩形通道32的前后侧时,相应地四个纠偏件334就分别处于伸入矩形通道32内部的钻杆5的杆体的上下两侧的四个位置处,在通过纠偏归正的过程中,只有其中一个矩形板331上的斜对角的两个纠偏件334(即中心对称设置的两个纠偏件334)能够对倾斜的钻杆5产生挤压力,从而使得倾斜的钻杆5纠偏归正;更进一步具体地,设置纠偏件334包括第一连杆3341、第二连杆3342、第三连杆3343、挤压杆3344和弹性件3345,使得当两个矩形板331处于钻杆5的前后侧时,四个挤压杆3344能够分别处于钻杆5的左右两侧上下的四个位置处,通过矩形板331的转动,能够带动第一连杆3341、第二连杆3342、第三连杆3343和挤压杆3344同步绕着矩形板331的中心处转动,进而通过斜对角的两个挤压杆3344能够对向左或向右倾斜的钻杆5进行挤压,使得倾斜的钻杆5能够纠偏归正;具体地设置弹性件3345,目的是能够在纠偏件334对倾斜的钻杆5纠偏归正调整后,能够方便对纠偏件334进行复位;具体地,在未进行纠偏归正调整时,挤压杆3344的端部与钻杆5的外侧之间存在间距,通过设置该间距能够使得钻杆5在进行竖直钻进过程中不会与挤压杆3344接触,能够正常的进行钻进工作,只有在钻杆5出现向左或向右的倾斜时,通过驱动组件34能够带动矩形板331转动,进而带动挤压杆3344向靠近钻杆5的方向移动,此时斜对角的两个挤压杆3344才会与倾斜的钻杆5的杆体接触,从而能够对倾斜的钻杆5进行纠偏归正的工作;具体地,驱动组件34包括双轴电机341和两个主动齿轮342,其中在矩形通道32内设置内腔321,方便对双轴电机341的机体进行固定,双轴电机341的机体可以通过固定块3411辅助固定在内腔321中,通过双轴电机341带动两个主动齿轮342转动,从而通过主动齿轮342与从动齿轮333的啮合,带动两个从动齿轮333转动,通过短轴332进而带动两个矩形板331同向转动,就会使得其中一个矩形板331上的斜对角的两个纠偏件334向靠近钻杆5的方向移动,同时使得另一个矩形板331上的斜对角的两个纠偏件334向远离所述钻杆5的方向移动,根据实际钻杆5倾斜的情况,来实际控制双轴电机341正向转动或反向转动,就能够满足每一次正向转动或反向转动时,仅靠一个矩形板331上的斜对角的两个纠偏件334就能够完成对倾斜的钻杆5进行纠偏归正的工作。
参照图1、9,支撑架1包括支撑外壳11和底板12;底板12固定连接于支撑外壳11的底端,支撑柱31的顶端贯通底板12并与底板12滑动连接;底板12能够与固定座2的顶面可拆卸连接;钻进组件4设置于支撑外壳11的内部,并能够沿着支撑外壳11的高度方向升降滑动。具体地,本申请实施例中底板12上贯通开设有导向孔121,支撑柱31的顶端穿过导向孔121并与导向孔121内侧滑动连接,在支撑架1整体放置在固定座2顶面时,通过支撑柱31的顶端与导向孔121之间的配合,能够对支撑架1起到定位导向的作用。
参照图1、9,固定座2的顶面开设有第一环形凹槽21,第一环形凹槽21的底面设置有多个升降组件22,升降组件22的升降端固定连接有环形支撑板23;底板12的底面设置有多个万向轮122,多个万向轮122环形阵列设置于环形支撑板23的顶面,且万向轮122能够随着环形支撑板23一同进入到第一环形凹槽21中;当万向轮122完全进入到第一环形凹槽21中时,底板12能够搭接于固定座2的顶面。本申请实施例中进一步设置多个万向轮122,方便对支撑架1整体进行移动,进一步设置第一环形凹槽21、升降组件22和环形支撑板23,当多个万向轮122移动至环形支撑板23上时,通过控制升降组件22能够使得环形支撑板23和多个万向轮122一同下降至第一环形凹槽21中,使得底板12能够搭接在固定座2的顶面,通过底板12与固定座2顶面的搭接,使得支撑架1与固定座2之间的接触面积增大,能够保证支撑架1与固定座2之间接触的稳定性,升降组件22选用液压缸。
