CN205677535U - 履带式全液压多功能轻型钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻井工具技术领域，是一种履带式全液压多功能轻型钻机，其包括行走部和平台，平台上安装有发动机、单缸伸缩式井架，发动机动力输出飞轮与第一液压泵连接，第一液压泵与单缸伸缩式井架连通，第二液压泵与动力头、注水泵连通。本实用新型采用全液压结构，钻机的行走部由机械驱动，钻机的动力头、单杠伸缩式井架、泥浆泵、空压机、注水泵均由液压驱动，大大简化了中间的传动机构，使得钻机更加轻型化；单缸伸缩式井架结构简单，减轻了钻机的重量；采用履带底盘，履带底盘与地面的接触面积更大，从而可以减小该轻型钻机对地表的破坏，还能够提高该轻型钻机的通行能力，使得该轻型钻机能够适用于沼泽、沙漠边坡、草原、农田等环境。

Description

履带式全液压多功能轻型钻机

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，是一种履带式全液压多功能轻型钻机。

背景技术

目前，我国石油地矿部门的浅孔勘探钻机大都是钻井深度200m左右的轮式车载钻机，用消耗大量能源和人力成本钻6m至20m左右的浅孔来提高功效，对大地环境和地表造成严重的损坏。因此，提供一种轻型钻机，用最节能的方法提高钻井工效，适应于沼泽、沙漠边坡、草原和农田，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型提供了一种履带式全液压多功能轻型钻机，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有浅孔勘探作业过程中存在的轮式车载钻机消耗大量能源和人力成本、对大地环境和地表造成严重损坏的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种履带式全液压多功能轻型钻机，包括行走部，行走部上固定安装有平台，平台上固定安装有发动机、单缸伸缩式井架、第一液压泵、中转轮、第二液压泵、泥浆泵、空压机、动力头和注水泵，发动机动力输出飞轮通过第一传动机构与第一液压泵连接；发动机动力输出飞轮通过第二传动机构与行走部连接；发动机动力输出飞轮通过第三传动机构与中转轮连接；中转轮通过第四传动机构与第二液压泵连接；中转轮通过第五传动机构与泥浆泵连接；中转轮通过第六传动机构与空压机连接；第一液压泵通过管路与单缸伸缩式井架连通，第二液压泵分别通过管路与动力头、注水泵连通。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述单缸伸缩式井架包括滑架、内桅杆、外桅杆、升降油缸、上行钢丝绳、下行钢丝绳，动力头固定安装在滑架上，滑架能滑动地安装在内桅杆上，内桅杆能滑动地安装在外桅杆的内部，升降油缸的下端固定安装在外桅杆的底部，升降油缸的活塞杆与内桅杆的下端连接，内桅杆的上端固定安装有第一滑轮，内桅杆的下端固定安装有第二滑轮，上行钢丝绳的第一端固定安装在外桅杆的第一固定点上，上行钢丝绳的第二端绕过第一滑轮与滑架的上部连接，下行钢丝绳的第一端与滑架的下部连接，下行钢丝绳的第二端绕过第二滑轮并固定在外桅杆的第二固定点上，第一液压泵通过管路与升降油缸连通。

上述内桅杆与外桅杆之间安装有滚轮。

上述行走部为履带底盘。

上述行走部为橡胶履带底盘。

上述空压机为螺杆式空压机；或/和，履带式全液压多功能轻型钻机还包括地锚站，第二液压泵通过管路与地锚站连通；或/和，第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构、第六传动机构均为皮带轮传动。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其采用全液压结构，钻机的行走部由机械驱动，钻机的动力头、单杠伸缩式井架、泥浆泵、空压机、注水泵均由液压驱动，大大简化了中间的传动机构，使得钻机的轻型化成为可能；单缸伸缩式井架只有一个油缸，可实现井架在竖直方向上的伸缩，并能带动动力头升降，结构简单，减轻了钻机的重量；井架在使用过程中处于竖直状态，在使用完成后只需用油缸缩短其高度即可，而不必将井架放倒，从而简化了操作程序，在不将井架放倒的情况下也可保证该轻型钻机的通行能力；采用履带底盘，履带底盘与地面的接触面积更大，从而可以减小该轻型钻机对地表的破坏，另一方面，履带底盘还能够提高该轻型钻机的通行能力，使得该轻型钻机能够适用于沼泽、沙漠边坡、草原、农田等环境，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的主视结构示意图。

