專利名稱：地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔。
背景技術(shù)：
目前，我國在地質(zhì)探礦領域所使用的鉆塔主要有早期"北京冶金地質(zhì)機械 修配廠"生產(chǎn)的14.5米四角斜塔，現(xiàn)在已由原來的角鋼結(jié)構(gòu)改進成鋼管塔；還 有22米直塔；此外就是近幾年各廠家和勘探單位自行設計制造的幾種簡易鉆 塔。如改自SPJ300水井鉆機用的A型塔，改自工程鉆的"門"字塔，及仿自 國外的安在鉆機上的整體式塔機一體鉆塔等。
由于14.5米鉆塔是和北京一800鉆機配套用的，所以用在液壓立軸鉆機上 就存在巻揚機鋼絲繩與巻揚之間的夾角問題。有時定繩定在某一塔腳時還有拉 彎塔腳的現(xiàn)象。另外它只能打大傾角的角度孔，再者就是其重量太大，建塔時 即費力又不安全。
22米直塔不能打角度孔，同樣存在重量大，建塔費時費力等不安全的現(xiàn)象。 改自SPJ300水井鉆機用的A字形鉆塔存在的主要問題是不能打角度孔， 或只能打大傾角的角度孔。并且在地形狹小的山區(qū)建塔比較困難。特別是放塔 一端在陡坡上或峭壁上時將無法建塔。 -
鉆塔和鉆機一體型鉆塔最大的特點就是輕便。雖然能打角度孔，但缺點是 這種鉆塔只能用在一種型號的鉆機上，不能互換。另外缺少強度大的鉆桿依梁， 施工深度較大的鉆孔時提升的鉆桿全部要放倒，安全隱患大，輔助時間長，影 響效率。
行業(yè)內(nèi)部人員公知，立軸式液壓鉆機特點在于回轉(zhuǎn)器軸心與巻揚中心有一距離(e )，為了便于井口操作，鉆機上部可整體后移a距離。這樣，巻揚中心 距井口中心線距離就會變?yōu)閑+d ,見


圖1。其中，L:為井口上天車中心和后 天車外緣鋼絲繩中心距離，e :為立軸中心與巻鼓中心距離，a :為鉆機移車 距離。X、 1/2巻鼓長度。為了使天車滑輪即能對準井口，又能對準鉆機巻揚 中心。天車的結(jié)構(gòu)就要設計成前后兩個滑輪組，前滑輪組中心到后滑輪外緣鋼 絲繩中心距離為L=e+a。這樣就增加了天車的長度，從而使桅桿式或框架式 鉆塔類天車成為懸臂梁式結(jié)構(gòu)。其受力中心偏移出框架塔體外，造成鉆塔整體 不穩(wěn)定，承載力不高。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，要解決 的第一個技術(shù)問題是建塔時安裝難度大，在地形狹小、陡峭的山區(qū)不能建塔， 以及不能鉆任意角度孔的難題。要解決的第二個技術(shù)問題是提高該鉆塔整體的 穩(wěn)定性和適應性。
為了解決第一個技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案，該多功能鉆塔 包括鉆機、塔體、鉆桿依梁、天車、塔體斜支撐和塔基臺。
塔體為桅桿式桁架結(jié)構(gòu)，由多節(jié)分塔體構(gòu)成，相鄰兩節(jié)分塔體間用螺栓相 連，連接面一側(cè)設有折疊鉸鏈，下塔體的底端為塔基臺。下塔體直接鉸接在塔 基臺上，具體結(jié)構(gòu)是加長塔體使其與豎直方向成一角度e ，并通過支撐鉸鏈直 接安裝在塔基臺上，另一側(cè)用前右副支腿支撐在塔基臺上。油缸的底端鉸接在 塔基臺上，頂端鉸接在下塔體上。
本設計的鉆塔設有多種支撐，包括前斜支承桿，后斜支承桿，前左副支腿、 前右副支腿，后左副支腿，后右副支腿。塔體側(cè)后部由后右副支腿，后左副支 腿通過鉸鏈支撐在塔基臺后部各種支撐由鋼管、調(diào)節(jié)絲杠組件及調(diào)節(jié)桿接頭焊接而成，副支腿上調(diào)節(jié)桿 接頭由內(nèi)、外套管構(gòu)成，內(nèi)、外套管的管壁上設有一排線性等距排列的調(diào)節(jié)孔， 兩套管和調(diào)節(jié)孔的間距取值不同。 、
