钻机结构和工程车制造技术

本发明专利技术提供了一种钻机结构和一种包括该钻机结构的工程车，钻机结构包括：车架、推进机构、钻探组件、动力组件、臂架总成、加杆机构和随钻测量系统；钻探组件的一端与推进机构相连接，另一端用于执行钻探操作，推进机构能够带动钻探组件移动；加杆机构的一端与推进机构相连接，加杆机构的另一端可以绕连接处旋转，加杆机构用于增加钻探组件的长度；随钻测量系统用于在钻探过程中检测得到测量数据，随钻测量系统还用于根据测量数据调整钻探组件的钻探方向。通过本发明专利技术的技术方案，加杆机构可以增加钻探组件的长度，同时随钻测量系统可以在钻探过程中调整钻探组件的钻进方向，因此可实现500至800米以上水平定向钻进。

Drilling rig structure and engineering vehicle

【技术实现步骤摘要】
钻机结构和工程车
本专利技术涉及隧道施工
，具体而言，涉及一种钻机结构和一种工程车。
技术介绍
目前，海底隧道及各类长大隧道因施工前期难以查明沿线不良地质情况，施工中断层破碎带、风化槽、溶洞、暗河等不良地质体给施工带来极大的安全威胁，并影响建设费用与工期。现有的钻探法，通过水平取芯地质钻机只能实现150米内的短距离钻探。因此，目前亟需一种可以解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的第一方面提出一种钻机结构。本专利技术的第二方面提出一种工程车。有鉴于此，本专利技术的第一方面提供了一种钻机结构，包括：车架、推进机构、钻探组件、动力组件、臂架总成、加杆机构和随钻测量系统；推进机构设置于车架上；钻探组件的一端与推进机构相连接，另一端用于执行钻探操作，推进机构能够带动钻探组件移动；动力组件分别与推进机构和钻探组件相连接，动力组件用于为推进机构和钻探组件提供动力；臂架总成的一端与推进机构相连接，其另一端与车架相连接，用于实现推进结构的升降和/或仰俯；加杆机构的一端与推进机构可转动相连，加杆机构的另一端可以绕连接处旋转，加杆机构用于增加钻探组件的长度；随钻测量系统用于在钻探过程中检测得到测量数据，随钻测量系统还用于根据测量数据调整钻探组件的钻探方向。在该技术方案中，钻机结构中包括车架、推进机构、钻探组件、臂架总成、加杆机构和随钻测量系统；车架用于为钻机结构整体提供支撑，提升整体的结构强度，钻探组件用于在动力系统的驱动下执行钻探操作，推进机构是钻孔的执行装置，用于推进钻探组件移动，推进机构通过臂架总成与车架相连接，优选地，臂架总成中有用于支撑的第一臂架和第二臂架，第一臂架与车架可转动地连接，第二臂架分别与第一臂架和推进机构可转动地连接，臂架总成中包括一组升降油缸，油缸的数量为两个，分别用于控制第一臂架和第二臂架的转动，实现推进机构的俯仰操作。钻机结构中还包括加杆机构，加杆机构安装在推进机构上，用于为钻探装置提供加长钻杆，以增长钻探距离，在结构上实现了长距离自动接杆钻进。随钻测量系统利用随钻测斜技术、钻孔轨迹跟踪技术，边钻探边测量，不断修正钻探方向，按照设定好的轨迹进行定向钻进，同时随钻测量系统进行围岩分级及地质分析。上述钻机结构具备超长距离定向钻孔(加杆机构和随钻测量系统对钻孔方向进行修正的)，地质勘探及数据分析(随钻测量系统采集数据)，岩石取芯、岩石层连续定向取样，煤矿集束型定向钻孔抽瓦斯与定向钻孔探水四大功能。本专利技术克服了现有的物探法和钻探法存在的不足，可实现500～800米以上水平定向钻进，通过先进的随钻测量系统在隧道施工之初便能够对隧道的地质情况进行长距离地质勘探的水平定向钻机，为隧道建设可行性研究、设计和施工等重大工程决策提供有效的数据支撑。