履帶式全液壓多功能輕型鉆機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鉆井工具技術領域，是一種履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其包括行走部和平臺，平臺上安裝有發動機、單缸伸縮式井架，發動機動力輸出飛輪與第一液壓泵連接，第一液壓泵與單缸伸縮式井架連通，第二液壓泵與動力頭、注水泵連通。本實用新型采用全液壓結構，鉆機的行走部由機械驅動，鉆機的動力頭、單杠伸縮式井架、泥漿泵、空壓機、注水泵均由液壓驅動，大大簡化了中間的傳動機構，使得鉆機更加輕型化；單缸伸縮式井架結構簡單，減輕了鉆機的重量；采用履帶底盤，履帶底盤與地面的接觸面積更大，從而可以減小該輕型鉆機對地表的破壞，還能夠提高該輕型鉆機的通行能力，使得該輕型鉆機能夠適用于沼澤、沙漠邊坡、草原、農田等環境。
【專利說明】
履帶式全液壓多功能輕型鉆機
技術領域
[0001]本實用新型涉及鉆井工具技術領域，是一種履帶式全液壓多功能輕型鉆機。
【背景技術】
[0002]目前，我國石油地礦部門的淺孔勘探鉆機大都是鉆井深度200m左右的輪式車載鉆機，用消耗大量能源和人力成本鉆6m至20m左右的淺孔來提高功效，對大地環境和地表造成嚴重的損壞。因此，提供一種輕型鉆機，用最節能的方法提高鉆井工效，適應于沼澤、沙漠邊坡、草原和農田，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種履帶式全液壓多功能輕型鉆機，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有淺孔勘探作業過程中存在的輪式車載鉆機消耗大量能源和人力成本、對大地環境和地表造成嚴重損壞的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的:一種履帶式全液壓多功能輕型鉆機，包括行走部，行走部上固定安裝有平臺，平臺上固定安裝有發動機、單缸伸縮式井架、第一液壓栗、中轉輪、第二液壓栗、泥漿栗、空壓機、動力頭和注水栗，發動機動力輸出飛輪通過第一傳動機構與第一液壓栗連接;發動機動力輸出飛輪通過第二傳動機構與行走部連接;發動機動力輸出飛輪通過第三傳動機構與中轉輪連接；中轉輪通過第四傳動機構與第二液壓栗連接；中轉輪通過第五傳動機構與泥漿栗連接；中轉輪通過第六傳動機構與空壓機連接;第一液壓栗通過管路與單缸伸縮式井架連通，第二液壓栗分別通過管路與動力頭、注水栗連通。
[0005]下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進:
[0006]上述單缸伸縮式井架包括滑架、內桅桿、外桅桿、升降油缸、上行鋼絲繩、下行鋼絲繩，動力頭固定安裝在滑架上，滑架能滑動地安裝在內桅桿上，內桅桿能滑動地安裝在外桅桿的內部，升降油缸的下端固定安裝在外桅桿的底部，升降油缸的活塞桿與內桅桿的下端連接，內桅桿的上端固定安裝有第一滑輪，內桅桿的下端固定安裝有第二滑輪，上行鋼絲繩的第一端固定安裝在外桅桿的第一固定點上，上行鋼絲繩的第二端繞過第一滑輪與滑架的上部連接，下行鋼絲繩的第一端與滑架的下部連接，下行鋼絲繩的第二端繞過第二滑輪并固定在外桅桿的第二固定點上，第一液壓栗通過管路與升降油缸連通。
[0007]上述內桅桿與外桅桿之間安裝有滾輪。
[0008]上述行走部為履帶底盤。
[0009]上述行走部為橡膠履帶底盤。
[0010]上述空壓機為螺桿式空壓機;或/和，履帶式全液壓多功能輕型鉆機還包括地錨站，第二液壓栗通過管路與地錨站連通;或/和，第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第四傳動機構、第五傳動機構、第六傳動機構均為皮帶輪傳動。