下塔體還可以通過塔底座安裝在塔基臺上，塔底座設在下塔體的下方，與 鉆機機架相鄰。塔底座的形狀為臺階狀，其上階梯上設有塔體支承座，下階梯 上設有油缸鉸支座。下塔體的底端通過塔底座頂部的塔體支承座與塔底座鉸接。 油缸的底端鉸接在下階梯上的油缸絞支座上，頂端鉸接在下塔體上。
在以上設計中，上部塔體支承座孔中心高度h接近鉆機巻揚軸線高度H減 去巻揚剎車鼓半徑R，即接近或等于機架高度。e為立軸中心與巻鼓中心的距 離，其大小由鉆機架決定，在不影響鉆機移車的情況下塔體支承座盡量靠近鉆 機機架。
為了解決本實用新型的第二個技術(shù)問題，即提高該鉆塔的穩(wěn)定性和適應性， 本實用新型采用以下技術(shù)方案。
在天車梁上設有副支撐，天車梁為簡支梁；其具體結(jié)構(gòu)是天車梁的一側(cè)固 定在上塔體的頂部，另一側(cè)底部設有前、后兩個鉸支座，在塔體的中部裝有鉆 桿依梁，在該鉆桿依梁頂面上也設有前、后兩個鉸支座，前斜支撐桿和后斜支 撐桿分別鉸接在上、下對應的鉸支座間。
在下塔體的上方再加裝一個中塔體和下鉆桿依梁，鉆桿依梁與下鉆桿依梁 之間由前豎支撐桿和后豎支撐桿鉸接支撐。下鉆桿依梁與前左副支腿和后左副 支腿的上端鉸接，下端分別支撐在塔基臺上。
本實用新型的有益效果是經(jīng)過幾年來的試用效果良好，首先是大幅度地降 低了工人的勞動強度和輔助工作時間，提高了工作效率。本設計鉆塔的建塔時 間僅需2小時，比過去減少了80%。由于安裝速度大大加快，因而如需搬遷時能夠?qū)崿F(xiàn)當日搬遷，當日開鉆。第二是由于塔體能夠旋轉(zhuǎn)，因而具有立塔和斜
塔兩種功能，可以在0—-90度范圍內(nèi)實現(xiàn)任意角度鉆孔。第三是由于塔體為折 疊式設計，這就為在地形狹小、陡峭，地形復雜的山區(qū)建塔提供了極大的方便。 由于本設計可拆分成易搬運的幾大件，因而即使是在山區(qū)、林區(qū)施工，主要部 件也不易丟失。第四是由于天車梁的安裝由過去的懸臂梁轉(zhuǎn)變?yōu)楹喼Я海蚨?其穩(wěn)定性能明顯提高，自然也大大地增加了該鉆塔的使用性能。另外，通過改 變天車輪的輪距可以和各種型號的立軸式鉆機相結(jié)合，實現(xiàn)一塔多用。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型加以詳細說明。
圖l是背景技術(shù)中天車滑輪與立軸鉆機關系圖
圖2例1中下塔體直接鉸接在塔基臺上的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3例1中的左視圖
圖4是例2中下塔體通過與塔底座鉸接固定在塔基臺上的結(jié)構(gòu)示意圖
圖5是例1中鉆塔在地形復雜的山坡上施工狀態(tài)示意圖
圖6是例3中塔底座與鉆機關系圖
圖7是例3中主視圖
圖8是例3中主視圖
圖中標號
1、鉆機2、天車梁3、鉸支座 4、塔體 5、上塔體 6、折疊鉸鏈 7、下塔體 8、前斜支承桿9、后斜支承桿
10、前左副支腿11、前右副支腿12、后左副支腿13、后右副支腿 14、鉆桿依梁 15、塔底座16、塔基臺17、油缸18、塔底支撐架 19、塔底支撐桿20、塔底斜拉架21、塔體支承座22、鉆機架23、油缸鉸支座24、支承鉸鏈 25、調(diào)節(jié)孔26、中塔體 27、下鉆桿依梁28、前豎支撐桿29、后豎支撐桿具體實施方式例l
如圖2、圖3所示，該多功能鉆塔包括鉆機1、塔體4、鉆桿依梁14、天 車2、塔體斜支撐和塔基臺16。
塔體4為桅桿式桁架結(jié)構(gòu)，本例中由兩節(jié)分塔體5和7構(gòu)成，上塔體5、 和下塔體7間的連^面用螺栓相連， 一側(cè)設有折疊鉸鏈6，下塔體7的底端為 塔基臺15。下塔體7直接鉸接在塔基臺16上，具體結(jié)構(gòu)是加長塔體7使其與 豎直方向成一角度e，并通過支撐鉸鏈24直接安裝在塔基臺16上，另一側(cè)用 前右副支腿11支撐在塔基臺16上。油缸17的底端鉸接在塔基臺16上，頂端 鉸接在下塔體7上。
