CN211900453U - 可矫正钻心型长钻距水平钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可矫正钻心型长钻距水平钻机，属于水平钻机领域，以解决目前长距离钻进的工作效率低、设备扭矩大和设备功率大等问题。相邻的空心钻杆之间通过第二圆柱销连，最后一根空心钻杆通过第一圆柱销与液压马达的前端连，相互连接的第一根空心钻杆通过第三圆柱销与可调心钻头连，可调心钻头的前端为铲形的斜断面圆柱体，红外光源固定于可调心钻头的末端端面上，两个液压缸的缸体与钻机机架连，活塞杆与液压马达连，手动液压阀组安装于钻机机架侧面，液压缸和液压马达通过前液压管路与手动液压阀组连，液压阀组通过后液压管路与液压泵站连，液压泵站通过电缆线与电气柜连，经纬仪安装于钻机机架后面，经纬仪通过数据线与液晶显示器连接。

Description

可矫正钻心型长钻距水平钻机

技术领域

本实用新型涉及水平钻机技术领域，尤其涉及一种可矫正钻心型长钻距水平钻机。

背景技术

水平钻机是一种工程机械设备，它可实现工程项目在水平方向上的孔洞钻掘工作，被广泛应用于铁路和公路建设、河道工程、市政工程、石油天然气管道等工程以及矿山或隧道塌方等应急抢险救援事故中。当前，在工程项目建设中采用的水平钻机，受设备自身能力的限制，钻孔距离都比较短，很难达到较长距离的钻进。这是由于水平钻机在钻较长距离的孔时，可能因地质结构、岩石硬度的不同，钻杆钻到某一位置时会受到某一方向的径向力，使钻杆承受弯矩，发生弯曲甚至折断，从而影响到钻孔深度。这也是制约长钻距水平钻机发展的一种因素。

为了实现水平钻机的长距离钻孔，目前主要通过两种方式进行改进：一种是将钻机设计成可移动式，边移动边进给，从而实现长距离钻孔；另一种是依靠增大钻杆的直径，或在钻杆外增加套具的方式，使钻杆可以承受较大的弯矩，从而实现长距离的钻孔。然而，第一种方式需要挖掘出整个钻机的行走路线，因此需要的时间较长，设备工作效率较低。第二种方式中，由于钻杆直径的增加，将会造成设备扭矩的增大，设备的功率增加，同时钻机钻进的效率也会有所降低。

综上，目前的水平钻机在实现长距离钻孔时存在工作效率低、设备扭矩大和设备功率大等缺点。

发明内容

为解决目前进行长距离钻进的水平钻机存在工作效率低、设备扭矩大和设备功率大等缺点的技术问题，本实用新型提供一种可矫正钻心型长钻距水平钻机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种可矫正钻心型长钻距水平钻机，其包括可调心钻头、红外光源、至少一根空心钻杆、钻机机架、液压泵站、电气柜、经纬仪、液晶显示器、紧固螺钉、两个液压缸、液压马达、手动液压阀组、前液压管路、后液压管路、电缆线和数据线，其中：相邻的空心钻杆之间通过第二圆柱销连接，相互连接的最后一根空心钻杆通过第一圆柱销与液压马达的前端连接，相互连接的第一根空心钻杆通过第三圆柱销与可调心钻头连接，可调心钻头的前端为铲形的斜断面圆柱体结构，可调心钻头的末端端面上设置有圆柱形沉孔，红外光源通过紧固螺钉固定于圆柱形沉孔内，红外光源的发光端面向水平钻机的尾部进行照射，红外光源的水平方向均匀分布有三个灯珠，红外光源的竖直方向有五个灯珠，水平方向的第二个灯珠与竖直方向的第四个灯珠为同一灯珠，竖直方向的第二个和第三个灯珠位于竖直方向的第一个和四个灯珠之间，两个液压缸平行设置于钻机机架的中部，两个液压缸的缸体与钻机机架连接，两个液压缸的活塞杆与液压马达连接，手动液压阀组安装于钻机机架的侧面，液压缸和液压马达通过前液压管路与手动液压阀组连接，液压阀组通过后液压管路与液压泵站连接，液压泵站通过电缆线与电气柜连接，经纬仪安装于钻机机架后面，经纬仪的轴线与空心钻杆的轴线为同一水平线，液晶显示器安装于钻机机架的后端，经纬仪通过数据线与液晶显示器连接。