[0011]本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，其采用全液壓結構，鉆機的行走部由機械驅動，鉆機的動力頭、單杠伸縮式井架、泥漿栗、空壓機、注水栗均由液壓驅動，大大簡化了中間的傳動機構，使得鉆機的輕型化成為可能;單缸伸縮式井架只有一個油缸，可實現井架在豎直方向上的伸縮，并能帶動動力頭升降，結構簡單，減輕了鉆機的重量;井架在使用過程中處于豎直狀態，在使用完成后只需用油缸縮短其高度即可，而不必將井架放倒，從而簡化了操作程序，在不將井架放倒的情況下也可保證該輕型鉆機的通行能力;采用履帶底盤，履帶底盤與地面的接觸面積更大，從而可以減小該輕型鉆機對地表的破壞，另一方面，履帶底盤還能夠提高該輕型鉆機的通行能力，使得該輕型鉆機能夠適用于沼澤、沙漠邊坡、草原、農田等環境，具有安全、省力、簡便、高效的特點。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實用新型實施例的主視結構示意圖。
[0013]附圖2為本實用新型實施例的動力系統結構示意圖。
[0014]附圖3為本實用新型實施例的單缸伸縮式井架處于第一狀態的結構示意圖。
[0015]附圖4為本實用新型實施例的單缸伸縮式井架處于第一狀態的結構示意圖。
[0016]附圖5為本實用新型實施例的單缸伸縮式井架的結構原理圖。
[0017]附圖中的編碼分別為:I為平臺，2為發動機，3為單缸伸縮式井架，4為第一液壓栗，5為中轉輪，6為第二液壓栗，7為泥漿栗，8為空壓機，9為動力頭，10為注水栗，11為第一傳動機構，12為第二傳動機構，13為第三傳動機構，14為第四傳動機構，15為第五傳動機構，16為第六傳動機構，17為內桅桿，18為外桅桿，19為升降油缸，20為上行鋼絲繩，21為下行鋼絲繩，22為第一滑輪，23為第二滑輪，24為滾輪，25為橡膠履帶底盤，26為地錨站，27為飛輪，28為滑架。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0019]在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0020]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:
[0021]如附圖1、2、3、4、5所示，該履帶式全液壓多功能輕型鉆機包括行走部，行走部上固定安裝有平臺I，平臺I上固定安裝有發動機2、單缸伸縮式井架3、第一液壓栗4、中轉輪5、第二液壓栗6、泥漿栗7、空壓機8、動力頭9和注水栗10，發動機2動力輸出飛輪27通過第一傳動機構11與第一液壓栗4連接;發動機2動力輸出飛輪27通過第二傳動機構12與行走部連接；發動機2動力輸出飛輪27通過第三傳動機構13與中轉輪5連接；中轉輪5通過第四傳動機構14與第二液壓栗6連接；中轉輪5通過第五傳動機構15與泥漿栗7連接；中轉輪5通過第六傳動機構16與空壓機8連接;第一液壓栗4通過管路與單缸伸縮式井架3連通，第二液壓栗6分別通過管路與動力頭9、注水栗10連通。目前，我國石油地礦部門的淺孔勘探鉆機大都是鉆井深度200m左右的輪式車載鉆機，用消耗大量能源和人力成本鉆6m至20m左右的淺孔來提高功效，對大地環境和地表造成嚴重損害。為了解決這一問題，本實用新型提供了一種輕型鉆機，其采用全液壓結構，鉆機的行走部由機械驅動，鉆機的動力頭9、單杠伸縮式井架3、泥漿栗7、空壓機8、注水栗10均由液壓驅動，大大簡化了中間的傳動機構，使得鉆機的輕型化成為可能;單缸伸縮式井架3只有一個油缸，可實現井架在豎直方向上的伸縮，并能帶動動力頭9升降，結構簡單，減輕了鉆機的重量;井架在使用過程中處于豎直狀態，在使用完成后只需用油缸縮短其高度即可，而不必將井架放倒，從而簡化了操作程序，在不將井架放倒的情況下也可保證該輕型鉆機的通行能力。
