CN210370491U

CN210370491U - 一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机

Info

Publication number: CN210370491U
Application number: CN201921213737.6U
Authority: CN
Inventors: 尹业新; 王瑜; 李宁; 潘文娟; 聂溧
Original assignee: Nanjing Yi Run Environmental Technology Co ltd; China University of Geosciences Beijing
Current assignee: Nanjing Yi Run Environmental Technology Co ltd; China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-07-30

Abstract

本实用新型提供了一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机。该钻机包括动力驱动装置、连接装置和动力头装置，动力驱动装置分别与连接装置和动力头装置相连，动力头装置与连接装置相连，连接装置可调整动力头装置的状态；动力头装置包括声频钻头和冲击钻头。本实用新型的钻机在工作时可以切换使用两种钻头，克服了采用直推式技术采样深度小、地层适应性差的缺点，也克服了使用单一声频技术采样价格高昂的缺点；在保证最大的地层适应性、采样质量和采样深度的情况下，能实现经济的最优化和效率的最大化。

Description

一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机

技术领域

本实用新型涉及一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，属于工程机械的技术领域。

背景技术

对污染场地的彻底调查是后期进行评估和修复的必要条件，这需要先进的钻进设备作为基础。在土壤调查中，由于土壤的非均质性，不同深度、不同区域土壤的物理、化学性质往往差异巨大，因此取样过程中必须保证土壤的原状性，即土壤的结构、组成等物理化学性质不变。

传统的地勘钻机在钻取土样过程中往往采用回转力或借助钻井液钻进，该方式对土壤的扰动大且土壤上下层之间易产生交叉污染，并不适合环境调查中土壤取样的要求。直接推进式技术用于土壤取样已经得到广泛的认可，钻机采用自身重力和冲击钻头冲击力钻取土壤，该技术对土壤的扰动小，适合于非固结土壤中的取样，但在很软的地层或固结地层中取样率低。同时由于钻机自身重力和冲击钻头冲击力有限，直接推进式技术很难钻取深度超过30m以上的土壤样品。

声频钻进技术用于(非常)软土、固结(坚硬)地层和混合地层中的土壤取样，取样深度能达到100m。该技术利用声频钻头内部偏心产生的共振能量向下传递给钻杆，振动使得直接环绕钻杆和钻头的薄层土壤液化，大大降低钻杆和周边土壤的摩擦力，从而进行低扰动的土壤取样，但是声频钻机取样价格昂贵，成本较高。

实用新型内容

为了最大限度地提高场地调查土壤取样的效率、降低成本、减少调查时间以及提高取样过程的普适性，本实用新型提出一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，包括动力驱动装置、连接装置和动力头装置，所述动力驱动装置分别与连接装置和动力头装置相连；所述动力头装置与连接装置相连，连接装置可调整动力头装置的运动状态；所述动力头装置包括声频钻头和冲击钻头。

进一步地，所述动力驱动装置包括变速箱、取力器、主泵和液压油箱，所述变速箱与取力器相连，取力器与主泵相连，主泵与液压油箱相连，液压油箱连接到连接装置和动力头装置。

进一步地，所述连接装置包括主缸、主缸架、升降架、支撑油缸、仰俯架、钟摆缸、倾斜架、倾斜缸、伸缩架、伸缩缸和固定架；所述动力头装置安装在主缸上，主缸带动动力头装置沿主缸架的轨道滑动，所述主缸架的一端安装在升降架上；所述支撑油缸的一端与主缸架连接，另一端与升降架连接；所述升降架和钟摆缸安装在仰俯架上；所述钟摆缸的一端与升降架连接，另一端与仰俯架连接；所述仰俯架与倾斜架的一端连接，倾斜架的另一端与仰俯缸的一端连接，仰俯缸的另一端与仰俯架相连；所述倾斜架与伸缩架相连；所述倾斜缸的一端与倾斜架连接，另一端与伸缩架连接；所述伸缩架安装在固定架的轨道内，所述伸缩缸的一端与伸缩架连接，另一端与固定架连接。

进一步地，所述动力头装置包括升降连接组件、动力头选择油缸、冲击钻组件、声频钻组件和滑移板；所述升降连接组件与连接装置相连；所述动力头选择油缸的一端固定在升降连接组件上，另一端固定在滑移板上，所述滑移板与升降连接组件之间可相对运动；所述冲击钻组件和声频钻组件固定在滑移板的表面。