可选地，所述空心钻杆的长度为1m。

本实用新型的有益效果是：

通过设置前端为铲形的斜断面圆柱体结构的可调心钻头，并通过经纬仪和液晶显示器观察钻头位置，使得在钻进过程中观察到可调心钻头发生偏移时，能够及时调整铲形结构的受力角度后再继续进行钻进，从而可以有效的调整钻头及钻杆的钻进方向，从而消除钻杆径向受力，在不增加设备功率的前提下实现矫正钻心和长距离钻进的同时，提高了工作效率。另外，利用圆柱销的连接方式，可快速实现空心钻杆的加长和拆装等操作，因而能够进一步提高工作效率。通过空心钻杆、经纬仪和液晶显示器的配合能够实现准确钻进，从而能够提高钻进精度。因此，与背景技术相比，本实用新型具有操作简单，钻进效率高，钻进准确及精度高等优点。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是图1中红外光源的安装示意图；

图4是图1中空心钻头的俯视图；

图5是图1中红外光源发光端的主视图；

图6是可调心钻头偏移时红外光源在液晶显示器上的显示示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1至图6所示，本实施例中的可矫正钻心型长钻距水平钻机，其包括可调心钻头1、红外光源2、至少一根空心钻杆3、钻机机架4、液压泵站5、电气柜6、经纬仪7、液晶显示器8、紧固螺钉10、两个液压缸11、液压马达12、手动液压阀组13、前液压管路15-1、后液压管路15-2、电缆线16和数据线14，其中：相邻的空心钻杆3之间通过第二圆柱销9-2连接，相互连接的最后一根空心钻杆3通过第一圆柱销9-1与液压马达12的前端连接，相互连接的第一根空心钻杆3通过第三圆柱销9-3与可调心钻头1连接，可调心钻头1的前端为铲形的斜断面圆柱体结构，可调心钻头1的末端端面上设置有圆柱形沉孔，红外光源2通过紧固螺钉10固定于圆柱形沉孔内，红外光源2的发光端面向水平钻机的尾部进行照射，红外光源2的水平方向均匀分布有三个灯珠，红外光源2的竖直方向有五个灯珠，水平方向的第二个灯珠与竖直方向的第四个灯珠为同一灯珠，竖直方向的第二个和第三个灯珠位于竖直方向的第一个和四个灯珠之间，两个液压缸11平行设置于钻机机架4的中部，两个液压缸11的缸体与钻机机架4连接，两个液压缸11的活塞杆与液压马达12连接，手动液压阀组13安装于钻机机架4的侧面，液压缸11和液压马达12通过前液压管路15-1与手动液压阀组13连接，液压阀组13通过后液压管路15-2与液压泵站5连接，液压泵站5通过电缆线16与电气柜6连接，经纬仪7安装于钻机机架4后面，经纬仪7的轴线与空心钻杆3的轴线为同一水平线，液晶显示器8安装于钻机机架4的后端，经纬仪7通过数据线14与液晶显示器8连接。

可选地，所述空心钻杆3的长度为1m。

其中，通过第二圆柱销9-2的安装可根据需要增加空心钻杆3的数量，从而延长钻进的总长度。液压缸11的活塞杆的伸缩可以带动空心钻杆3前进或后退，同时可以带动液压马达12前进或后退，液压马达12的转动可以带动空心钻杆3进行正转或反转。手动液压阀组13用于手动控制液压缸11和液压马达12的动作与否。电气柜6用于控制液压泵站5的工作与否。红外光源2上的灯珠排列方式，使得竖直方向的灯珠与其两侧的灯珠能够连成一个箭头形状，通过该形状能够指示可调心钻头1的方向。例如，箭头指向可调心钻头1铲形结构的头部。当箭头的指向发生变化时，可以说明可调心钻头1发生了偏转。

