CN201865566U - 一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头 - Google Patents

Abstract

一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头，设有动力头箱体、传扭主轴、浮动主轴，该动力头的主轴回转用两组4个低速大扭矩液压马达对称布置，双向输入，浮动主轴在传扭主轴孔内滑动，浮动主轴通过浮动主轴套与传扭主轴套联接传递扭矩；承载套固定在浮动主轴的后端，通过传扭主轴和动力头箱体承载提升力。预紧弹簧组件保证浮动主轴始终呈伸出状态。传扭主轴套与传扭主轴间设有径向定心、轴向定位的导正套来保证传扭主轴套与传扭主轴的同轴度，不跳摆，能保证浮动可靠性，能有效延长钻杆使用寿命。传扭主轴与浮动主轴的尾部设有耐磨减震材料制成的扶正套，保证了浮动主轴尾部不偏摆、可靠滑移。浮动主轴自浮动伸缩，不伤钻杆扣并避免拉断传动链条。

Description

一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头

技术领域

本实用新型涉及一种煤炭、煤层气、天然气等资源勘探开发技术装备，特别是用于煤层气勘探开发、煤矿瓦斯气抽排放和煤矿安全抢险工程施工的煤层气钻机的主轴伸缩浮动式动力头。 

背景技术

煤矿安全生产必须把煤矿作业区内的煤瓦斯气抽排放干净，保证通风良好的条件下才能正常作业。如果在煤矿储量探明之后,采煤生产作业开始之前人为地钻孔、下套管、抽排放饱含在煤层中的瓦斯气，有效地降低煤矿作业区内的瓦斯气浓度，对采煤安全生产是非常有利的。 

近几年来，人类对煤炭、石油、天然气等矿产资源的需求量越来越大，而这些资源的储量越来越少，寻求新的可替代能源成为全球性问题。 

正是基于煤矿瓦斯抽排放和把抽排放出来的瓦斯气作为一种洁净能源加以综合利用。由此发展起来的煤层气勘探开发行业和勘探开采技术装备-煤层气钻机正在得到推广和应用。 

煤层气钻机是顶驱传动、主轴回转钻进、动力头给进或提升、主轴低速大扭矩回转、空心主轴、输出端用锥度扣与钻杆联接，动力头无浮动装置，上或卸钻杆时，因其回转扭矩大，必须用夹持器夹紧下部钻杆、卸扣器卸下上部钻杆，卸扣过程中，动力头应有轴向移动，以释放卸扣过程中螺纹扣产生的轴向移动，原设计动力头无浮动装置，卸扣时容易产生拉断链条或损坏钻杆扣，同时会产生冲击力或造成动力头急速下滑，操作时存在危险。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种操作灵活、钻杆联接同轴度好、能保证浮动可靠性的煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头。 

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头，设有动力头箱体，在动力头箱体后部设有空心的传扭主轴，传扭主轴中装有空心的浮动主轴，在传扭主轴中部设有传动齿轮，在动力头箱体的前部设有与上述传动齿轮啮合的主齿轮，主齿轮与设在箱体外的液压马达相接，其特点是：传扭主轴的下端通过（渐开线）花键装有传扭主轴套，浮动主轴的下端通过（渐开线）花键装有浮动主轴套，传扭主轴套与浮动主轴套通过螺栓连接，传扭主轴套的下端与传扭主轴之间设有径向定心的导正套， 

在传扭主轴的尾部与浮动主轴的外壁之间设有耐磨减震材料制成的扶正套，位于传扭主轴的尾端的浮动主轴上固定装有承载套，浮动主轴的尾端固定有个滑套，滑套内装有个固定的钻孔介质输送管，滑套与钻孔介质输送管之间设有动密封装置，在承载套及钻孔介质输送管的外部设有个与动力头箱体固定的罩壳，钻孔介质输送管的外端部与罩壳固定连接，在承载套与罩壳之间设有预紧弹簧。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，液压马达设置为四个，分成两组面对面安装在箱体的上下两端。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著特点：1、传扭主轴传递扭矩，浮动主轴承载拉力，二者互不干涉。2、传扭主轴反转卸扣、浮动主轴自浮动伸缩，不伤钻杆扣并避免拉断传动链条。3、导正套定心，主轴和钻杆联接同轴度好、不跳摆，操作灵活、能保证浮动可靠性，能有效延长钻杆使用寿命。4、耐磨减震扶正套自润滑功能保证了浮动主轴尾部不偏摆、可靠滑移和保养周期变长。5、预紧弹簧安装后能保证浮动主轴始终前移贴紧在传扭主轴的端面上，一方面跟钻进力平衡，另一方面平衡或释放孔底的反作用冲击力，以保护金刚石钻头不被损坏。 