参照图9-12,本发明实施例提供的一种地热能源开发钻井地面平台还包括第一齿轮24、第二齿轮25、转动电机26、多个插杆27、多个限位杆28和多个矩形杆29;转动电机26的机体嵌设于固定座2的内部,转动电机26的输出端伸出固定座2的顶面并与第一齿轮24固定连接;第二齿轮25套设于支撑柱31的外侧并与支撑柱31的外侧转动连接,第二齿轮25的轮体上开设有多个矩形插槽251,固定座2的顶面还开设有第二环形凹槽211;第一环形凹槽21与第二环形凹槽211之间开设有多个连通槽212,每一个连通槽212中均滑动连接有限位杆28,限位杆28伸入第二环形凹槽211的端部开设有斜面281,限位杆28的外侧套设有弹簧282,限位杆28的外侧固定连接有凸肩283,弹簧282的端部与凸肩283抵接,万向轮122靠近限位杆28的一侧开设有水平插槽1221;当底板12下降后,多个矩形杆29能够分别插入到多个矩形插槽251中,同时多个插杆27的底端插入到第二环形凹槽211中;当转动电机26转动,通过第一齿轮24带动第二齿轮25转动,进而通过矩形杆29和矩形插槽251带动底板12和支撑外壳11整体转动,从而使得多个万向轮122和多个插杆27能够分别在第一环形凹槽21和第二环形凹槽211中转动;当插杆27接触到限位杆28端部的斜面281时,能够挤压斜面281使得限位杆28的端部伸入到第一环形凹槽21中并插入到水平插槽1221中,实现对万向轮122竖直方向上的限位。具体地,本申请实施例中为了保证支撑架1与固定座2之间连接的快捷和稳定性,进一步设置了第一齿轮24、第二齿轮25、转动电机26、多个插杆27、多个限位杆28和多个矩形杆29,同时还设置了第二环形凹槽211;在实际操作时,首先通过控制升降组件22下降,使得多个万向轮122和环形支撑板23一同进入到第一环形凹槽21中,通过底板12的下降使得多个插杆27插入到第二环形凹槽211中,同时使得多个矩形杆29插入到第二齿轮25的轮体上的多个矩形插槽251中,使得底板12能够与第二齿轮25连为一体,通过控制转动电机26转动,带动第一齿轮24和第二齿轮25转动,从而通过第二齿轮25转动带动底板12转动,进而使得多个万向轮122顺着第一环形凹槽21的内部滚动,同时使得多个插杆27顺着第二环形凹槽211的内壁滑动,并逐渐向多个限位杆28的方向靠近,直至插杆27接触至限位杆28的斜面281时,万向轮122也刚好移动至限位杆28对应的位置处,然后插杆27继续移动并逐渐挤压该斜面281,使得限位杆28顺着连通槽212径向伸入到第一环形凹槽21中并插入到万向轮122上的水平插槽1221中,此时控制转动电机26停止转动,实现通过限位杆28能够对万向轮122进行竖直方向的卡接固定,保证支撑架1能够快捷稳定地安装到固定座2上,提高了整体的安装效率;在限位杆28被插杆27挤压的同时,限位杆28上的凸肩283同时挤压弹簧282,使得弹簧282压缩,在需要拆卸支撑架1时,通过控制转动电机26反向转动,就能够带动插杆27逐渐离开限位杆28,不再对限位杆28的斜面281挤压,限位杆28在弹簧282的作用力下缩回,并不再对万向轮122在竖直方向上卡接固定,万向轮122同步在第一环形凹槽21中滚动并离开限位杆28;之后通过控制升降组件22上升,就能够通过环形支撑板23将多个万向轮122从第一环形凹槽21中顶出,实现对支撑架1与固定座2之间的拆卸工作;具体地,本申请实施例中水平插槽1221的一端为开口端,且水平插槽1221的长度大于限位杆28的宽度,由于限位杆28在伸入到第一环形凹槽21的过程中,万向轮122也在向前运动,因而通过设置水平插槽1221的长度大于限位杆28的宽度能够方便限位杆28的端部顺利地插入到水平插槽1221中。
参照图1、9,钻进组件4包括升降部41、滑板42和钻进电机43;升降部41的机体固定连接于支撑架1的顶面,升降部41的输出端固定连接于滑板42的顶面;滑板42的两端滑动连接于支撑架1的两侧,能够沿着支撑架1的高度方向升降;钻进电机43的机体固定连接于滑板42的底面,钻进电机43的输出端固定连接有钻杆5。具体地,本申请实施例中升降部41选用大行程液压缸,可以在滑板42的两端设置滑槽,支撑外壳11的内侧设置竖直的滑轨,从而使得滑板42能够与支撑外壳11的内侧滑动连接。
参照图5-8,挤压杆3344靠近钻杆5的端面设置有位移传感器,位移传感器与双轴电机341电性连接。本申请实施例中,具体地,可以在挤压杆3344的端面嵌设位移传感器,用于检测挤压杆3344与钻杆5外侧之间的距离,当钻杆5向左或向右发生倾斜时,位移传感器能够检测到该距离发生变化,如果该距离超出设置的偏差值时,确定钻杆5已经发生倾斜,则将信号发送至控制器,通过控制器控制双轴电机341正向转动或反向转动,从而完成后续对钻杆5的纠偏归正工作。