本設計的鉆塔設有多種支撐，包括前斜支承桿8，后斜支承桿9，前左副 支腿IO、前右副支腿ll，后左副支腿12，后右副支腿13。塔體側(cè)后部由后右 副支腿13，后左副支腿12通過鉸鏈支撐在塔基臺16后部。
各種支撐由鋼管、調(diào)節(jié)絲杠組件及調(diào)節(jié)桿接頭焊接而成，副支腿上調(diào)節(jié)桿 接頭由內(nèi)、外套管構(gòu)成，內(nèi)、外套管的管壁上設有一排線性等距排列的調(diào)節(jié)孔 25，兩套管和調(diào)節(jié)孔25的間距取值不同，使調(diào)節(jié)絲杠調(diào)節(jié)不超過兩孔距之差就 可有一對孔相重合。
由于采取了上述設計，本實用新型的多性能鉆塔不僅可以實現(xiàn)在0~卯度 范圍任意角度打孔，而且在一些地形狹小、陡峭的山區(qū)也能夠很方便、快速地 完成建塔作業(yè)。圖5是本設計在地形復雜的山坡上施工狀態(tài)示意圖。
例2本例中下塔體—通過塔底座15安裝在塔基臺16上，塔底座15設在下塔體 7的下方，與鉆機機架22相鄰。塔底座15的形狀為臺階狀，其上階梯上設有 塔體支承座21，下階梯上設有油缸鉸支座23。下塔體7的底端通過塔底座15 頂部的塔體支承座21與塔底座15鉸接。油缸17的底端鉸接在下階梯上的油缸 絞支座23上，頂端鉸接在下塔體7上，界圖2、圖4。
在以上設計中,上部塔體支承座21孔中心高度h接近鉆機巻揚軸線高度H 減去巻揚剎車鼓半徑R，即接近或等于機架高度。e為立軸中心與巻鼓中心的 距離，其大小由鉆機架決定，見圖6的塔座與鉆機關系圖。
例3
為了解決本實用新型的第二個技術(shù)問題，即提高該鉆塔的穩(wěn)定性和適應性, 本實用新型采用以下技術(shù)方案。
在天車梁2上設有副支撐，天車梁2為簡支梁；其具體結(jié)構(gòu)是天車梁2的 一側(cè)固定在上塔體5的頂部，另一側(cè)底部設有前、后兩個鉸支座3，在塔體4 的中部裝有鉆桿依梁14,在該鉆桿依梁14頂面上也設有前、后兩個鉸支座3， 前斜支撐桿8和后斜支撐桿9分別鉸接在上、下對應的鉸支座3間。
例4
在下塔體7的上方再加裝一個中塔體26和下鉆桿依梁27，鉆桿依梁14與 下鉆桿依梁27之間由前豎支撐桿28和后豎支撐桿29鉸接支撐。下鉆桿依梁 27與前左副支腿11和后左副支腿12的土端鉸接，下端分別支撐在塔基臺16 上。見圖7、圖8。
權(quán)利要求1、一種地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，包括多功能鉆塔包括鉆機、塔體、鉆桿依梁、天車、塔體斜支撐和塔基臺；其特征是所述的塔體(4)為桅桿式桁架結(jié)構(gòu)，由多節(jié)分塔體構(gòu)成，相鄰兩節(jié)分塔體間用螺栓相連，在連接面的一側(cè)設有折疊鉸鏈(6)，下塔體(7)的底端為塔基臺(15)，下塔體(7)直接鉸接在塔基臺(16)上，具體結(jié)構(gòu)是加長塔體(7)使其與豎直方向成一角度θ，并通過支撐鉸鏈(24)直接安裝在塔基臺(16)上，另一側(cè)用前右副支腿(11)支撐在塔基臺(16)上，油缸(17)的底端鉸接在塔基臺(16)上，頂端鉸接在下塔體(7)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是該鉆 塔設有多種支撐，包括前斜支承桿(8)，后斜支承桿(9),前左副支腿(10)、 前右副支腿(11)，后左副支腿(12)，后右副支腿(13)，塔體側(cè)后部由后右副 