CN205605108U - 一种岩心钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩心钻机，属于地质勘探、水文水井、煤田、油气田勘探等的钻机技术领域，包括底座，位于底座上的滑架，和位于滑架上的主回转电机、传动箱和回转器，所述主回转电机通过传动箱与回转器连接，所述回转器的下部安装有立轴，在滑架上还设有独立模块化的主绞车模块和独立模块化的绳索取心绞车模块，所述主绞车模块和绳索取心绞车模块与滑架均能实现模块化装拆；便于实现与水源钻机或其他钻机的通用化整体模块互换。本实用新型能够实现执行单元独立化、模块化，便于安装、拆卸和运输，模块化的独立执行单元能够与其他钻机进行组合安装，提高钻机各模块与其它设备的通用性，减少设备投资，提高设备利用率，降低生产成本。

Description

一种岩心钻机

技术领域

本实用新型涉及地质勘探、水文水井、煤田、油气田勘探等的钻机技术领域。

背景技术

随着世界经济迅猛发展，对矿产资源的需求越来越大。在国际市场，从2004 年开始，全球的矿产勘探市场开始走出上世纪末期的低谷并逐年走高，矿产勘探投资持续增长，对钻探设备的需求随之持续增长，岩心钻机是地质勘查的关键设备，市场需求量也随着矿产勘探投资持续增长。

传统的岩心钻机各部件分别与钻机的底座独立安装，不能形成独立的、模块化的执行单元，安装、拆卸和运输复杂，钻机成本高，适应性差。

因此，如何提供一种执行单元独立化、模块化，便于安装、拆卸和运输，施工效率高，安全可靠的岩心钻机，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，是提供一种岩心钻机，其能够实现执行单元独立化、模块化，便于安装、拆卸和运输，模块化的独立执行单元能够与其他钻机进行组合安装，提高了钻机各模块与其它设备的通用性，可减少设备投资，提高设备利用率，降低生产成本，提高经济效益。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种岩心钻机，包括底座，位于底座上的滑架，和位于滑架上的主回转电机、传动箱和回转器，所述主回转电机通过传动箱与回转器连接，所述回转器的下部安装有立轴，在滑架上还设有独立模块化的的主绞车模块和独立模块化的绳索取心绞车模块，所述主绞车模块和绳索取心绞车模块与滑架均能实现模块化装拆；便于实现与水源钻机或其他钻机的通用化整体模块互换。

作为优选，所述主绞车模块包括通过螺栓固定在滑架后部的主绞车底座，所述主绞车底座上固定有主绞车变频电机、主绞车减速机和主绞车滚筒，所述主绞车变频电机通过主绞车减速机与主绞车滚筒连接。

作为优选，所述主绞车模块还包括能够在主动力装置无法正常工作情况下启动的主绞车应急装置，所述主绞车应急装置包括应急电机和与应急电机连接的应急减速机，所述主绞车变频电机和应急电机内部本身均设有电磁断电刹车装置。

作为优选，在所述主绞车滚筒的一端还设有能够对主绞车滚筒进行制动的液压盘刹装置。

作为优选，所述主绞车滚筒的外表面设有里巴斯绳槽。

作为优选，所述绳索取心绞车模块包括通过螺栓固定在滑架前部的绳索取心绞车底座和固定在绳索取心绞车底座两侧的支架，所述支架之间设有绳索取心绞车滚筒，所述绳索取心绞车滚筒通过位于其端部的齿轮减速电机驱动。

作为优选，在所述绳索取心绞车滚筒上方还设有能够沿所述绳索取心绞车滚筒的轴线平行移动的排绳器和能够对取心钢丝绳的绳长进行实时监控的旋转编码器。

作为优选，所述排绳器通过其轴向中心线均平行于所述绳索取心绞车滚筒的轴线的排绳螺旋杆和排绳导杆安装在所述的支架之间，且排绳螺旋杆和排绳导杆在同一水平面内，所述排绳螺旋杆上设有双向外螺纹，与排绳器上设有的双向内螺纹配合连接，所述排绳器沿排绳导杆移动，排绳导杆对排绳器起导向作用。

