專利名稱：立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地質(zhì)巖心鉆機，具體是一種利用液壓馬達直接驅(qū)動回轉(zhuǎn)器和 卷揚機的立軸式地質(zhì)巖心鉆機。
背景技術：
目前，公知的立軸式地質(zhì)巖心鉆機均通過離合器、變速箱將動力分配給回轉(zhuǎn)器和 卷揚機，實現(xiàn)鉆機的鉆進和起下鉆具任務，鉆機使用液壓油缸進行鉆進給進?，F(xiàn)有立軸式鉆機應用廣泛，產(chǎn)品系列化，但無論是大型鉆機(XY-4、XY-5等)還是 小型鉆機(ΧΥ-1、Χ_2等)，產(chǎn)品均存在以下缺陷(1)離合器故障多，傳動損失大，降低了鉆 機能力和施工效率，甚至給鉆探施工帶來事故；(2)變速箱結構復雜，鉆機轉(zhuǎn)速受變速箱結 構限制，不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的任意選擇，鉆機的鉆進效率不能得到最優(yōu)控制；(3)變速箱檔位容 易脫離，中斷鉆機運轉(zhuǎn)可能造成鉆探事故；(4)不能有效采集鉆探數(shù)據(jù)，經(jīng)常在鉆探事故發(fā) 生后仍繼續(xù)鉆進，失去事故處理時機，造成施工損失；(5)工人施工操作必須在鉆機旁，工 作環(huán)境差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機，采取液壓馬達直接驅(qū)動 回轉(zhuǎn)器立軸和卷揚機，取消現(xiàn)有立軸式地質(zhì)巖心鉆機的離合系統(tǒng)和變速系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有 立軸式地質(zhì)巖心鉆機在作用過程中存在的離合不靈活、離合器故障多、傳動損失大、不能實 現(xiàn)轉(zhuǎn)速的任意選擇和工人操作環(huán)境差的問題。本實用新型的技術方案是包括動力裝置和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)，其特 征在于，所述的動力裝置通過動力傳動系統(tǒng)帶動油泵，油泵的入口和出口與油馬達和油箱 組成液壓工作回路，油馬達的動力輸出端與變速分動箱的輸入端連接，該變速分動箱的兩 個輸出端分別將扭矩輸送到所述的立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)；該油泵、油馬達和立軸 回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)分別通過高壓油管與液壓控制系統(tǒng)連接。所述的動力裝置、油箱和變速分動箱安裝在機座上；所述的卷揚系統(tǒng)安裝在變速 分動箱上；所述的液壓控制系統(tǒng)布置安裝在機座上或通過高壓油管單獨接出在鉆機外。所述的動力裝置為柴油機或者電動機。本實用新型的有益效果是1、通過油馬達驅(qū)動立軸回轉(zhuǎn)器，可實現(xiàn)鉆頭轉(zhuǎn)速的無 級控制，有利于根據(jù)巖層性質(zhì)選擇鉆探規(guī)程；2、油馬達驅(qū)動立軸回轉(zhuǎn)可保證高轉(zhuǎn)速下的扭 矩，有利于提高鉆進效率；3、保留傳統(tǒng)立軸鉆機的卷揚系統(tǒng)，與動力頭鉆機相比有利于鉆孔 事故處理和長鉆桿的提升；4、利用油馬達直接驅(qū)動立軸回轉(zhuǎn)器和卷揚機，省去了離合器的 離合環(huán)節(jié)，有利于動力準確傳遞和分離，對于大型深孔鉆機還可以減輕離合器和變速箱的 拆遷強度；5、將油箱安排在鉆機底座上，增加了鉆機工作重量，有利于鉆進給壓和鉆機工作 穩(wěn)定；并且液壓油可單獨轉(zhuǎn)移，便于鉆機搬遷；6、鉆機控制系統(tǒng)可通過高壓油管布置在鉆 機外，有利于改善工作的工作環(huán)境；7、采用液壓系統(tǒng)控制鉆機工作，可為鉆機的數(shù)字化操作提供改造平臺，有利于鉆機的升級改造，可以改善工人的工作環(huán)境。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖。圖中標記說明1為鉆機動力裝置、2為動力傳動系統(tǒng)、3為油泵、4為油馬達、5為 卷揚系統(tǒng)、6為立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)、7為變速分動箱、8為油箱、9為機座、10為液壓控制系統(tǒng)， 11為高壓油管。