参照图9,固定座2的中心处贯通开设有方形通道6,方形通道6与矩形通道32连通。本申请实施例中具体地设置方形通道6,并与矩形通道32连通,方便钻杆5穿过固定座2进行钻进工作。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对本申请限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,包括支撑架(1)、固定座(2)和设置于所述固定座(2)顶面的钻杆纠偏机构(3);
所述支撑架(1)的底端能够与所述固定座(2)的顶面可拆卸连接;
所述支撑架(1)的内部滑动设置有钻进组件(4),且所述钻进组件(4)能够沿着所述支撑架(1)的高度方向升降;
所述钻杆纠偏机构(3)包括支撑柱(31),所述支撑柱(31)的底端固定连接于所述固定座(2)的顶面,所述支撑柱(31)沿自身轴心线方向贯通开设有矩形通道(32),所述矩形通道(32)内设置有两个纠偏组件(33)和驱动两个所述纠偏组件(33)转动的驱动组件(34);
两个所述纠偏组件(33)相对设置于所述矩形通道(32)的两侧,所述纠偏组件(33)包括矩形板(331)、短轴(332)、从动齿轮(333)和两个纠偏件(334);
两个所述短轴(332)相对设置,且分别转动连接于所述矩形通道(32)的两侧;
所述短轴(332)的外侧套设有所述从动齿轮(333),并与所述从动齿轮(333)固定连接;
两个所述短轴(332)相靠近的端部分别固定连接有两个所述矩形板(331),所述矩形板(331)沿着所述矩形通道(32)的长度方向竖直设置于所述矩形通道(32)中;
两个所述纠偏件(334)中心对称设置于所述矩形板(331)的上下端,能够随着所述矩形板(331)的中心处同步转动;
所述纠偏件(334)包括第一连杆(3341)、第二连杆(3342)、第三连杆(3343)、挤压杆(3344)和弹性件(3345);
所述第一连杆(3341)、所述第二连杆(3342)和所述第三连杆(3343)依次首尾相连,且分别相互垂直,所述第一连杆(3341)、所述第二连杆(3342)和所述第三连杆(3343)依次固定连接,所述第一连杆(3341)固定连接于所述矩形板(331)的端部一侧;
所述挤压杆(3344)与所述第一连杆(3341)平行,且固定连接于所述第三连杆(3343)的顶端内侧;
所述钻进组件(4)的输出端固定连接有钻杆(5),所述钻杆(5)能够穿过所述矩形通道(32),且所述挤压杆(3344)的端部与所述钻杆(5)的外侧之间存在间距;
所述弹性件(3345)设置于所述第三连杆(3343)的外侧与所述矩形通道(32)的内侧之间;
所述驱动组件(34)包括双轴电机(341)和两个主动齿轮(342),所述双轴电机(341)的两个输出端分别固定连接有两个所述主动齿轮(342),两个所述主动齿轮(342)分别与两个所述从动齿轮(333)啮合连接;
所述矩形通道(32)的内侧开设有内腔(321),所述双轴电机(341)的机体固定连接于所述内腔(321)中;
当所述双轴电机(341)正向转动时,通过两个所述主动齿轮(342)和两个所述从动齿轮(333)的啮合,从而能够带动两个所述矩形板(331)同步反向转动,使得处于其中一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够靠近所述钻杆(5)运动,使得处于另一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够远离所述钻杆(5)运动,通过其中一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够对所述钻杆(5)进行挤压使得所述钻杆(5)纠偏归正;
当所述双轴电机(341)反向转动时,通过两个所述主动齿轮(342)和两个所述从动齿轮(333)的啮合,从而能够带动两个所述矩形板(331)同步正向转动,使得处于其中一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够远离所述钻杆(5)运动,使得处于另一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够靠近所述钻杆(5)运动,通过另一个所述矩形板(331)两端的两个所述纠偏件(334)能够对所述钻杆(5)进行挤压使得所述钻杆(5)纠偏归正。
2.根据权利要求1所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,所述支撑架(1)包括支撑外壳(11)和底板(12);