支腿(13)，后左副支腿(12)通過鉸鏈支撐在塔基臺(16)后部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是各種 支撐由鋼管、調(diào)節(jié)絲杠組件及調(diào)節(jié)桿接頭焊接而成，副支腿上調(diào)節(jié)桿接頭由內(nèi)、 外套管構(gòu)成，內(nèi)、外套管的管壁上設有一排線性等距排列的調(diào)節(jié)孔(25)，兩套 管和調(diào)節(jié)孔(25)的間距取值不同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是下塔 體(7)通過塔底座(15)安裝在塔基臺(16)上，塔底座(15)設在下塔體(7) 的下方，與鉆機機架(22)相鄰。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是塔底座(15)的形狀為臺階狀，其上階梯上設有塔體支承座(21)，下階梯上設有油 缸鉸支座(23)，下塔體(7)的底端通過塔底座(15)頂部的塔體支承座(21) 與塔底座(15)鉸接；油缸(17)的底端鉸接在下階梯上的油缸絞支座(23) 上，頂端鉸接在下塔體(7)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是在以 上設計中，上部塔體支承座(21)孔中心高度h接近鉆機巻揚軸線高度H減去 巻揚剎車鼓半徑R,即接近或等于機架高度，e為立軸中心與巻鼓中心的距離， 其大小由鉆機架決定，在不影響鉆機移車的情況下塔體支承座(21)盡量靠近 鉆機機架(22)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是在天 車梁(2)上設有副支撐，天車梁(2)為簡支梁；其具體結(jié)構(gòu)是天車梁(2)的 一側(cè)固定在上塔體(5)的頂部，另一側(cè)底部設有前、后兩個鉸支座(3)，在塔 體(4)的中部裝有鉆桿依梁(14)，在該鉆桿依梁(14)頂面上也設有前、后 兩個鉸支座(3)，前斜支撐桿(8)和后斜支撐桿(9)分別鉸接在上、下對應 的鉸支座(3)間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，其特征是在下 塔體(7)的上方再加裝一個中塔體(26)和下鉆桿依梁(27)，鉆桿依梁(14) 與下鉆桿依梁(27)之間由前豎支撐桿(28)和后豎支撐桿(29)鉸接支撐； 下鉆桿依梁(27)與前左副支腿(11)和后左副支腿(12)的上端鉸接，下端 分別支撐在塔基臺(16)上。
專利摘要本實用新型公開了一種地質(zhì)探礦使用的多功能鉆塔，包括鉆機、塔體、鉆桿依梁、天車、塔體斜支撐和塔基臺；塔體為桅桿式桁架結(jié)構(gòu)，由多節(jié)分塔體折疊鉸接構(gòu)成，下塔體可以直接或通過塔底座安裝在塔基臺上，在天車梁上設有副支撐，天車梁為簡支梁；在塔體的中部裝有鉆桿依梁；有益效果是大幅度地降低了工人的勞動強度和輔助工作時間，提高了工作效率；由于塔體能夠旋轉(zhuǎn)，因而具有立塔和斜塔兩種功能，可以在0-90度范圍內(nèi)實現(xiàn)任意角度鉆孔；還為在地形狹小、陡峭，地形復雜的山區(qū)建塔在方便性和安全性方面都提供了極大的方便；由于天車梁為簡支梁，因而其穩(wěn)定性能明顯提高，另外，通過改變天車輪的輪距可以和各種型號的立軸式鉆機相結(jié)合，實現(xiàn)一塔多用。
文檔編號E21B15/00GK201358720SQ200920099298
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者馮海權(quán), 劉俊英, 劉銀偉, 孫旭光, 張志明, 李玥珉, 維 王, 趙曉舟, 趙樹山, 趙盛雯 申請人:趙樹山