进一步地，所述钻机安装在车厢内。

进一步地，所述车厢底部安装有支撑装置。

相比现有技术，本实用新型的车载式钻机具有以下优点：

(1)动力驱动装置产生的液压力能够给钻头提供充足的动力，保证在固结地层中进行深度取样。

(2)连接装置包括多个油缸，使得动力头装置能够进行伸缩、摆动、仰俯等动作，提高了取样过程中的机动性和灵活性。

(3)动力头装置包括声频钻头和冲击钻头，并可通过横移油缸选择不同工作钻头。克服了采用单一直推式技术采样深度小、地层适应性差的缺点，也克服了使用单一声频技术采样价格高昂的缺点。在保证最大的地层适应性、采样质量和采样深度的情况下，能实现经济的最优化和效率的最大化。

(4)可采用厢式车辆作为载具，最高时速能达到95km/h，与传统的履带式载具相比(远距离运输需要依靠大型货车)，大大提高了调查响应速度、调查中的转场速度，降低了整个调查周期的时间。

(5)在车厢底部装有支撑装置，在采样过程中能够加强机身的稳定性，保证取样的精度、降低取样的扰动、提高取样的质量。

附图说明

图1本实用新型实施例车载式钻机的运输状态图；

图2本实用新型实施例车载式钻机的工作状态测视图；

图3本实用新型实施例的连接装置示意图；

图4本实用新型实施例的动力头装置示意图；

图5本实用新型实施例的冲击钻工作状态正视图(不包含货车)；

图6本实用新型实施例的声频钻工作状态正视图(不包含货车)。

图中：1-厢式货车；2-取力器；3-主泵；4-液压油箱；5-连接装置；6-动力头装置；7-支腿油缸；8-冲击钻钻具；9-声频钻钻具；61-升降连接组件；62-动力头选择油缸；63-冲击钻组件；64-声频钻组件；65-滑移板。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细描述。

本实施例采用厢式货车1作为钻机的运输载体，可以在需要采样的区域间进行快速转场，降低整个调查的成本和时间。钻机安装在车内，包括动力驱动装置、连接装置5和动力头装置6。动力驱动装置为连接装置和动力头装置提供动力；动力头装置6与连接装置5相连，连接装置5可调整动力头装置到合适的位置；动力头装置6包括声频钻头和冲击钻头两套执行部件，分别配合冲击钻钻具8、声频钻钻具9完成现场工作。

其中，动力驱动装置包括变速箱、取力器2、主泵3和液压油箱4作为动力源，变速箱与取力器2连接，取力器2连接主泵3，主泵3连接液压油箱4。厢式货车变速箱通过取力器2将动力传递给主泵3，主泵3带动液压油箱4内液压油运转，液压油带动连接装置5和动力头装置6内的执行元件运转，从而为整套钻机动作提供原动力。

连接装置5包括多个调整油缸及相应结构件，具体如图3所示，动力头装置6用螺栓组连接在主缸523上，由主缸523带动其沿主缸架521轨道上下滑动。主缸架521的一端与升降架520连接，支撑油缸522用于控制主缸架521相对于升降架520上下滑动，支撑油缸522的一端与主缸架521连接，另一端与升降架520连接。升降架520与仰俯架518通过中间回转支承517相连，钟摆缸519安装在仰俯架518上，用于控制升降架520和仰俯架518做相对钟摆运动，钟摆缸519的一端与升降架520连接，另一端与仰俯架518连接。仰俯架518与倾斜架514由销子连接，仰俯缸516控制倾斜架514完成相对仰俯动作，仰俯缸516的一端与倾斜架514连接，另一端与仰俯架518连接。倾斜缸515用于控制倾斜架514绕伸缩架512做倾斜运动，倾斜架514与伸缩架512由销子连接，倾斜缸515的一端与倾斜架514连接，另一端与伸缩架512连接。伸缩缸513控制伸缩架512在固定架511的轨道内伸缩动作，伸缩缸513的一端与伸缩架512连接，另一端与固定架511连接。固定架511通过螺栓组与厢式货车1的底板固定。连接装置5可满足动力头装置6相对于厢式货车1的多个调整动作，在各执行油缸控制行程内完成精确定位。