优选地，利用上述钻机结构，可以在钻孔过程中改变钻孔方向，能够在钻孔过程中可以钻出分支孔，分支孔是指在主孔的某些位置上开出一个或多个分支孔，分支孔的起点，必须在主孔上，也就是说，分支孔的开始位置必须和主孔上的对应点有相同的倾角、方位角的值，这些值可以通过随钻测量系统获得。另外，本专利技术提供的上述技术方案中的钻机结构还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，进一步地，钻探组件包括：钻头组件和钻杆；钻杆的一端与动力组件相连接，钻杆的另一端与钻头组件相连接，用于传递动力组件的输出扭矩至钻头组件。在该技术方案中，钻探组件中包括钻头组件和钻杆，钻杆将动力系统的动力传递至钻头组件，钻头组件中包括钻头、孔底马达和冲击机构，在不同的钻探模式下，钻头分别被钻杆或孔底马达驱动旋转，冲击结构为钻头提供冲击动力，或利用钻头组件自身的重量进行冲击，适用于对岩石、岩层和石料等进行冲击打孔。优选地，钻杆除了可以起到传递扭矩的作用之外，还可以起到传递测量信息和控制信息的作用，从而在钻探过程中采集过程信息和钻探过程参数，钻进过程中传感器采集钻机参数，分析围岩强度，实现地质勘探及收据分析，同时在钻进过程中不断修正钻进方向，实现长距离的钻探。在上述任一技术方案中，进一步地，钻杆包括：无磁钻杆、通讯钻杆和动力钻杆；无磁钻杆与钻头组件相连接；通讯钻杆与无磁钻杆相连接；动力钻杆的一端与通讯钻杆相连接，其另一端与动力组件相连接。在该技术方案中，由于随钻测量系统中的测量仪器需要感应地球的磁场，因此随钻测量系统的测量部和测量仪器需要在无磁环境中，因此与钻头组件相连接的钻杆为无磁钻杆，为随钻测量系统提供一个无磁环境，防止钻杆的磁性影响测量仪器的检测精度。随钻测量系统的测量部测量到数据之后，需要将测量到的数据传递给处理部，测量部通过通讯钻杆传递数据至处理部，通讯钻杆与无磁钻杆相连接，用于传递数据，通讯钻杆内设有用于传递数据的线缆，通过数字钻进精细化识别技术、钻机轨迹自动修正技术、装备故障自诊断、寿命预测、性能评估等关键技术，建立复杂环境自适应控制系统和智能化作业平台，以钻机为载体实现隧道长距离地质勘探的数字化钻进和地质数据精细化识别，也能用于煤矿定向钻孔探水和防水，定向钻孔抽取瓦斯。在通讯钻杆后连接有动力钻杆，动力钻杆与动力系统相连接，动力钻杆用于传递扭矩至通讯钻杆、无磁钻杆和钻头组件。在钻杆的最前端还可以安装取芯器组件，在钻孔取芯之后，连接打捞器使用钢绳回收取芯器，然后换上新的取芯器。在上述任一技术方案中，进一步地，钻头组件包括：定向钻头和马达；定向钻头用于完成钻探操作；马达的输出端与定向钻头相连接，随钻测量系统根据测量数据调整马达的马达弯角，从而调整定向钻头的钻探方向。在该技术方案中，钻头组件中包括定向钻头，定向钻头用于执行钻探操作，钻头组件中还包括马达(孔底马达)，用于为定向钻头提供动力，马达采用泥浆泵驱动，在直线钻进时，钻杆带动马达以及钻头一同旋转钻进，当需要变向时，调整马达弯壳体(调整马达弯角)朝向需要的方向，然后钻杆不转，只提供进给压力，马达转子在泥浆泵的驱动下旋转，带动钻头超弯壳体方向钻进，设置在无磁钻杆中的随钻测量系统的测量部实时探测钻头的位置及方向，从而不断调整钻头的钻进方向，实现长距离钻探。在上述任一技术方案中，进一步地，推进机构包括：支持底座、主梁、移动托盘、动力头、减速机和夹钳器；主梁设置于支持底座上；移动托盘可移动地设置于主梁上；动力头设置于移动托盘上，移动托盘带动动力头移动，钻杆与动力头相连接，动力头用于驱动钻杆；减速机设置于移动托盘上，动力头通过减速机与动力系统相连接；夹钳器设置于主梁上，夹钳器用于固定钻杆。