作为优选，在所述回转器下部设有对钻杆自动定心的手动的下卡盘，所述下卡盘固定在回转器下部的立轴的端部，在所述回转器上部设有上卡盘，所述上卡盘采用液压卡紧方式。

作为优选，所述立轴为花键式的轴，且花键齿廓为渐开线。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：现有技术中的岩心钻机各部件分别与钻机的底座独立安装，不能形成独立的、模块化的执行单元，安装、拆卸和运输复杂，钻机成本高，适应性差。本装置在滑架上设有能够整体独立安拆的主绞车模块和绳索取心绞车模块，其能够实现执行单元独立化、模块化，便于安装、拆卸和运输，模块化的独立执行单元能够与其它钻机进行组合安装，提高了钻机各模块与其它钻机的通用性，可减少设备投资，提高设备利用率，降低生产成本，提高经济效益；并且主绞车模块包括能够在主动力装置无法正常工作情况下启动的主绞车应急装置、内部本身设有电磁断电刹车装置的主绞车变频电机、外表面设有里巴斯绳槽的主绞车滚筒和能够对主绞车滚筒进行制动的液压盘刹装置；所述绳索取心绞车模块包括能够对取心绳索均匀排布的排绳器和能够对取心钢丝绳的绳长进行实时监控的旋转编码器，可以实现无磨损辅助制动，减少零件损耗和噪声污染，施工效率高，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为图1中的主绞车模块结构示意图；

图3为图2的A向视图；

图4为图1中的绳索取心绞车模块结构示意图；

图5为图4的A-A视图；

各图号名称为：1—主绞车模块；2—绳索取心绞车模块；3—传动箱； 4—上卡盘；5—回转器；6—支撑架；7—快慢档操纵；8—下卡盘；9—锁车装置；10—滑架；11—底座；12—液压系统；13—油箱；14—主回转电机；15—立轴；1-1—主绞车应急装置；1-2—主绞车减速机；1-3—联轴器；1-4—主绞车变频电机；1-5—主绞车底座；1-6—主绞车滚筒；1-7—液压盘刹装置；2-2—输出轴；2-6—支架；2-7—绳索取心绞车滚筒；2-8—绳索取心绞车底座；2-9—排绳导杆；2-12—护罩；2-17—小链轮；2-21—传动轮；2-24—大齿轮；2-27—排绳螺旋杆；2-28—排绳器；2-32—齿轮减速电机。

具体实施方式

下面结合附图及一个实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型包括底座11，位于底座11上的滑架10，和位于滑架10上的主回转电机14、传动箱3和回转器5，所述主回转电机14通过传动箱3与回转器5连接，所述回转器5的下部安装有立轴15，在滑架10上还设有独立模块化的的主绞车模块1和独立模块化的绳索取心绞车模块2，所述主绞车模块1和绳索取心绞车模块2与滑架10均能实现模块化装拆；便于实现与水源钻机或其他钻机的通用化整体模块互换。

上述装置的组装过程为：首先，预组装好主绞车模块1和绳索取心绞车模块2，待安装；然后将滑架10组装到底座11上，再将主回转电机14、传动箱3和回转器5安装于滑架10上，所述主回转电机14通过传动箱3与回转器5连接；最后，将组装好的主绞车模块1和绳索取心绞车模块2按照预组装的位置安装到滑架10上。

上述装置的有益效果在于：其能够实现执行单元独立化、模块化，便于安装、拆卸和运输，模块化的独立执行单元能够与其他钻机进行组合安装，提高了钻机各模块与其它设备的通用性，可减少设备投资，提高设备利用率，降低生产成本，提高经济效益。

