專利名稱：機械動力頭鉆機的電動頂驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆機頂驅(qū)動裝置，更具體地說是一種機械動力頭鉆機的電動頂驅(qū)動裝置。
目前國內(nèi)多數(shù)機械動力頭鉆機，如G-3、G-2型等鉆機屬于低速大扭矩鉆機，動力頭轉(zhuǎn)速范圍小，不適用于金剛石鉆頭的高速鉆進(jìn)，機械動力頭輸出的最高轉(zhuǎn)速一般低于300轉(zhuǎn)/分，僅適合于淺孔大口徑井的施工、施工的鉆頭主要有螺旋鉆頭、合金鉆頭、牙輪鉆頭和刮刀鉆頭等。當(dāng)鉆井較深的勘察孔到達(dá)基巖或是在基巖上施工時，一般需改用復(fù)合片鉆頭或金剛石鉆頭鉆進(jìn)，鉆機的回轉(zhuǎn)速度需在500-1000轉(zhuǎn)/分以上才能保證鉆進(jìn)速度不致下降過快，這時只能將機械動力頭鉆機換成立軸鉆機才能繼續(xù)施工。當(dāng)在砂礫層中鉆進(jìn)時，機械動力鉆機只能采用潛孔錘鉆進(jìn)法，但需增加空壓設(shè)備，且施工噪聲大、投資大。
本實用新型的目的是在原有機械動力頭鉆機上加裝電動頂驅(qū)動裝置，加裝該裝置后就能使這類鉆機既保持原來“長行程給進(jìn)”和“大扭矩施工”的優(yōu)勢，又適合于金剛石鉆頭的高速鉆進(jìn)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)“跟管鉆進(jìn)”這一新的鉆進(jìn)手段，從而改善了現(xiàn)有機械動力頭鉆機的性能，拓寬了其適用范圍。
為達(dá)到上述目的，本實用新型在不改變原有機械動力頭結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用動力頭的上下接頭及其頂蓋加裝了一套頂驅(qū)動裝置，動力頭和頂驅(qū)動裝置均由鉆機液壓系統(tǒng)加壓，二者共用一水龍頭。頂驅(qū)動裝置外形為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部接近中空，其結(jié)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、加減壓機構(gòu)、水龍頭、頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)和電機安裝架等組成。電機或電機帶簡單變速箱的輸出軸聯(lián)接到聯(lián)軸套上，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過連接在聯(lián)軸套上的主軸將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給鉆桿柱和鉆頭，從而使普通機械動力頭鉆機既能進(jìn)行低速大口徑鉆進(jìn)，又能實現(xiàn)高速小口徑鉆進(jìn)和跟管鉆進(jìn)。
機械動力頭與頂驅(qū)動裝置在各自獨立運行或同時運行時不會相互干撓。加裝頂驅(qū)動裝置后的機械動力頭鉆機可以有以下三種運行狀態(tài)(1)機械動力頭運轉(zhuǎn)，適用于低速大口徑鉆進(jìn)；(2)電動頂驅(qū)動裝置運轉(zhuǎn)，適用于高速小口徑鉆進(jìn)；(3)機械動力頭和電動頂驅(qū)動裝置同時運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)一種新的鉆進(jìn)方法一跟管鉆進(jìn)。
本實用新型的優(yōu)點是(1)結(jié)構(gòu)簡單，安裝、操作和更換電動頂驅(qū)動裝置十分簡便；(2)加裝該驅(qū)動裝置后使機械動力頭鉆機既能低速大口徑鉆進(jìn)，又能高速小口徑鉆進(jìn)，能減少起下鉆次數(shù)，改善井內(nèi)工作條件，提高工程質(zhì)量、縮短施工周期；(3)若機械動力頭和電動頂驅(qū)動裝置同時運行還能實現(xiàn)“跟管鉆進(jìn)”這種新的鉆進(jìn)方法；(4)該驅(qū)動裝置不改變機械動力頭鉆機結(jié)構(gòu)和操作程序，投資小、成本低，能為施工生產(chǎn)企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益。
下面結(jié)合本實用新型實施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實用新型機械動力頭鉆機的電動頂驅(qū)動裝置主剖視圖圖2是本實用新型加減壓機構(gòu)剖視圖圖3是本實用新型水龍頭剖視圖圖4是本實用新型軸承裝配結(jié)構(gòu)圖由
圖1可以看出，電動頂驅(qū)動裝置主要由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、加減壓機構(gòu)、水龍頭、頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)和電機安裝架等組成。
旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由聯(lián)軸套1、主軸28、軸承壓蓋9、軸瓦10、上軸承11、下軸承20組成。電機或電機帶簡單變速箱的輸出軸聯(lián)接到聯(lián)軸套1的一端，聯(lián)軸套1的另一端與主軸28的上接頭相連接，主軸28的下接頭接鉆桿，電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動就可由主軸28將其傳遞到鉆桿柱和鉆頭上。軸瓦10、上軸承11和下軸承20通過上接頭12和承壓體上接頭17將主軸28和原動力頭的上下接頭相聯(lián)接，可將主軸28的旋轉(zhuǎn)運動與動力頭隔開，即主軸28旋轉(zhuǎn)時，動力頭的上下接頭不旋轉(zhuǎn)；反之，若動力頭的上下接頭旋轉(zhuǎn)時，主軸28不轉(zhuǎn)動。此外，主軸28與原動力頭亦可同時旋轉(zhuǎn)進(jìn)行跟管鉆進(jìn)，二者互不干撓。