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括動力裝置1和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6和卷揚系統(tǒng)5，其 特征在于，所述的動力裝置1通過動力傳動系統(tǒng)2帶動油泵3，油泵3的入口和出口與油馬 達4和油箱8組成液壓工作回路，油馬達4的動力輸出端與變速分動箱7的輸入端連接，該 變速分動箱7的兩個輸出端分別將扭矩輸送到所述的立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6和卷揚系統(tǒng)5 ； 該油泵3、油馬達4和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6分別通過高壓油管11與液壓控制系統(tǒng)10連接。 所述的動力裝置1可以常用柴油機或者電動機。所述的動力裝置1、油箱8和變速分動箱7安裝在機座9上；所述的卷揚系統(tǒng)5安 裝在變速分動箱7上；所述的液壓控制系統(tǒng)10布置安裝在機座9上或通過高壓油管11單 獨接出在鉆機外。本實用新型在工作時，動力裝置1通過動力傳動系統(tǒng)2帶動油泵3，將油箱8中的 液壓油輸送給油馬達4和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6中的給進油缸。油馬達4通過變速分動箱7 將扭矩輸送到立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6中的回轉(zhuǎn)器和卷揚系統(tǒng)5，立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6的給進、 倒桿、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，以及卷揚系統(tǒng)5的轉(zhuǎn)速通過液壓控制系統(tǒng)10進行控制。動力裝置1、油箱 8、油泵3、油馬達4、變速分動箱7安裝在機座9上，卷揚系統(tǒng)5安裝在變速分動箱7上，立 軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6與變速分動箱7相連，液壓控制系統(tǒng)10可以布置安裝在機座9上，也可 以通過高壓油管11單獨接出(圖中粗線條均表示油路相連)。本實用新型可用于所有立軸式鉆機的設計制造，包括各種給進方式的鉆機設計， 特別適用于100型到3000型鉆立軸式鉆機的設計制造。鉆機設計制造時，動力裝置1、油泵2、油馬達3根據(jù)鉆機工作參數(shù)需要進行配置， 由專業(yè)廠商生產(chǎn)，目前國內(nèi)多家專業(yè)廠商產(chǎn)品可供鉆機設計生產(chǎn)選擇。卷揚系統(tǒng)5和立軸 回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)可參照現(xiàn)有立軸式鉆機的設計進行設計和生產(chǎn)，或者直接向立軸鉆機生產(chǎn)廠 商采購。變速分動箱7可根據(jù)鉆機性能要求采取單級輸出或者多級輸出，單級輸出變速分 動系統(tǒng)結構簡單，但傳遞扭矩能力受液壓馬達扭矩的限制；多級變速分動系統(tǒng)可通過減速 系統(tǒng)增加或者減少輸出扭矩，減速級別可根據(jù)需要設計，利于鉆機在不同工作條件下正常 工作，減速分動系統(tǒng)一般使用齒輪減速系統(tǒng)。油箱8根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量要求和鉆機外形 尺寸設計進行設計，并可根據(jù)需要在油箱內(nèi)布置油液冷卻系統(tǒng)，以保證液壓系統(tǒng)工作的油 溫要求。機座9根據(jù)動力裝置1的結構尺寸和油箱8結構尺寸，以及油泵3、油馬達4、變速 分動箱7的結構和布置方式進行設計生產(chǎn)，當液壓控制系統(tǒng)10安裝于鉆機上時，還必須根 據(jù)控制系統(tǒng)10的設計尺寸布置安裝位置，油路系統(tǒng)11根據(jù)鉆機液壓系統(tǒng)的工位設計數(shù)量 和尺寸，根據(jù)工作單元的工作壓力選擇油管規(guī)格。[0016]本實用新型不使用離合系統(tǒng)，利用液壓馬達4直接傳輸鉆機的立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng) 6中的立軸回轉(zhuǎn)和卷揚機5提升工作所需的扭矩。動力裝置1是鉆機動力源，鉆機能力或者型號不同，鉆機配備的動力機功率不同。油泵3由動力裝置1驅(qū)動，是立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6的立軸油缸和油馬達4的壓力油 的輸出設備，根據(jù)鉆機能力或者型號不同，油泵3不同，其選擇參數(shù)包括類型、輸出壓力、排量。