附图2为本实用新型实施例的动力系统结构示意图。

附图3为本实用新型实施例的单缸伸缩式井架处于第一状态的结构示意图。

附图4为本实用新型实施例的单缸伸缩式井架处于第一状态的结构示意图。

附图5为本实用新型实施例的单缸伸缩式井架的结构原理图。

附图中的编码分别为：1为平台，2为发动机，3为单缸伸缩式井架，4为第一液压泵，5为中转轮，6为第二液压泵，7为泥浆泵，8为空压机，9为动力头，10为注水泵，11为第一传动机构，12为第二传动机构，13为第三传动机构，14为第四传动机构，15为第五传动机构，16为第六传动机构，17为内桅杆，18为外桅杆，19为升降油缸，20为上行钢丝绳，21为下行钢丝绳，22为第一滑轮，23为第二滑轮，24为滚轮，25为橡胶履带底盘，26为地锚站，27为飞轮，28为滑架。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3、4、5所示，该履带式全液压多功能轻型钻机包括行走部，行走部上固定安装有平台1，平台1上固定安装有发动机2、单缸伸缩式井架3、第一液压泵4、中转轮5、第二液压泵6、泥浆泵7、空压机8、动力头9和注水泵10，发动机2动力输出飞轮27通过第一传动机构11与第一液压泵4连接；发动机2动力输出飞轮27通过第二传动机构12与行走部连接；发动机2动力输出飞轮27通过第三传动机构13与中转轮5连接；中转轮5通过第四传动机构14与第二液压泵6连接；中转轮5通过第五传动机构15与泥浆泵7连接；中转轮5通过第六传动机构16与空压机8连接；第一液压泵4通过管路与单缸伸缩式井架3连通，第二液压泵6分别通过管路与动力头9、注水泵10连通。目前，我国石油地矿部门的浅孔勘探钻机大都是钻井深度200m左右的轮式车载钻机，用消耗大量能源和人力成本钻6m至20m左右的浅孔来提高功效，对大地环境和地表造成严重损害。为了解决这一问题，本实用新型提供了一种轻型钻机，其采用全液压结构，钻机的行走部由机械驱动，钻机的动力头9、单杠伸缩式井架3、泥浆泵7、空压机8、注水泵10均由液压驱动，大大简化了中间的传动机构，使得钻机的轻型化成为可能；单缸伸缩式井架3只有一个油缸，可实现井架在竖直方向上的伸缩，并能带动动力头9升降，结构简单，减轻了钻机的重量；井架在使用过程中处于竖直状态，在使用完成后只需用油缸缩短其高度即可，而不必将井架放倒，从而简化了操作程序，在不将井架放倒的情况下也可保证该轻型钻机的通行能力。

可根据实际需要，对上述履带式全液压多功能轻型钻机作进一步优化或/和改进：

如附图1、3、4、5所示，上述单缸伸缩式井架3包括滑架28、内桅杆17、外桅杆18、升降油缸19、上行钢丝绳20、下行钢丝绳21，动力头9固定安装在滑架28上，滑架28能滑动地安装在内桅杆17上，内桅杆17能滑动地安装在外桅杆18的内部，升降油缸19的下端固定安装在外桅杆18的底部，升降油缸19的活塞杆与内桅杆17的下端连接，内桅杆17的上端固定安装有第一滑轮22，内桅杆17的下端固定安装有第二滑轮23，上行钢丝绳20的第一端固定安装在外桅杆18的第一固定点上，上行钢丝绳20的第二端绕过第一滑轮22与滑架28的上部连接，下行钢丝绳21的第一端与滑架28的下部连接，下行钢丝绳21的第二端绕过第二滑轮23并固定在外桅杆18的第二固定点上，第一液压泵4通过管路与升降油缸19连通。第一液压泵4通过管路分别连接至升降油缸19两端的油路接头，高压油进入升降油缸19的无杆腔内，活塞上行，顶动内桅杆17向上运动，内桅杆17顶部装有第一滑轮22，外桅杆18的第一固定点连接上行钢丝绳20的第一端，上行钢丝绳20的第二端经过第一滑轮22并与滑架28上部连接，此时滑架28的运动距离为内桅杆17运动距离的两倍；下行钢丝绳21的第一端与滑架28的下部连接，下行钢丝绳21的第二端经过第二滑轮23并与外桅杆18的第二固定点连接，液压油进入升降油缸19的有杆腔，活塞下行，拉动下行钢丝绳21使动力头9下行，此时，滑架28的下行距离为内桅杆17下行距离的两倍，在动力头9下行的同时，内桅杆17也在运动，两者并非同步运动。该单缸伸缩式井架3应用了动滑轮原理，使得升降油缸19伸缩距离a时，滑架28的运动距离为2a，提高了效率。