所述底板(12)固定连接于所述支撑外壳(11)的底端,所述支撑柱(31)的顶端贯通所述底板(12)并与所述底板(12)滑动连接;
所述底板(12)能够与所述固定座(2)的顶面可拆卸连接;
所述钻进组件(4)设置于所述支撑外壳(11)的内部,并能够沿着所述支撑外壳(11)的高度方向升降滑动。
3.根据权利要求2所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,所述固定座(2)的顶面开设有第一环形凹槽(21),所述第一环形凹槽(21)的底面设置有多个升降组件(22),所述升降组件(22)的升降端固定连接有环形支撑板(23);
所述底板(12)的底面设置有多个万向轮(122),多个所述万向轮(122)环形阵列设置于所述环形支撑板(23)的顶面,且所述万向轮(122)能够随着所述环形支撑板(23)一同进入到所述第一环形凹槽(21)中;
当所述万向轮(122)完全进入到所述第一环形凹槽(21)中时,所述底板(12)能够搭接于所述固定座(2)的顶面。
4.根据权利要求3所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,还包括第一齿轮(24)、第二齿轮(25)、转动电机(26)、多个插杆(27)、多个限位杆(28)和多个矩形杆(29);
所述转动电机(26)的机体嵌设于所述固定座(2)的内部,所述转动电机(26)的输出端伸出所述固定座(2)的顶面并与所述第一齿轮(24)固定连接;
所述第二齿轮(25)套设于所述支撑柱(31)的外侧并与所述支撑柱(31)的外侧转动连接,所述第二齿轮(25)的轮体上开设有多个矩形插槽(251),所述固定座(2)的顶面还开设有第二环形凹槽(211);
所述第一环形凹槽(21)与所述第二环形凹槽(211)之间开设有多个连通槽(212),每一个所述连通槽(212)中均滑动连接有所述限位杆(28),所述限位杆(28)伸入所述第二环形凹槽(211)的端部开设有斜面(281),所述限位杆(28)的外侧套设有弹簧(282),所述限位杆(28)的外侧固定连接有凸肩(283),所述弹簧(282)的端部与所述凸肩(283)抵接,所述万向轮(122)靠近所述限位杆(28)的一侧开设有水平插槽(1221);
当所述底板(12)下降后,多个所述矩形杆(29)能够分别插入到多个所述矩形插槽(251)中,同时多个所述插杆(27)的底端插入到所述第二环形凹槽(211)中;当所述转动电机(26)转动时,通过所述第一齿轮(24)带动所述第二齿轮(25)转动,进而通过所述矩形杆(29)和所述矩形插槽(251)带动所述底板(12)和所述支撑外壳(11)整体转动,从而使得多个所述万向轮(122)和多个所述插杆(27)能够分别在所述第一环形凹槽(21)和所述第二环形凹槽(211)中转动;当所述插杆(27)接触到所述限位杆(28)端部的斜面(281)时,能够挤压所述斜面(281)使得所述限位杆(28)的端部伸入到所述第一环形凹槽(21)中并插入到所述水平插槽(1221)中,实现对所述万向轮(122)竖直方向上的限位。
5.根据权利要求1所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,所述钻进组件(4)包括升降部(41)、滑板(42)和钻进电机(43);
所述升降部(41)的机体固定连接于所述支撑架(1)的顶面,所述升降部(41)的输出端固定连接于所述滑板(42)的顶面;
所述滑板(42)的两端滑动连接于所述支撑架(1)的两侧,能够沿着所述支撑架(1)的高度方向升降;
所述钻进电机(43)的机体固定连接于所述滑板(42)的底面,所述钻进电机(43)的输出端固定连接有所述钻杆(5)。
6.根据权利要求1所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,所述挤压杆(3344)靠近所述钻杆(5)的端面设置有位移传感器,所述位移传感器与所述双轴电机(341)电性连接。
7.根据权利要求1所述的地热能源开发钻井地面平台,其特征在于,所述固定座(2)的中心处贯通开设有方形通道(6),所述方形通道(6)与所述矩形通道(32)连通。
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