顶升式反井钻机及方法技术

本发明专利技术提供一种顶升式反井钻机及方法，包括钻头系统、支撑环和顶升油缸；钻头系统包括钻头，钻头由驱动装置驱动旋转，钻头系统还设有用于纠偏的纠偏装置；支撑环，支撑环与钻头系统连接，支撑环设有可增减的顶升节钢管，用于调节支撑环的长度；顶推油缸用于顶推支撑环，并将顶推力传递到钻头系统。通过采用从底部连续顶升的方式，配合钻头系统的结构，实现操作人员在井外通过信号及电源控制液压泵站实现钻进。钻进产生的石渣能够通过集渣斗、溜渣通道和支撑环排出，完成一个顶升进尺后，通过添加新的顶升节钢管，即可持续进行顶升，通过循环作业，实现不断向上钻进。纠偏油缸配合倾角传感器能够实时纠正钻进偏斜。纠偏油缸还用于提供反向扭矩。用于提供反向扭矩。用于提供反向扭矩。

【技术实现步骤摘要】
顶升式反井钻机及方法


[0001]本专利技术涉及隧洞斜井施工领域，特别是一种顶升式反井钻机及方法。

技术介绍

[0002]水电工程发电引水洞，一些长距离交通隧洞的通风洞设计均为斜井结构。特别是抽水蓄能电站都是选择在高差较大的山区，为缩短输水管洞的长度，一般都是设置大倾角的地下输水隧洞。对于大倾角的长输水隧洞，行业内一般都是在斜洞的上下台阶处设置施工平洞，再采用反钻机从上平洞往下正向钻设一个小导孔，小导孔钻进过程中采用泥浆排渣，目前的反井钻机一般钻孔深度为 300~400m。导孔形成后利用其穿设钻杆，在下平洞安装钻头进行反拉扩孔，形成溜渣斜井。反井钻机在导孔钻进中由于岩层构造及钻杆直径较小容易偏离超出斜洞范围。为避免上述问题，现行业内对长斜洞基本上是采取将隧洞分成若干个台阶，每段长度控制在300
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400米左右，然后在各台阶上打设平洞，逐段进行斜井施工，这增加了大量的临时工程量。由于每段斜洞长度不大，考虑经济因素现阶段长斜洞扩挖都是采用人工钻爆的方法，作业环境恶劣，安全隐患大，效率不高。中国专利文献一种隧道斜井施工系统及施工方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶升式反井钻机，其特征是：包括钻头系统、支撑环（4）和顶升油缸（15）；钻头系统包括钻头（1），钻头（1）由驱动装置驱动旋转，钻头系统还设有用于纠偏的纠偏装置；支撑环（4），支撑环（4）与钻头系统连接，支撑环（4）设有可增减的顶升节钢管（9），用于调节支撑环（4）的长度；顶推油缸（15）用于顶推支撑环（4），并将顶推力传递到钻头系统。2.根据权利要求1所述的一种顶升式反井钻机，其特征是钻头系统的结构为：钻头（1）与支撑环（4）之间密封连接，钻头（1）尾部设有缩径的管体，管体与液压马达（23）固定连接，液压马达（23）与支撑环（4）固定连接。3.根据权利要求1所述的一种顶升式反井钻机，其特征是钻头系统的结构为：钻头（1）与支撑环（4）之间滑动密封连接，钻头（1）尾部设有缩径的管体，管体与液压马达（23）以可传递扭矩且相对滑动的方式连接；在支撑环（4）上设有内支座（5），在钻头（1）与内支座（5）之间设有进给油缸（11），进给油缸（11）与钻头（1）之间设有推力轴承（10），进给油缸（11）的进给方向为钻头（1）的轴向。4.根据权利要求1~3任一项所述的一种顶升式反井钻机，其特征是纠偏装置的结构为：在支撑环（4）设有至少3个纠偏油缸（12），纠偏油缸（12）一端穿过支撑环（4）的外壁，纠偏油缸（12）另一端通过轴承（13）与钻头（1）的尾部管体连接，纠偏油缸（12）的运动方向为钻头（1）的径向，各个纠偏油缸（12）沿圆周布置。5.根据权利要求4所述的一种顶升式反井钻机，其特征是：在支撑环（4）的内壁设有倾角传感器（26），用于反馈支撑环（4）的倾角。6.根据权利要求1所述的一种顶升式反井钻机，其特征是：在钻头（1）中间设有集渣斗（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕芝林，张涛，邹吉龙，汪少雄，余晓川，骆大新，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团路桥工程有限公司，
类型：发明
国别省市：