如附图3、4所示，上述内桅杆17与外桅杆18之间安装有滚轮24。滚轮24具有导向和减小摩擦的作用，能够使内桅杆17相对于外桅杆18更加平稳地运动。

如附图1所示，上述行走部为履带底盘。履带底盘与地面的接触面积更大，从而可以减小该轻型钻机对地表的破坏，另一方面，履带底盘还能够提高该轻型钻机的通行能力，使得该轻型钻机能够适用于沼泽、沙漠边坡、草原、农田等环境。

如附图1所示，上述行走部为橡胶履带底盘25。橡胶履带底盘25的结构轻便，能够减轻该轻型钻机的整体重量。

如附图1、2所示，上述空压机8为螺杆式空压机。螺杆式空压机能够汽水两用，进而实现多功能钻井。

如附图2所示，上述履带式全液压多功能轻型钻机还包括地锚站26，第二液压泵6通过管路与地锚站26连通。该轻型钻机的自重小，在钻井过程中，承受加压力需2t至4t，在遇到复杂地质环境下，该轻型钻机自重太轻使得加压力不足，无法高效钻井，该轻型钻机配置了地锚站26和地锚，地锚站26为地锚提供液压动力，钻井时将地锚打入地下一定深度，使地锚产生和钻井相反的力，井架底部设计了偏移轨道，需要打地锚时，油缸顶动井架沿轨道向一侧偏移0.5m，用动力头9的钻杆带动地锚钻头向下旋转固定在地下，这种固定力按照钻井的最佳加压力固定，地锚上端固定点在平台1上，打完锚后，井架回复原位正常钻井，完井后偏移到地锚钻头位置，旋转拔出地锚。

如附图1、2所示，上述第一传动机构11、第二传动机构12、第三传动机构13、第四传动机构14、第五传动机构15、第六传动机构16均为皮带轮传动。皮带轮传动能缓和载荷冲击，运行平稳、低噪音、低振动，结构简单，调整方便，重量小，能够有效降低该轻型钻机的整体重量。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型实施例的使用过程：

本钻机的发动机2横置于橡胶履带底盘25上部的平台1上，发动机2动力输出飞轮27上装皮带轮一组，飞轮27通过第一传动机构11连接第一液压泵4，飞轮27通过第二传动机构12动力输送到橡胶履带底盘25，飞轮27通过第三传动机构13和中转轮5连接，中转轮5通过第四传动机构14与第二液压泵6连接，中转轮5通过第五传动机构15与泥浆泵7连接，中转轮5通过第六传动机构16连接一输出轴，输出轴端连接一组离合器总成，为空压机8提供动力。

第一液压泵4驱动液压系统运转，经油箱吸油再排出经液压阀产生高压形成回路，分别连接单缸伸缩式井架3的升降油缸19两端的油路接头，高压油进入升降油缸19的无杆腔，活塞上行，顶动內桅杆向上运动，桅杆顶部装有第一滑轮22，外桅杆18固定有上行钢丝绳20的第一端，上行钢丝绳20的另一端经过第一滑轮22和滑架28上部连接；此时滑架28上行的距离是内桅杆17上行距离的两倍。下行钢丝绳21的第一端连接滑架28下部，第二端经过內桅杆下部的第二滑轮23连接在外桅杆18的第二固定点上，液压油进入升降油缸19有杆腔，活塞下行，拉动下行钢丝绳21使动力头9下行的距离为内桅杆17下行距离的两倍。在动力头9上下运动的同时，內桅杆也在运动，两者非同步运动。

液压系统同时给注水泵10提供动力油流，高压油流驱动注水泵10的旋转马达，带动注水泵10活塞往复运动形成压力水流，提供给复杂地层携带井內钻屑上返，完成整个钻井过程。

