一种带冲击装置的水平钻机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带冲击装置的水平钻机，包括支撑架、铠装电缆、直缆机构、送缆机构、泥浆泵、动力头、钻杆、旋转卡盘、夹持器、带冲击装置的打捞器、岩心管及推进油缸；推进油缸一端与支撑架铰接，另一端与动力头连接，动力头置于支撑架上的滑轨上；动力头的主动钻杆连接钻杆；推进油缸也能推动动力头实现压入；铠装电缆一端连接控制系统，另一端与钻杆内带冲击装置的打捞器连接，带冲击装置的打捞器的打捞头与岩心管的捞矛头连接，带冲击装置的打捞器能产生的冲击力传递给钻杆，实现坚冲击振动钻进，从而提高了水平钻机在坚硬地层的钻进效率，有效地缩短取心作业的时间，同时本发明专利技术还具有结构简单紧凑、操控方便的优点。操控方便的优点。操控方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种带冲击装置的水平钻机


[0001]本专利技术属于地质勘探
，尤其是涉及一种地层取心设备。

技术介绍

[0002]非开挖水平定向技术是衡量国家在非开挖领域技术水平的最重要因素之一，是推动水平定向钻探技术向前发展的核心要素，具有良好的社会效益与应用前景。而水平钻机作为一种常用的非开挖技术的勘探设备在地质勘探中发挥了重要作用。
[0003]现有的水平钻机在硬岩钻进过程中主要步骤是：（1）将主动钻杆与螺杆马达连接；（2）在将液动冲击钻具与螺杆马达连接；（3）冲击碎岩钻进作业；（4）作业结束后退出钻具。现有水平钻机能够满足非取心钻进的探测作业需求，但是存在以下问题：现有的水平钻机探测过程中存在的钻进效率低、成本高等缺点，其次作业模式单一无法进行取心作业。随着探测深度的加大，特别是当探测深度达到数百米和数千米后，其钻进作业时间将变得非常长。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构简单紧凑、操控方便，可大幅度提升钻探效率、可获取较完整岩心的一种带冲击装置的水平钻机。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种带冲击装置的水平钻机，包括控制系统、支撑架、铠装电缆、直缆机构、送缆机构、冲洗水泵、动力头、钻杆、钻具、带冲击装置的打捞器、岩心管及推进油缸；所述直缆机构和送缆机构固定在支撑架上；推进油缸一端与支撑架铰接，另一端通过连接块与动力头连接，动力头置于支撑架上的滑轨上，推进油缸的活塞杆伸缩能带动动力头在滑轨上移动；动力头通过主动钻杆连接钻杆，驱动钻杆转动；铠装电缆一端连接控制系统，铠装电缆绕在存储架上，铠装电缆另一端穿过直缆机构、送缆机构、密封接头与钻杆内的带冲击装置的打捞器连接，带冲击装置的打捞器的打捞头与岩心管的捞矛头连接，实现钻具下放与回收，带冲击装置的打捞器的冲击装置通过传动块能将冲击力传递给钻杆，实现坚硬地层的冲击振动钻进；密封接头安装在动力头上，密封接头连通主动钻杆的内腔；冲洗水泵的出水口通过旋转给水装置与主动钻杆内腔连通，旋转给水装置设置在动力头上。上述的带冲击装置的水平钻机中，所述直缆机构包括多组滚动轮，多组滚动轮固定安装在支撑架上，每组滚动轮包括两个滚动轮，两个滚动轮的轴线位于一竖直平面内，多组滚动轮轴线所在的平面平行。
[0006]上述的带冲击装置的水平钻机中，所述送缆机构包括箱体、上摩擦轮和下摩擦轮，上摩擦轮和下摩擦轮固定安装在箱体内，上摩擦轮和下摩擦轮轴线平行，且上摩擦轮和下摩擦轮轴线位于一竖直平面内，该竖直平面与每组滚动轮的轴线所在的竖直平面平行；箱体上设有供铠装电缆通过的通孔，下摩擦轮的轮轴通过减速器与马达连接。