[0022]可根據實際需要，對上述履帶式全液壓多功能輕型鉆機作進一步優化或/和改進:
[0023]如附圖1、3、4、5所示，上述單缸伸縮式井架3包括滑架28、內桅桿17、外桅桿18、升降油缸19、上行鋼絲繩20、下行鋼絲繩21，動力頭9固定安裝在滑架28上，滑架28能滑動地安裝在內桅桿17上，內桅桿17能滑動地安裝在外桅桿18的內部，升降油缸19的下端固定安裝在外桅桿18的底部，升降油缸19的活塞桿與內桅桿17的下端連接，內桅桿17的上端固定安裝有第一滑輪22，內桅桿17的下端固定安裝有第二滑輪23，上行鋼絲繩20的第一端固定安裝在外桅桿18的第一固定點上，上行鋼絲繩20的第二端繞過第一滑輪22與滑架28的上部連接，下行鋼絲繩21的第一端與滑架28的下部連接，下行鋼絲繩21的第二端繞過第二滑輪23并固定在外桅桿18的第二固定點上，第一液壓栗4通過管路與升降油缸19連通。第一液壓栗4通過管路分別連接至升降油缸19兩端的油路接頭，高壓油進入升降油缸19的無桿腔內，活塞上行，頂動內桅桿17向上運動，內桅桿17頂部裝有第一滑輪22，外桅桿18的第一固定點連接上行鋼絲繩20的第一端，上行鋼絲繩20的第二端經過第一滑輪22并與滑架28上部連接，此時滑架28的運動距離為內桅桿17運動距離的兩倍;下行鋼絲繩21的第一端與滑架28的下部連接，下行鋼絲繩21的第二端經過第二滑輪23并與外桅桿18的第二固定點連接，液壓油進入升降油缸19的有桿腔，活塞下行，拉動下行鋼絲繩21使動力頭9下行，此時，滑架28的下行距離為內桅桿17下行距離的兩倍，在動力頭9下行的同時，內桅桿17也在運動，兩者并非同步運動。該單缸伸縮式井架3應用了動滑輪原理，使得升降油缸19伸縮距離a時，滑架28的運動距尚為2a，提尚了效率。
[0024]如附圖3、4所示，上述內桅桿17與外桅桿18之間安裝有滾輪24。滾輪24具有導向和減小摩擦的作用，能夠使內桅桿17相對于外桅桿18更加平穩地運動。
[0025]如附圖1所示，上述行走部為履帶底盤。履帶底盤與地面的接觸面積更大，從而可以減小該輕型鉆機對地表的破壞，另一方面，履帶底盤還能夠提高該輕型鉆機的通行能力，使得該輕型鉆機能夠適用于沼澤、沙漠邊坡、草原、農田等環境。
[0026]如附圖1所示，上述行走部為橡膠履帶底盤25。橡膠履帶底盤25的結構輕便，能夠減輕該輕型鉆機的整體重量。
[0027]如附圖1、2所示，上述空壓機8為螺桿式空壓機。螺桿式空壓機能夠汽水兩用，進而實現多功能鉆井。
[0028]如附圖2所示，上述履帶式全液壓多功能輕型鉆機還包括地錨站26，第二液壓栗6通過管路與地錨站26連通。該輕型鉆機的自重小，在鉆井過程中，承受加壓力需2t至4t，在遇到復雜地質環境下，該輕型鉆機自重太輕使得加壓力不足，無法高效鉆井，該輕型鉆機配置了地錨站26和地錨，地錨站26為地錨提供液壓動力，鉆井時將地錨打入地下一定深度，使地錨產生和鉆井相反的力，井架底部設計了偏移軌道，需要打地錨時，油缸頂動井架沿軌道向一側偏移0.5m，用動力頭9的鉆桿帶動地錨鉆頭向下旋轉固定在地下，這種固定力按照鉆井的最佳加壓力固定，地錨上端固定點在平臺I上，打完錨后，井架回復原位正常鉆井，完井后偏移到地錨鉆頭位置，旋轉拔出地錨。