动力头装置6包括升降连接组件61、动力头选择油缸62、冲击钻组件63、声频钻组件64和滑移板65；升降连接组件61通过螺栓组与连接装置5内的升降油缸连接，动力头选择油缸62两端通过销轴分别与升降连接组件61和滑移板65固定，冲击钻组件63和声频钻组件64通过螺栓组分别固定在滑移板65表面的左侧和右侧，滑移板65与升降连接组件61之间可相对运动，通过动力头选择油缸62的伸展和缩回可使冲击钻组件63和声频钻组件64分别位于钻机中央的工作位置。

在车厢底部还安装有四个支腿油缸7，以增加钻机在工作时的稳定性。

运输过程中，通过连接装置5内的各个油缸动作将钻机的各部分完全收缩到厢式货车1内部，由载体厢式货车1完成转场、运输等工作，最高时速可达95Km/h；工作时，通过连接装置5内的各个油缸动作将动力头装置6调整到工作所需位置，同时，四个支腿油缸7全部伸出将车厢支起；再根据现场实际情况选择执行部件，通过动力头选择油缸62将所选执行部件调整到工作位置，配合相应的钻具完成现场工作。

本实施例的车载式钻机同时配备冲击式钻头和声频钻头，可以同时进行直推式和声频钻进低扰动取样。以下对本实施例钻机的工作过程进行示例说明：

驾驶厢式货车1到达采样点位后，打开厢货车1底部的支腿油缸7，增加取样过程中机身的稳定性。厢式货车1发动机提供动力，车内变速箱通过取力器2将动力传递给主泵3，主泵3带动液压油箱4内液压油运转，液压油通过多路阀进而带动连接装置5内各调整油缸及动力头装置6内各液压执行元件。

根据采样的要求，通过连接装置5操作动力头升降连接组件61和动力头选择油缸62，对动力头进行伸缩、摆动、仰俯等动作，从而调整动力头达到采样点位。当采样深度小于等于30m且地层为非固结地层时，动力头换为冲击钻组件63进行采样；当采样深度大于30m或者地层固结土层时，采用声频钻组件64进行采样。通过两种钻头的切换使用，可以基本满足各种不同地层条件下的环境调查类场地取样工作。

采样结束后，通过连接装置5操作动力头的升降连接组件61将动力头装置6收缩至厢式货车内，然后驾驶厢式货车1到下一个采样点位进行采样。

Claims

1.一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，钻机包括动力驱动装置、连接装置和动力头装置，所述动力驱动装置分别与连接装置和动力头装置相连；所述动力头装置与连接装置相连，连接装置可调整动力头装置的运动状态；所述动力头装置包括声频钻头和冲击钻头。

2.根据权利要求1所述的一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，所述动力驱动装置包括变速箱、取力器、主泵和液压油箱，所述变速箱与取力器相连，取力器与主泵相连，主泵与液压油箱相连，液压油箱连接到连接装置和动力头装置。

3.根据权利要求1所述的一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，所述连接装置包括主缸、主缸架、升降架、支撑油缸、仰俯架、钟摆缸、倾斜架、倾斜缸、伸缩架、伸缩缸和固定架；所述动力头装置安装在主缸上，主缸带动动力头装置沿主缸架的轨道滑动，所述主缸架的一端安装在升降架上；所述支撑油缸的一端与主缸架连接，另一端与升降架连接；所述升降架和钟摆缸安装在仰俯架上；所述钟摆缸的一端与升降架连接，另一端与仰俯架连接；所述仰俯架与倾斜架的一端连接，倾斜架的另一端与仰俯缸的一端连接，仰俯缸的另一端与仰俯架相连；所述倾斜架与伸缩架相连；所述倾斜缸的一端与倾斜架连接，另一端与伸缩架连接；所述伸缩架安装在固定架的轨道内，所述伸缩缸的一端与伸缩架连接，另一端与固定架连接。

4.根据权利要求1所述的一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，所述动力头装置包括升降连接组件、动力头选择油缸、冲击钻组件、声频钻组件和滑移板；所述升降连接组件与连接装置相连；所述动力头选择油缸的一端固定在升降连接组件上，另一端固定在滑移板上，所述滑移板与升降连接组件之间可相对运动；所述冲击钻组件和声频钻组件固定在滑移板的表面。

5.根据权利要求1所述的一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，所述钻机安装在车厢内。

6.根据权利要求5所述的一种集冲击动力头和声频动力头于一体的车载式钻机，其特征在于，所述车厢底部安装有支撑装置。