[0007]上述的带冲击装置的水平钻机中，还包括旋转卡盘、夹持器，旋转卡盘、夹持器设置在支撑架上，位于支撑架靠近钻孔的一端；夹持器夹持钻杆，旋转卡盘用于实现钻杆与主
动钻杆连接。
[0008]上述的带冲击装置的水平钻机中，所述的动力头包括马达、减速箱、传动轴及主动钻杆；所述的马达安装在减速箱上，马达的输出轴位于减速箱内；马达的输出轴上安装有主动齿轮；所述的传动轴安装在减速箱内，传动轴上设有从动齿轮I、从动齿轮Ⅱ，所述的主动钻杆安装在减速箱上，主动钻杆上安装有从动齿轮Ⅲ；主动齿轮与从动齿轮I啮合，从动齿轮Ⅱ与从动齿轮Ⅲ啮合；马达的输出轴的轴线与传动轴及主动钻杆平行；所述的主动钻杆伸出减速箱的一端设有螺纹。
[0009]上述的带冲击装置的水平钻机中，密封接头直径大于钢管直径，密封接头内设有密封圈。
[0010]上述的带冲击装置的水平钻机中，所述夹持器包括油缸I、油缸Ⅱ、两卡瓦组件、夹持器顶板、夹持器底板、两夹持器侧板；所述的夹持器顶板、夹持器底板和两夹持器侧板围成方形筒状结构，方形筒状结构安装在支撑架上；所述的夹持器顶板和夹持器底板上分别设有供钻杆通过钻杆孔，两钻杆孔同轴；所述的两卡瓦组件分别位于钻杆孔的两侧，两卡瓦组件的卡瓦相对设置；所述的油缸I、油缸Ⅱ安装在支撑架上，位于方形筒状结构的两端处，油缸I、油缸Ⅱ的活塞杆相对设置，油缸I、油缸Ⅱ的活塞杆分别与两卡瓦组件连接。
[0011]上述的带冲击装置的水平钻机中，所述的旋转卡盘包括油马达、齿轮箱、传动轴Ⅰ、传动轴Ⅱ、护筒、旋转分油筒、固定分油筒、卡瓦组件及对中器；所述油马达安装在齿轮箱上，油马达的输出轴位于齿轮箱内；油马达的输出轴上安装有主动齿轮Ⅱ；所述传动轴Ⅰ安装在减速箱内，传动轴Ⅰ、传动轴Ⅱ安装在齿轮箱内，传动轴Ⅰ上设有从动齿轮Ⅳ、从动齿轮
Ⅴ
；所述传动轴Ⅱ安装在减速箱内，传动轴Ⅱ上设有从动齿轮
Ⅵ
、从动齿轮
Ⅶ
；所述的固定分油筒安装在齿轮箱底板上，固定分油筒侧面上设有环形油槽，固定分油筒套在旋转分油筒内；所述的旋转分油筒上安装有从动齿轮
Ⅷ
；主动齿轮Ⅱ与从动齿轮Ⅳ啮合，从动齿轮
Ⅴ
与从动齿轮
Ⅵ
啮合；从动齿轮
Ⅶ
与从动齿轮
Ⅷ
啮合；所述油马达的输出轴与传动轴、传动轴、固定分油筒的轴线平行，且位于同一平面内；所述护筒通过螺栓与齿轮箱连接；所述卡瓦组件位于护筒内且与旋转分油筒连接；所述对中器安装在护筒上；所述的齿轮箱固定安装在支撑架上，固定分油筒与钻杆同轴。
[0012]上述的带冲击装置的水平钻机中，所述带冲击装置的打捞器包括壳体、马达、主动齿轮、从动齿轮、压气活塞、梯形锥头、冲击板及电磁铁，壳体为筒状结构，壳体的两端设有端盖；所述的马达、压气活塞和冲击板安装在壳体内，冲击板将壳体内腔分成两个腔，其中一个腔内安装马达，马达输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮的转轴上安装有摆杆轴承，摆杆轴承的摆杆端部与压气活塞铰接，压气活塞置于活塞缸内，活塞缸与冲击板固定连接；另一个腔内设有电磁铁、两个传动块和梯形锥头，电磁铁安装在冲击板端面中部，电磁铁与铠装电缆连接；所述的壳体侧壁上设有两个通孔，两个通孔同轴，每个通孔内设有一个传动块，两个传动块之间通过弹簧连接；所述的梯形锥头设置在两传动块之间，梯形锥头的小端朝向电磁铁，梯形锥头的大端与端盖之间设有弹簧。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用流体介质压力以及铠装电缆的顶推输送实现水平钻机的输送与回收，同时通过铠装电缆对打捞头内的带冲击装置进行供电，从而使到位的打捞头内电磁铁具有磁性并将与弹簧Ⅰ连接的梯形锥头吸引上移，使被弹簧Ⅱ连接且在连接块上运动的两传动块伸