进一步的，所述主绞车模块1包括通过螺栓固定在滑架10后部的主绞车底座1-5，所述主绞车底座1-5上固定有主绞车变频电机1-4、主绞车减速机1-2和主绞车滚筒1-6，所述主绞车变频电机1-4通过主绞车减速机1-2与主绞车滚筒1-6连接。主绞车模块1无行星轮机构，采用滚筒轴直接驱动主绞车滚筒1-6，结构简单，维护方便。工作时，正常起下钻和送钻工作是靠主绞车变频电机1-4来实现的，主绞车变频电机1-4可以实现冲击的正反转切换和零转悬停。

进一步的，所述主绞车模块1还包括能够在主动力装置无法正常工作情况下启动的主绞车应急装置1-1，此主绞车应急装置1-1与司钻房、电控房完全脱离，可独立提升或下放全部钻柱重量，所述主绞车应急装置1-1包括应急电机和与应急电机连接的应急减速机，所述主绞车变频电机1-4内部本身均设有电磁断电刹车装置，可刹住全钻柱重量，当出现主电机损坏、电力不足等问题出现，造成主绞车变频电机1-4无法正常工作时，仅需给应急电机提供380V电源，即可提全钻柱重量；在所述主绞车滚筒1-6的一端还设有能够对主绞车滚筒1-6进行制动的液压盘刹装置1-7，所述液压盘刹装置1-7包括安装在主绞车滚筒1-6的滚筒轴末端的安全钳和与安全钳连接的动力液压驱动装置，可以实现无磨损辅助制动，减少零件损耗和噪声污染，施工效率高，安全可靠；两套刹车迅速工作,确保了刹车的安全可靠。

进一步的，所述主绞车滚筒1-6的外表面设有里巴斯绳槽。这种设计可以保证钢丝绳排布均匀，使主绞车滚筒1-6受力均匀，保证起吊工作正常、平稳。

进一步的，所述绳索取心绞车模块2包括通过螺栓固定在滑架10前部的绳索取心绞车底座2-8和固定在绳索取心绞车底座2-8两侧的支架2-6，所述支架2-6之间设有绳索取心绞车滚筒2-7，所述绳索取心绞车滚筒2-7通过位于其端部的齿轮减速电机2-32驱动；在所述绳索取心绞车滚筒2-7上方还设有能够沿所述绳索取心绞车滚筒2-7的轴线平行移动的排绳器2-28和能够对取心钢丝绳的绳长进行实时监控的旋转编码器；所述排绳器2-28通过其轴向中心线均平行于所述绳索取心绞车滚筒2-7的轴线的排绳螺旋杆2-27和排绳导杆2-9安装在所述的支架2-6之间，且排绳螺旋杆2-27和排绳导杆2-9在同一水平面内，所述排绳螺旋杆2-27上设有双向外螺纹，与排绳器2-28上设有的双向内螺纹配合连接，所述排绳器2-28沿排绳导杆2-9移动，排绳导杆2-9对排绳器2-28起导向作用。所述排绳器2-28大大提高了排绳效果，安装旋转编码器实现了取心钢丝绳的绳长的实时监控。

进一步的，在所述回转器5下部设有对钻杆自动定心的手动的下卡盘8，所述下卡盘8固定在回转器5下部的立轴15的端部，在所述回转器5上部设有上卡盘4，所述上卡盘4采用液压卡紧。上卡盘4卡紧方式为碟簧卡紧、油缸松开，上卡盘4的油缸活塞下移通过卡瓦座压缩弹簧并实现卡瓦径向移动松开钻杆，上卡盘4的油缸卸油碟弹簧推动卡瓦座带动卡瓦移动从而卡紧钻杆。上卡盘4配有φ55.5、φ71、φ73、φ89、φ114、φ89×79、φ114×102mm多种卡瓦可供用户选用。