在该技术方案中，推进机构是钻孔的执行装置，推进机构包括：支持底座、主梁、移动托盘、减速机、动力头和夹钳器；移动托盘可移动地设置于主梁上，减速机设置于移动托盘上，优选地，移动托盘可以通过链轮和链条驱动在主梁上移动，移动托盘还可以通过齿轮和齿条相啮合在主梁上移动，动力头随移动托盘移动，钻杆与动力头相连接，动力头用于驱动钻杆，动力头将扭矩传递至钻杆上，夹钳器固定在主梁上，钻杆穿过并伸出夹钳器，夹钳器用于稳定钻杆钻进。动力头可以通过滑动轴和滑动管安装在移动托盘的侧安装板上，动力头采用马达驱动，马达通过减速机将转矩传递至动力头，减速机起到了匹配转速和传递扭矩的作用，动力头输出动力至钎尾、钻杆，配合液压冲击机构实现钻探。夹钳器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻机结构，其特征在于，包括：车架；推进机构，设置于所述车架上；钻探组件，所述钻探组件的一端与所述推进机构相连接，另一端用于执行钻探操作，所述推进机构能够带动所述钻探组件移动；动力组件，分别与所述推进机构和所述钻探组件相连接，所述动力组件用于为所述推进机构和所述钻探组件提供动力；臂架总成，所述臂架总成的一端与所述推进机构相连接，其另一端与所述车架相连接，用于实现推进结构的升降和/或仰俯；加杆机构，所述加杆机构的一端与所述推进机构可转动相连，所述加杆机构的另一端可以绕连接处旋转，所述加杆机构用于增加所述钻探组件的长度；随钻测量系统，用于在钻探过程中检测得到测量数据，所述随钻测量系统还用于根据所述测量数据调整所述钻探组件的钻探方向。

【技术特征摘要】
1.一种钻机结构，其特征在于，包括：车架；推进机构，设置于所述车架上；钻探组件，所述钻探组件的一端与所述推进机构相连接，另一端用于执行钻探操作，所述推进机构能够带动所述钻探组件移动；动力组件，分别与所述推进机构和所述钻探组件相连接，所述动力组件用于为所述推进机构和所述钻探组件提供动力；臂架总成，所述臂架总成的一端与所述推进机构相连接，其另一端与所述车架相连接，用于实现推进结构的升降和/或仰俯；加杆机构，所述加杆机构的一端与所述推进机构可转动相连，所述加杆机构的另一端可以绕连接处旋转，所述加杆机构用于增加所述钻探组件的长度；随钻测量系统，用于在钻探过程中检测得到测量数据，所述随钻测量系统还用于根据所述测量数据调整所述钻探组件的钻探方向。2.根据权利要求1所述的钻机结构，其特征在于，所述钻探组件包括：钻头组件；钻杆，所述钻杆的一端与所述动力组件相连接，所述钻杆的另一端与钻头组件相连接，用于传递所述动力组件的输出扭矩至所述钻头组件。3.根据权利要求2所述的钻机结构，其特征在于，所述钻杆包括：无磁钻杆，与所述钻头组件相连接；通讯钻杆，与所述无磁钻杆相连接；动力钻杆，所述动力钻杆的一端与所述通讯钻杆相连接，其另一端与动力组件相连接。4.根据权利要求2所述的钻机结构，其特征在于，所述钻头组件包括：定向钻头，用于完成钻探操作；马达，所述马达的输出端与所述定向钻头相连接，所述随钻测量系统根据所述测量数据调整所述马达的马达弯角，从而调整所述定向钻头的钻探方向。5.根据权利要求4所述的钻机结构，其特征在于，所述推进机构包括：支持底座；主梁，所述主梁设置于所述支持底座上；移动托盘，可移动地设置于所述主梁上；动力头，设置于所述移动托盘上，所述移动托盘带动所述动力头移动，所述钻杆与所述动力头相连接，所述动力头用于驱动所述钻杆；减...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，潘国智，刘鑫，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43