出并卡入钻杆对应位置，此时冲击装置内马达工作，带动与曲柄连接的活塞进行往复运动敲击连接块将冲击力通过传动块传递给钻杆，实现冲击钻进；钻进结束后，铠装电缆停止供电，此时马达停止工作，电磁铁失磁，使得梯形锥头受弹簧力作用复位，两传动块复位，再将岩心管提出，回次结束；由此实现地层的钻进与取心，兼顾了在硬岩地层无法取心与快速钻进的要求。本专利技术还具有结构简单紧凑、操控方便等优点。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图。
[0015]图2是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带冲击装置的水平钻机，其特征是：包括控制系统、支撑架、铠装电缆、直缆机构、送缆机构、冲洗水泵、动力头、钻杆、钻具、带冲击装置的打捞器、岩心管及推进油缸；所述直缆机构和送缆机构固定在支撑架上；推进油缸一端与支撑架铰接，另一端通过连接块与动力头连接，动力头置于支撑架上的滑轨上，推进油缸的活塞杆伸缩能带动动力头在滑轨上移动；动力头通过主动钻杆连接钻杆，驱动钻杆转动；铠装电缆一端连接控制系统，铠装电缆绕在存储架上，铠装电缆另一端穿过直缆机构、送缆机构、密封接头与钻杆内的带冲击装置的打捞器连接，带冲击装置的打捞器的打捞头与岩心管的捞矛头连接，实现钻具下放与回收，带冲击装置的打捞器的冲击装置通过传动块能将冲击力传递给钻杆，实现坚硬地层的冲击振动钻进；密封接头安装在动力头上，密封接头连通主动钻杆的内腔；冲洗水泵的出水口通过旋转给水装置与主动钻杆内腔连通，旋转给水装置设置在动力头上。2.根据权利要求1所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：所述直缆机构包括多组滚动轮，多组滚动轮固定安装在支撑架上，每组滚动轮包括两个滚动轮，两个滚动轮的轴线位于一竖直平面内，多组滚动轮轴线所在的平面相互平行。3.根据权利要求2所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：所述送缆机构包括箱体、上摩擦轮和下摩擦轮，上摩擦轮和下摩擦轮固定安装在箱体内，上摩擦轮和下摩擦轮轴线平行，且上摩擦轮和下摩擦轮轴线位于一竖直平面内，该竖直平面与每组滚动轮的轴线所在的竖直平面平行；箱体上设有供铠装电缆通过的通孔，下摩擦轮的轮轴通过减速器与马达连接。4.根据权利要求1所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：还包括旋转卡盘、夹持器，旋转卡盘、夹持器设置在支撑架上，位于支撑架靠近钻孔的一端；夹持器夹持钻杆，旋转卡盘用于连接钻杆和主动钻杆或分离钻杆与主动钻杆。5.根据权利要求1所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：所述的动力头包括马达、减速箱、传动轴及主动钻杆； 所述的马达安装在减速箱上，马达的输出轴位于减速箱内；马达的输出轴上安装有主动齿轮；所述的传动轴安装在减速箱内，传动轴上设有从动齿轮I、从动齿轮Ⅱ，所述的主动钻杆安装在减速箱上，主动钻杆上安装有从动齿轮Ⅲ；主动齿轮与从动齿轮I啮合，从动齿轮Ⅱ与从动齿轮Ⅲ啮合；马达的输出轴的轴线与传动轴及主动钻杆平行；所述的主动钻杆伸出减速箱的一端设有螺纹，与钻杆连接。6.根据权利要求1所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：密封接头直径大于钢管直径，密封接头内设有密封圈。7.根据权利要求4所述的带冲击装置的水平钻机，其特征是：所述的旋转卡盘包括油马达、齿轮箱、传动轴Ⅰ、传动轴Ⅱ、护筒、旋转分...

【专利技术属性】
技术研发人员：万步炎，金永平，彭奋飞，王佳亮，刘欢，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：