专利名称：车载式水井钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种装在车上自带驱动装置的移动式钻机。
我国的水井钻机制造始于二十世纪六十年代，其原理是方钻杆配置机械传动系统驱动转盘回转钻进，配用卷扬机提升钻具。该类钻机钻深能力大部分在100～200米左右，极少数能达到300米。该类钻机的缺点是，动力损失大，下钻、提钻速度慢，体积庞大，移运性差，操控复杂，劳动强度高，钻进工艺变化困难。由于总体装备水平偏低，钻井工艺落后，仅能开采浅层地下水，即地表水。浅层地下水接近地表容易受到地表工业废水及生活废水的渗入污染，大大影响了地表水的质量，在开采后还需作适当的处理才能饮用，大大增加了开采成本。除此之外，浅层地下水容量有限，过多采用易造成地壳下陷，地表开裂，破坏生态平衡。
本实用新型的目的，是提供一种开采深层地下水，并且整机工艺性能先进，便于移运的车载式水井钻机。
上述目的是由这样的构造予以实现的，车载式水井钻机(见
图1～图3)由底盘车13、副车架11和钻机总成构成，钻机总成安装在副车架11上，并通过副车架11与底盘车13连为一体；所述的底盘车13的车架上安装一对前支腿油缸12和一对后支腿油缸10；所述的钻机总成包括发动机7、离合器6、空气压缩机4、油泵驱动箱19、油泵组20、井架1、顶驱动力头2、泥浆泵15、泡沫泵17、定心盘总成21、冷却系统16、液气电控制台9，其中，发动机7采用后置安装，其飞轮壳端与离合器6、空气压缩机4及其储气筒18依次相连，储气筒18通过高压管线25与顶驱动力头2的导气短节联接，发动机另一端通过传动轴与油泵驱动箱19联接，油泵组20安装于油泵驱动箱19上；油泵组20根据载荷分配，通过液压管线连接并控制钻机中的各油泵及油马达；泥浆泵15和泡沫泵17通过高压管线25与顶驱动力头2相连；井架1通过起升油缸8和支撑杆安装于钻机上部，在其一侧安装液压小绞车3，顶驱动力头2位于井架1的“凵”型槽中，通过游动系统5与安装于井架中的伸缩油缸14相联；定心盘总成21安装于副车架11的尾部的滑槽中；冷却系统16通过管路分别连接发动机7、空气压缩机4及钻机各油泵、马达并负责其冷却、润滑；液气电控制台9通过其中各控制阀件分别与钻机电路、液路、气路相连。
所述的油泵驱动箱19是一个五轴齿轮传动箱，具有一个输入端，四个输出端，其输入端与发动机7相连，其输出端与油泵组20相连。
所述的油泵组20由四个油泵及其液压阀件构成，根据载荷分配，分别控制的泵和马达是其中的第一个油泵连接顶驱动力头马达，其中的第二个油泵连接前后支腿油缸、井架起升油缸、散热器风扇马达、泡沫泵马达、定位座移动油缸、液动板手油缸，其中的第三个油泵连接液压小绞车、顶驱动力头伸缩油缸，其中的第四个油泵连接泥浆泵马达。(见图4)。
所述的定心盘总成21包括定位座23、移动油缸22、液动板手24，定位座23上具有一个可根据钻杆直径而改变大小的定位孔26，由可开合的两部分组成，一部份安装在副车架11尾部的滑槽中，另一部分通过铰链安装在所述滑槽以外的部位，移动油缸22一端与副车架11相连，另一端与位于滑槽中的定位座23相连，液动板手24安装在定位座23的盘面上。(见图5、图6)所述的冷却系统16为油水组合型，由发动机水散热器，发动机、空气压缩机油散热器及油泵、马达油散热器和风扇组成，发动机、空气压缩机及钻机各油泵、马达通过管路分别与散热器连接，获得冷却及润滑，并通过所设置的风扇形成风冷。
附图中
图1为本实用新型主视图；图2为本实用新型俯视图(去掉井架部分后)；图3为本实用新型工作状态图；图4为油泵组20的连接控制方框图。
图5为定心盘总成的结构示意图。
图6为定心盘总成之定位孔扩开时示意图。