第二液压泵6高压油流经液压阀形成回路，扳动手柄后拉，高压油流驱动动力头9液压马达正时针旋转；手柄前推则动力头9液压马达逆时针旋转，正时针旋转带动钻具下端的钻头，经钻具的升降运动完成钻井过程循环。

合上离合器手柄使泥浆泵7活塞往复运动，推动钻井液形成压力，沿管线进入动力头9中心管，沿钻杆到最下端的钻头，喷出钻井液后扳动加压，液压阀手柄使钻杆下降至地面，扳动动力头9旋转手柄下钻，待钻完第一根钻杆后，用垫叉卡住钻杆上端对扁，反转动力头9卸开钻杆丝扣上提动力头9，接上第二根钻杆继续下钻，依次接杆至要求井深。

在需要空气钻井时，关闭泥浆泵7离合器，开启空压机8离合器，空压机8开始运转。开启空压机8离合手柄使空压机8主轴上皮带轮旋转，产生高压空气进入动力头9中心管至钻杆工作程序和钻液成井方式相同。

本钻机的自重是1.5t，在钻井过程中，承受加压力需2t至4t。在遇到复杂地质环境下，自重太轻使加压力不足，无法高效钻井。本钻机配置了地锚和地锚站26，地锚站26为地锚提供液压动力，钻井时将地锚打入地下一定深度，使地锚产生和钻井相反的力，井架底部设计了偏移轨道，需要打地锚时，油缸顶动井架沿轨道向一侧偏移0.5m，用动力头9的钻杆带动地锚钻头向下旋转固定在地下，这种固定力按照钻井的最佳加压力来固定。地锚的上端固定点在平台1上，打完地锚后，井架恢复原位正常钻井，完钻后偏移到地锚钻头位置，旋转拔出地锚。

Claims (8)

1.一种履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于包括行走部，行走部上固定安装有平台，平台上固定安装有发动机、单缸伸缩式井架、第一液压泵、中转轮、第二液压泵、泥浆泵、空压机、动力头和注水泵，发动机动力输出飞轮通过第一传动机构与第一液压泵连接；发动机动力输出飞轮通过第二传动机构与行走部连接；发动机动力输出飞轮通过第三传动机构与中转轮连接；中转轮通过第四传动机构与第二液压泵连接；中转轮通过第五传动机构与泥浆泵连接；中转轮通过第六传动机构与空压机连接；第一液压泵通过管路与单缸伸缩式井架连通，第二液压泵分别通过管路与动力头、注水泵连通。

2.根据权利要求1所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于单缸伸缩式井架包括滑架、内桅杆、外桅杆、升降油缸、上行钢丝绳、下行钢丝绳，动力头固定安装在滑架上，滑架能滑动地安装在内桅杆上，内桅杆能滑动地安装在外桅杆的内部，升降油缸的下端固定安装在外桅杆的底部，升降油缸的活塞杆与内桅杆的下端连接，内桅杆的上端固定安装有第一滑轮，内桅杆的下端固定安装有第二滑轮，上行钢丝绳的第一端固定安装在外桅杆的第一固定点上，上行钢丝绳的第二端绕过第一滑轮与滑架的上部连接，下行钢丝绳的第一端与滑架的下部连接，下行钢丝绳的第二端绕过第二滑轮并固定在外桅杆的第二固定点上，第一液压泵通过管路与升降油缸连通。

3.根据权利要求2所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于内桅杆与外桅杆之间安装有滚轮。

4.根据权利要求1或2或3所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于行走部为履带底盘。

5.根据权利要求4所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于行走部为橡胶履带底盘。

6.根据权利要求1或2或3所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于空压机为螺杆式空压机；或/和，履带式全液压多功能轻型钻机还包括地锚站，第二液压泵通过管路与地锚站连通；或/和，第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构、第六传动机构均为皮带轮传动。

7.根据权利要求4所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于空压机为螺杆式空压机；或/和，履带式全液压多功能轻型钻机还包括地锚站，第二液压泵通过管路与地锚站连通；或/和，第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构、第六传动机构均为皮带轮传动。

8.根据权利要求5所述的履带式全液压多功能轻型钻机，其特征在于空压机为螺杆式空压机；或/和，履带式全液压多功能轻型钻机还包括地锚站，第二液压泵通过管路与地锚站连通；或/和，第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构、第六传动机构均为皮带轮传动。