電機安裝架由電機支架2，水龍頭支架8、墊圈13和聯(lián)軸套1組成。電機支架2上端用于安裝電機或簡單變速箱，下端與水龍頭支架8，墊圈13一起用螺釘固定到原動力頭外殼上。電機輸出軸或簡單變速箱的輸出軸直接與聯(lián)軸套1相聯(lián)接。
由圖2可以看出，加減壓機構(gòu)由承壓體上接頭17、下接頭27、密封壓環(huán)16、承壓體外殼21，軸瓦18、軸瓦套環(huán)19、軸承20、間隔環(huán)22、23、24、螺栓25、螺母26等組成。
加壓時鉆機的液壓系統(tǒng)將壓力傳至動力頭下接頭后，通過承壓體上接頭17、密封壓環(huán)16、軸承20、間隔環(huán)22和24傳遞給螺母26，螺母26通過絲扣與主軸28固定，通過螺母26可將加載壓力傳到主軸、鉆桿直至鉆頭上。
減壓時鉆機的液壓系統(tǒng)將壓力傳至動力頭下接頭后，通過承壓體上接頭17、密封壓環(huán)16、承壓體外殼21、軸承20、間隔環(huán)22和23傳給軸瓦18，軸瓦18通過臺肩將減載壓力傳到主軸28、鉆桿直至鉆頭上。
由圖3可以看出，水龍頭由水龍頭壓蓋3、封圈4、透水支承環(huán)5、水管接頭6、水龍頭殼體7、水龍頭支架8等組成。水泵的輸出管接至水管接頭6上，沖洗液由水泵輸出管依次流經(jīng)水管接頭6、透水支承環(huán)5、主軸28后流至鉆桿和鉆頭。水龍頭由水龍頭支架8支撐并用螺釘固定于動力頭外殼上。透水支承環(huán)5、水龍頭壓蓋3和水龍頭殼體7與主軸28之間為松配合。
由圖4可以看出，頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)由上接頭12，軸承壓蓋9，軸瓦10，軸承11，防松螺釘15、主軸28和加減壓機構(gòu)組成。上接頭12和承壓體下接頭17將頂驅(qū)動裝置聯(lián)接于動力頭上，軸承11和軸承20用于隔離主軸與動力頭之間的旋轉(zhuǎn)運動，軸瓦18、軸瓦套環(huán)19和螺母26用于對頂驅(qū)動裝置的有效定位和加減壓機構(gòu)的鎖緊。軸瓦18是由兩個半圓柱形軸瓦構(gòu)成。為防止頂驅(qū)動裝置與動力頭上下接頭間的松動，在上接頭12與動力頭上接頭之間，承壓體上接頭17與動力頭下接頭之間裝有鎖緊螺釘。
頂驅(qū)動裝置的安裝過程先安裝加減壓機構(gòu)，再將主軸和加減壓機構(gòu)連接到動力頭上，最后安裝水龍頭和電機支架。為拆卸方便，在軸承11與主軸28之間加裝了一個軸瓦10，軸瓦10上裝有螺釘，有利于軸瓦的拆卸。由于加減壓機構(gòu)內(nèi)的軸承與主軸間屬于緊配合，若無特殊情況，可將加減壓機構(gòu)與主軸28作為一體，裝上后一般不必隨便拆卸。
權(quán)利要求1.一種機械動力頭鉆機的電動頂驅(qū)動裝置，外形為筒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接近中空，其特征在于電動頂驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、加減壓機構(gòu)、水龍頭、頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)和電機安裝架等組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于軸瓦(10)、上軸承(11)和下軸承(20)通過上接頭(12)和承壓體上接頭(17)將主軸(28)與原動力頭的上下接頭相聯(lián)接。
3.按照權(quán)利要求1所述的加減壓機構(gòu)，其特征在于承壓體上接頭(17)與原動力頭下接頭相聯(lián)，通過承壓體外殼(21)、軸承(20)、間隔環(huán)(21)、(22)、(23)分別與螺母(26)和軸瓦(18)相連接，螺母(26)通過絲扣與主軸(28)固定；軸瓦(18)通過軸瓦套環(huán)(19)與主軸(28)固定。軸瓦(18)由兩個圓柱形軸瓦構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的水龍頭，其特征在于水管接頭(6)的前端直接與水泵輸出管相聯(lián)接，后端通過透水支承環(huán)(5)與主軸(28)相連，透水支承環(huán)(5)、水龍頭壓蓋(3)和水龍頭殼體(7)與主軸(28)之間均為松配合；透水支承環(huán)(5)的兩側(cè)設(shè)有密封圈(4)，水龍頭由水龍頭支架(8)支撐并固定于動力頭外殼上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)，其特征在于在軸承(11)與主軸(28)之間加裝了一個軸瓦(10)。
專利摘要機械動力頭鉆機的電動頂驅(qū)動裝置,在不改變原有機械動力頭結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,利用動力頭上下接頭加裝了一套電動機驅(qū)動裝置,該裝置由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、加減壓機構(gòu)、水龍頭、頂驅(qū)動裝置安裝機構(gòu)和電機安裝架組成,使普通機械動力頭鉆機既能進(jìn)行低速大口徑鉆進(jìn)又能實現(xiàn)高速小口徑鉆進(jìn)和跟管鉆進(jìn)。
文檔編號E21B3/02GK2371327SQ9824145
公開日2000年3月29日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者桂暖銀, 劉寶林 申請人:桂暖銀, 劉寶林