进一步的，所述立轴15为花键式的轴，且花键齿廓为渐开线。现有技术中的立轴为六方体，即横截面为六边形，原立轴和立轴导管靠六方连接，立轴和立轴导管仅一端配合传递扭矩，这种结构会造成钻机立轴在高速旋转时不平稳，振动大，设备磨损快。针对以上弊端，本装置将六方立轴改为花键式的立轴15，立轴15与立轴导管为两端配合，这样保证了立轴旋转的稳定性，并且花键齿廓为渐开线，受载时齿上有径向力，能起自定心作用，使各齿受力均匀，强度高，寿命长。

本钻机有两个液压系统：分别为钻进液压系统和盘刹液压系统。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种岩心钻机，包括底座（11），位于底座（11）上的滑架（10），和位于滑架（10）上的主回转电机（14）、传动箱（3）和回转器（5），所述主回转电机（14）通过传动箱（3）与回转器（5）连接，所述回转器（5）的下部安装有立轴（15），其特征在于：在滑架（10）上还设有独立模块化的主绞车模块（1）和独立模块化的绳索取心绞车模块（2），所述主绞车模块（1）和绳索取心绞车模块（2）与滑架（10）均能实现模块化装拆；便于实现与水源钻机或其他钻机的通用化整体模块互换。

2.根据权利要求1所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述主绞车模块（1）包括通过螺栓固定在滑架（10）后部的主绞车底座（1-5），所述主绞车底座（1-5）上固定有主绞车变频电机（1-4）、主绞车减速机（1-2）和主绞车滚筒（1-6），所述主绞车变频电机（1-4）通过主绞车减速机（1-2）与主绞车滚筒（1-6）连接。

3.根据权利要求2所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述主绞车模块（1）还包括能够在主动力装置无法正常工作情况下启动的主绞车应急装置（1-1），所述主绞车应急装置（1-1）包括应急电机和与应急电机连接的应急减速机，所述主绞车变频电机（1-4）和应急电机内部本身均设有电磁断电刹车装置。

4.根据权利要求3所述的一种岩心钻机，其特征在于：在所述主绞车滚筒（1-6）的一端还设有能够对主绞车滚筒（1-6）进行制动的液压盘刹装置（1-7）。

5.根据权利要求2所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述主绞车滚筒（1-6）的外表面设有里巴斯绳槽。

6.根据权利要求1所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述绳索取心绞车模块（2）包括通过螺栓固定在滑架（10）前部的绳索取心绞车底座（2-8）和固定在绳索取心绞车底座（2-8）两侧的支架（2-6），所述支架（2-6）之间设有绳索取心绞车滚筒（2-7），所述绳索取心绞车滚筒（2-7）通过位于其端部的齿轮减速电机（2-32）驱动。

7.根据权利要求6所述的一种岩心钻机，其特征在于：在所述绳索取心绞车滚筒（2-7）上方还设有能够沿所述绳索取心绞车滚筒（2-7）的轴线平行移动的排绳器（2-28）和能够对取心钢丝绳的绳长进行实时监控的旋转编码器。

8.根据权利要求7所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述排绳器（2-28）通过其轴向中心线均平行于所述绳索取心绞车滚筒（2-7）的轴线的排绳螺旋杆（2-27）和排绳导杆（2-9）安装在所述的支架（2-6）之间，且排绳螺旋杆（2-27）和排绳导杆（2-9）在同一水平面内，所述排绳螺旋杆（2-27）上设有双向外螺纹，与排绳器（2-28）上设有的双向内螺纹配合连接，所述排绳器（2-28）沿排绳导杆（2-9）移动，排绳导杆（2-9）对排绳器（2-28）起导向作用。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种岩心钻机，其特征在于：在所述回转器（5）下部设有对钻杆自动定心的手动的下卡盘（8），所述下卡盘（8）固定在回转器（5）下部的立轴（15）的端部，在所述回转器（5）上部设有上卡盘（4），所述上卡盘（4）采用液压卡紧方式。

10.根据权利要求1所述的一种岩心钻机，其特征在于：所述立轴（15）为花键式的轴，且花键齿廓为渐开线。