[0029]如附圖1、2所示，上述第一傳動機構11、第二傳動機構12、第三傳動機構13、第四傳動機構14、第五傳動機構15、第六傳動機構16均為皮帶輪傳動。皮帶輪傳動能緩和載荷沖擊，運行平穩、低噪音、低振動，結構簡單，調整方便，重量小，能夠有效降低該輕型鉆機的整體重量。
[0030]以上技術特征構成了本實用新型的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
[0031]本實用新型實施例的使用過程:
[0032]本鉆機的發動機2橫置于橡膠履帶底盤25上部的平臺I上，發動機2動力輸出飛輪27上裝皮帶輪一組，飛輪27通過第一傳動機構11連接第一液壓栗4，飛輪27通過第二傳動機構12動力輸送到橡膠履帶底盤25，飛輪27通過第三傳動機構13和中轉輪5連接，中轉輪5通過第四傳動機構14與第二液壓栗6連接，中轉輪5通過第五傳動機構15與泥漿栗7連接，中轉輪5通過第六傳動機構16連接一輸出軸，輸出軸端連接一組離合器總成，為空壓機8提供動力。
[0033]第一液壓栗4驅動液壓系統運轉，經油箱吸油再排出經液壓閥產生高壓形成回路，分別連接單缸伸縮式井架3的升降油缸19兩端的油路接頭，高壓油進入升降油缸19的無桿腔，活塞上行，頂動內桅桿向上運動，桅桿頂部裝有第一滑輪22，外桅桿18固定有上行鋼絲繩20的第一端，上行鋼絲繩20的另一端經過第一滑輪22和滑架28上部連接;此時滑架28上行的距離是內桅桿17上行距離的兩倍。下行鋼絲繩21的第一端連接滑架28下部，第二端經過內桅桿下部的第二滑輪23連接在外桅桿18的第二固定點上，液壓油進入升降油缸19有桿腔，活塞下行，拉動下行鋼絲繩21使動力頭9下行的距離為內桅桿17下行距離的兩倍。在動力頭9上下運動的同時，內桅桿也在運動，兩者非同步運動。
[0034]液壓系統同時給注水栗10提供動力油流，高壓油流驅動注水栗10的旋轉馬達，帶動注水栗10活塞往復運動形成壓力水流，提供給復雜地層攜帶井內鉆肩上返，完成整個鉆井過程。
[0035]第二液壓栗6高壓油流經液壓閥形成回路，扳動手柄后拉，高壓油流驅動動力頭9液壓馬達正時針旋轉;手柄前推則動力頭9液壓馬達逆時針旋轉，正時針旋轉帶動鉆具下端的鉆頭，經鉆具的升降運動完成鉆井過程循環。
[0036]合上離合器手柄使泥漿栗7活塞往復運動，推動鉆井液形成壓力，沿管線進入動力頭9中心管，沿鉆桿到最下端的鉆頭，噴出鉆井液后扳動加壓，液壓閥手柄使鉆桿下降至地面，扳動動力頭9旋轉手柄下鉆，待鉆完第一根鉆桿后，用墊叉卡住鉆桿上端對扁，反轉動力頭9卸開鉆桿絲扣上提動力頭9，接上第二根鉆桿繼續下鉆，依次接桿至要求井深。
[0037]在需要空氣鉆井時，關閉泥漿栗7離合器，開啟空壓機8離合器，空壓機8開始運轉。開啟空壓機8離合手柄使空壓機8主軸上皮帶輪旋轉，產生高壓空氣進入動力頭9中心管至鉆桿工作程序和鉆液成井方式相同。
[0038]本鉆機的自重是1.5t，在鉆井過程中，承受加壓力需2t至4t。在遇到復雜地質環境下，自重太輕使加壓力不足，無法高效鉆井。本鉆機配置了地錨和地錨站26，地錨站26為地錨提供液壓動力，鉆井時將地錨打入地下一定深度，使地錨產生和鉆井相反的力，井架底部設計了偏移軌道，需要打地錨時，油缸頂動井架沿軌道向一側偏移0.5m，用動力頭9的鉆桿帶動地錨鉆頭向下旋轉固定在地下，這種固定力按照鉆井的最佳加壓力來固定。地錨的上端固定點在平臺I上，打完地錨后，井架恢復原位正常鉆井，完鉆后偏移到地錨鉆頭位置，旋轉拔出地錨。
【主權項】