油箱8為油泵3提供液壓油的儲備和回流液壓油的收集，油箱8內(nèi)設置了液壓油 的冷卻系統(tǒng)和其他常規(guī)的油液處理系統(tǒng)。將油箱8安裝在鉆機機座9上，用液壓油增加鉆 機工作重量。油箱8的外形尺寸根據(jù)鉆機液壓系統(tǒng)所需的用油量和鉆機結構確定。立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6是鉆機鉆進工作的實現(xiàn)系統(tǒng)，由給進和回轉(zhuǎn)二部份組成，采 用現(xiàn)行通用的給進回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。卷揚機5是鉆進起下鉆桿和鉆具的提升下降系統(tǒng)，現(xiàn)有多種卷揚系統(tǒng)可供選擇。變速分動箱7是鉆機鉆進扭矩和卷揚機5工作動力的分配裝置，本實用新型變速 分動箱采用回轉(zhuǎn)動力直驅(qū)與卷揚動力可分離的分動方式，動力的分配和傳動采用齒輪傳動 方式(屬現(xiàn)有技術的一種)。液壓控制系統(tǒng)10是鉆機給進動力控制的中心，包括對油馬達4控制系統(tǒng)和油缸給 進和倒桿控制系統(tǒng)二部份，液壓控制系統(tǒng)10可以安裝在鉆機上，也可以通過加長的三根高 壓油管11單獨布置在鉆機周邊位置。三根高壓油管11之一是與油泵3相連的供油和吸油管；第二根高壓油管11與油 馬達4相連，是用于控制油馬達4的管制油管和回油管；第三根高壓油管11用于控制立軸 回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)6的給進油缸上升下降。
權利要求一種立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機，包括動力裝置、立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)，其特征在于，所述的動力裝置通過動力傳動系統(tǒng)帶動油泵，油泵的入口和出口與油馬達和油箱組成液壓工作回路，油馬達的動力輸出端與變速分動箱的輸入端連接，該變速分動箱的兩個輸出端分別將扭矩輸送到所述的立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)；該油泵、油馬達和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)分別通過高壓油管與液壓控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機，其特征在于，所述的動力裝置、油 箱和變速分動箱安裝在機座上；所述的卷揚系統(tǒng)安裝在變速分動箱上；所述的液壓控制系 統(tǒng)布置安裝在機座上或通過高壓油管單獨接出在鉆機外。
3.根據(jù)權利要求1所述的立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機，其特征在于，所述的動力裝置為 柴油機或者電動機。
專利摘要一種立軸式液力驅(qū)動巖心鉆機，包括動力裝置和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)，所述的動力裝置通過動力傳動系統(tǒng)帶動油泵，油泵的入口和出口與油馬達和油箱組成液壓工作回路，油馬達的動力輸出端與變速分動箱的輸入端連接，該變速分動箱的兩個輸出端分別將扭矩輸送到所述的立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)和卷揚系統(tǒng)；該油泵、油馬達和立軸回轉(zhuǎn)給進系統(tǒng)分別通過高壓油管與液壓控制系統(tǒng)連接。本實用新型的優(yōu)點是采取液壓馬達直接驅(qū)動回轉(zhuǎn)器立軸和卷揚機，取消現(xiàn)有立軸式地質(zhì)巖心鉆機的離合系統(tǒng)和變速系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有立軸式地質(zhì)巖心鉆機在作用過程中存在的離合不靈活、離合器故障多、傳動損失大、不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的任意選擇和工人操作環(huán)境差的問題。
文檔編號E21B3/02GK201671535SQ201020216970
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權日2010年6月7日
發(fā)明者蘭橋昌, 曾筱芳 申請人:蘭橋昌;曾筱芳