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。 

具体实施方式

一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头，设有动力头箱体9，在动力头箱体9后部设有空心的传扭主轴6，传扭主轴6中装有空心的浮动主轴1，在传扭主轴6中部设有传动齿轮7，在动力头箱体9的前部设有与上述传动齿轮7啮合的主齿轮8，主齿轮8与设在箱体外的液压马达10相接，传扭主轴6的下端通过渐开线花键装有传扭主轴套5，浮动主轴1的下端通过渐开线花键装有浮动主轴套2，传扭主轴套5与浮动主轴套2通过一组铰制孔螺栓3定心联接并传递扭矩。传扭主轴套5的下端与传扭主轴6之间设有径向定心的导正套4。导正套4具有径向定心、轴向定位功能，来保证传扭主轴套5与传扭主轴6的同轴度。液压马达10设置为四个，分成两组面对面安装在箱体的上下两端。 

在传扭主轴6的尾部与浮动主轴1的外壁之间设有耐磨减震材料制成的扶正套11，位于传扭主轴6的尾端的浮动主轴1上固定装有承载套12，浮动主轴1的尾端固定有个滑套15，滑套15内装有个固定的钻孔介质输送管14，滑套15与钻孔介质输送管14之间设有动密封装置，在承载套12及钻孔介质输送管14的外部设有个与动力头箱体固定的罩壳16，钻孔介质输送管14的外端部与罩壳16固定连接，在承载套12与罩壳16之间设有预紧弹簧13。 

主轴伸缩浮动式动力头安装在全液压多功能煤层气钻机上，该动力头的主轴回转用两组4个低速大扭矩液压马达对称布置，双向输入，通过一级齿轮传动驱动主轴回转，另由液压油缸通过链条倍速机构带动动力头给进钻进，下放钻具或提升钻具，实现煤层气钻机在钻探工程中基本的钻杆回转和钻具给进、提升功能。 

动力头箱体9为安装液压马达和伸缩浮动式主轴的基础件，为钢结构组焊件，4个液压马达分成两组面对面安装在箱体墙板两侧，主轴孔布置在箱体的下侧，为同轴等径轴承位孔，孔口端面布置两组螺纹孔，以安装承载轴向力的压盖，通过调整垫调整主轴的轴间间隙和轴承的轴向定位。 

传扭主轴6的两端用轴承定心支撑，中间辅以圆锥调心滚子轴承承载轴间推力，调心滚子轴承均布置轴向预压紧弹簧，以防止非受载情况下动、静圈与滚动体分离。传扭主轴6的前端设计有渐开线花键，用来安装传扭主轴套5，用螺纹联接导正套4，后端设有减摩扶正套11的安装孔。 

传扭主轴6的前后端均设计有密封装置。 

浮动主轴1的前端为渐开线花键，与浮动主轴套配合并在其内滑动，主轴输出的回转扭矩全部由其承担。主轴孔口设计有API标准石油钻杆扣与钻杆联接。浮动主轴通孔为钻井液、压缩空气等钻孔介质提供输送通道。 

浮动主轴1后端的外螺纹扣与承载套12联接，承受动力头给进或提升能力的全部轴向荷载。预紧弹簧13安装后能保证浮动主轴始终前移贴紧在传扭主轴的端面上，一方面跟钻进力平衡，另一方面平衡或释放孔底的反作用冲击力，以保护金刚石钻头不被损坏。 

Claims (2)

1.一种煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头，设有动力头箱体，在动力头箱体后部设有空心的传扭主轴，传扭主轴中装有空心的浮动主轴，在传扭主轴中部设有传动齿轮，在动力头箱体的前部设有与上述传动齿轮啮合的主齿轮，主齿轮与设在箱体外的液压马达相接，其特征在于：传扭主轴的下端通过花键装有传扭主轴套，浮动主轴的下端通过花键装有浮动主轴套，传扭主轴套与浮动主轴套通过螺栓连接，传扭主轴套的下端与传扭主轴之间设有径向定心的导正套，在传扭主轴的尾部与浮动主轴的外壁之间设有耐磨减震材料制成的扶正套，位于传扭主轴的尾端的浮动主轴上固定装有承载套，浮动主轴的尾端固定有个滑套，滑套内装有个固定的钻孔介质输送管，滑套与钻孔介质输送管之间设有动密封装置，在承载套及钻孔介质输送管的外部设有个与动力头箱体固定的罩壳，钻孔介质输送管的外端部与罩壳固定连接，在承载套与罩壳之间设有预紧弹簧。

2.根据权利要求1所述的煤层气钻机主轴伸缩浮动式动力头，其特征在于：液压马达设置为四个，分成两组面对面安装在箱体的上下两端。