1.一種履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于包括行走部，行走部上固定安裝有平臺，平臺上固定安裝有發動機、單缸伸縮式井架、第一液壓栗、中轉輪、第二液壓栗、泥漿栗、空壓機、動力頭和注水栗，發動機動力輸出飛輪通過第一傳動機構與第一液壓栗連接；發動機動力輸出飛輪通過第二傳動機構與行走部連接;發動機動力輸出飛輪通過第三傳動機構與中轉輪連接；中轉輪通過第四傳動機構與第二液壓栗連接；中轉輪通過第五傳動機構與泥漿栗連接；中轉輪通過第六傳動機構與空壓機連接;第一液壓栗通過管路與單缸伸縮式井架連通，第二液壓栗分別通過管路與動力頭、注水栗連通。2.根據權利要求1所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于單缸伸縮式井架包括滑架、內桅桿、外桅桿、升降油缸、上行鋼絲繩、下行鋼絲繩，動力頭固定安裝在滑架上，滑架能滑動地安裝在內桅桿上，內桅桿能滑動地安裝在外桅桿的內部，升降油缸的下端固定安裝在外桅桿的底部，升降油缸的活塞桿與內桅桿的下端連接，內桅桿的上端固定安裝有第一滑輪，內桅桿的下端固定安裝有第二滑輪，上行鋼絲繩的第一端固定安裝在外桅桿的第一固定點上，上行鋼絲繩的第二端繞過第一滑輪與滑架的上部連接，下行鋼絲繩的第一端與滑架的下部連接，下行鋼絲繩的第二端繞過第二滑輪并固定在外桅桿的第二固定點上，第一液壓栗通過管路與升降油缸連通。3.根據權利要求2所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于內桅桿與外桅桿之間安裝有滾輪。4.根據權利要求1或2或3所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于行走部為履帶底盤。5.根據權利要求4所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于行走部為橡膠履帶底盤。6.根據權利要求1或2或3所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于空壓機為螺桿式空壓機;或/和，履帶式全液壓多功能輕型鉆機還包括地錨站，第二液壓栗通過管路與地銷站連通;或/和，第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第四傳動機構、第五傳動機構、第六傳動機構均為皮帶輪傳動。7.根據權利要求4所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于空壓機為螺桿式空壓機;或/和，履帶式全液壓多功能輕型鉆機還包括地錨站，第二液壓栗通過管路與地錨站連通;或/和，第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第四傳動機構、第五傳動機構、第六傳動機構均為皮帶輪傳動。8.根據權利要求5所述的履帶式全液壓多功能輕型鉆機，其特征在于空壓機為螺桿式空壓機;或/和，履帶式全液壓多功能輕型鉆機還包括地錨站，第二液壓栗通過管路與地錨站連通;或/和，第一傳動機構、第二傳動機構、第三傳動機構、第四傳動機構、第五傳動機構、第六傳動機構均為皮帶輪傳動。
【文檔編號】E21B15/00GK205677535SQ201620539858
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201620539858.X, CN 201620539858, CN 205677535 U, CN 205677535U, CN-U-205677535, CN201620539858, CN201620539858.X, CN205677535 U, CN205677535U
【發明人】孫江, 王雙進, 王志衛, 周新春, 王正勝, 唐占平
【申請人】烏魯木齊菲林震源物探鉆井有限公司