本实用新型在使用时，首先，钻机机架4前端通过第一圆柱销9-1安装一节空心钻杆3，该空心钻杆3前端通过第三圆柱销9-3安装可调心钻头1，在可调心钻头1的内部设置好红外光源2。然后通过电气柜6启动液压泵站5，通过手动液压阀组13控制液压马达12旋转，并控制液压缸11推进，使可调心钻头1边旋转边进给挖掘孔洞。当液压缸11推动空心钻杆3和可调心钻头1前进距离超过1节一节空心钻杆3的长度后，停止进给挖掘，并取出第一圆柱销9-1，然后液压缸11带动钻机机架4回退超过1节空心钻杆3的长度，使拆卸开的空心钻杆3和钻机机架4分离，然后在拆卸下来的空心钻杆3和钻机机架4之间再加装1节空心钻杆3，利用第一圆柱销9-1将新安装的空心钻杆3和钻机机架4固定，利用第二圆柱销9-2将新安装的空心钻杆3和原拆卸开的空心钻杆3固定。通过此方法，逐渐增加空心钻杆3的长度，直到打通需要的孔洞为止。

在可调心钻头1挖掘孔洞的过程中，经纬仪7通过空心钻杆3的孔洞，能够直接监测到红外光源2的实时动向，并经过数据线17将此信息反映到液晶显示器8上，从而使工作人员能够及时掌握可调心钻头1的工作状况。例如如图6所示，当可调心钻头1在挖掘到某一深度后，承受到了水平向下的径向力，从而使可调心钻头1向下发生偏移，此时应通过手动液压阀组13停止液压缸11的向前推进操作，而是通过手动液压阀组13操作液压马达12使可调心钻头1旋转180°后再推进液压缸11，此时由于可调心钻头1的特殊结构，使其铲形结构在可调心钻头1的推进过程中承受了向上的压力，从而能够有效的矫正可调心钻头1的钻心。当然，同样的方式还可以有效地矫正可调心钻头1在其它方向的偏移问题。综上，本实用新型采用前端为铲形的斜断面圆柱体结构的可调心钻头1，能够有效的矫正钻心，保证长距离钻进工作的进行。

另外，如果需要钻取较大直径的孔洞时，可以在钻机机架4与最前端空心钻杆3之间安装较大直径的螺旋推进装置，即将螺旋推进装置的一端与液压马达12的前端连接，将螺旋推进装置的另一端与空心钻杆3连接，从而实现较大孔洞的钻进工作。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种可矫正钻心型长钻距水平钻机，其特征在于，包括可调心钻头(1)、红外光源(2)、至少一根空心钻杆(3)、钻机机架(4)、液压泵站(5)、电气柜(6)、经纬仪(7)、液晶显示器(8)、紧固螺钉(10)、两个液压缸(11)、液压马达(12)、手动液压阀组(13)、前液压管路(15-1)、后液压管路(15-2)、电缆线(16)和数据线(14)，其中：

相邻的空心钻杆(3)之间通过第二圆柱销(9-2)连接，相互连接的最后一根空心钻杆(3)通过第一圆柱销(9-1)与液压马达(12)的前端连接，相互连接的第一根空心钻杆(3)通过第三圆柱销(9-3)与可调心钻头(1)连接，可调心钻头(1)的前端为铲形的斜断面圆柱体结构，可调心钻头(1)的末端端面上设置有圆柱形沉孔，红外光源(2)通过紧固螺钉(10)固定于圆柱形沉孔内，红外光源(2)的发光端面向水平钻机的尾部进行照射，红外光源(2)的水平方向均匀分布有三个灯珠，红外光源(2)的竖直方向有五个灯珠，水平方向的第二个灯珠与竖直方向的第四个灯珠为同一灯珠，竖直方向的第二个和第三个灯珠位于竖直方向的第一个和四个灯珠之间，两个液压缸(11)平行设置于钻机机架(4)的中部，两个液压缸(11)的缸体与钻机机架(4)连接，两个液压缸(11)的活塞杆与液压马达(12)连接，手动液压阀组(13)安装于钻机机架(4)的侧面，液压缸(11)和液压马达(12)通过前液压管路(15-1)与手动液压阀组(13)连接，液压阀组(13)通过后液压管路(15-2)与液压泵站(5)连接，液压泵站(5)通过电缆线(16)与电气柜(6)连接，经纬仪(7)安装于钻机机架(4)后面，经纬仪(7)的轴线与空心钻杆(3)的轴线为同一水平线，液晶显示器(8)安装于钻机机架(4)的后端，经纬仪(7)通过数据线(14)与液晶显示器(8)连接。

2.根据权利要求1所述的可矫正钻心型长钻距水平钻机，其特征在于，所述空心钻杆(3)的长度为1m。

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