本实用新型，底盘车13负责整机的移运，到达目的地后，处于停机状态，钻机总成完成钻井施工的所有工作。钻机工作时，由控制台9启动发动机7，提供钻井作业时各部所需的动力。动力分两路一路为挂合离合器6，经离合器6传至空气压缩机4，产生高压气体，经顶驱动力头2进入钻杆内驱动所配置的空气锤冲击钻进；另一路，如不需空气锤工作时，脱开离合器6，发动机驱动油泵驱动箱19，由油泵驱动箱驱动油泵组20的各路液压油泵、马达，再由控制台9控制各部液压元件的工作，如起放井架1、顶驱动力头2旋转、顶驱动力头2旋转驱动钻杆旋转、通过井架游动系统5和安装于井架中的伸缩油缸14使顶驱动力头2上下移动，实现给进、提起等作业，以及利用通过高压管线25与顶驱动力头2相连的泥浆泵15、泡沫泵17、储气筒18，产生高压气体、液体，经顶驱动力头进入钻杆内完成循环钻进；定心盘总成中，移动油缸22伸或缩带动定位座23在滑槽中滑动实现卡紧钻杆，承载负荷的目的，液动板手24通过液压控制辅助顶驱动力头实现松或紧钻杆的工作，钻杆通过定位座上可改变大小的定位孔26下放到井中。
本实用新型由于配置高压动力，借用空气潜孔锤，可使钻井深度达到700米；通过将高压空气通入顶驱动力头，可实现高风压气压潜孔锤冲击钻进、空气排渣牙轮钻进；由于泥浆泵和泡沫泵的配置，又使钻机可实现泥浆循环牙轮钻头钻进和空气泡沫牙轮钻头钻进、空气泡沫气动潜孔锤冲击钻进；由于全液压传动，配置顶驱动力头，因此不需使用方钻杆、转盘装置，可实现钻具的液压钻进、加压及减压钻进，边回转边起下钻具，钻具无级变速回转升降，以及将进给机构与钻进绞车实现二位一体；所设置的定心盘总成，不仅具备承载全部提升负荷的能力，而且可方便地实现钻具升降及卸接钻杆机械化，大大降低操控劳动强度。综上所述，本实用新型不仅可开采深层地下水，而且整机工艺性能先进，由于结构紧凑，全部部件可安装在底盘车上，故易于移运。完全实现发明目的。
权利要求1．车载式水井钻机，其特征在于由底盘车13、副车架11和钻机总成构成，钻机总成安装在副车架11上，并通过副车架11与底盘车13连为一体；所述的钻机总成包括发动机7、离合器6、空气压缩机4、油泵驱动箱19、油泵组20、井架1、顶驱动力头2、泥浆泵15、泡沫泵17、定心盘总成21、冷却系统16、液气电控制台9，其中，发动机7采用后置安装，其飞轮壳端与离合器6、空气压缩机4及其储气筒18依次相连，储气筒18通过高压管线25与顶驱动力头2的导气短节联接，发动机另一端通过传动轴与油泵驱动箱19连接，油泵组20安装于油泵驱动箱19上；油泵组20根据载荷分配，通过液压管线连接并控制钻机中的各油泵及油马达；泥浆泵15和泡沫泵17通过高压管线25与顶驱动力头2相连；井架1通过起升油缸8和支撑杆安装于钻机上部，在其一侧安装液压小绞车3，顶驱动力头2位于井架1的“ㄩ”型槽中，通过游动系统5与安装于井架中的伸缩油缸14相连；定心盘总成21安装于副车架11尾部的滑槽中；冷却系统16通过管路分别连接发动机7、空气压缩机4及钻机各油泵、马达并负责其冷却、润滑；液气电控制台9通过其中各控制阀件分别与钻机电路、液路、气路相连。
2．根据权利要求1所述的车载式水井钻机，其特征在于所述的油泵驱动箱19是一个五轴齿轮传动箱，具有一个输入端，四个输出端，其输入端与发动机7相连，其输出端与油泵组20相连。
3．根据权利要求1所述的车载式水井钻机，其特征在于所述的油泵组20与各泵和马达的连接为其中的第一个油泵连接顶驱动力头马达，其中的第二个油泵连接前后支腿油缸、井架起升油缸、散热器风扇马达、泡沫泵马达、定位座移动油缸、液动板手油缸，其中的第三个油泵连接液压小绞车、顶驱动力头伸缩油缸，其中的第四个油泵连接泥浆泵马达。
4．根据权利要求1所述的车载式水井钻机，其特征在于所述的定心盘总成21包括定位座23、移动油缸22、液动板手24，定位座23上具有一个可根据钻杆直径而改变大小的定位孔26，由可开合的两部分组成，一部分安装在副车架11尾部的滑槽中，另一部分通过铰链安装在所述滑槽以外的部位，移动油缸22一端与副车架11相连，另一端与位于滑槽中的定位座23相连，液动板手24安装在定位座23的盘面上。
5．根据权利要求1所述的车载式水井钻机，其特征在于所述的冷却系统16为组合型，由发动机水散热器，发动机、空气压缩机油散热器及油泵、马达油散热器和风扇组成，发动机7、空气压缩机4及钻机各油泵、马达通过管路分别与散热器连接。
6．根据权利要求1所述的车载式水井钻机，其特征在于所述的底盘车13的车架上具有一对前支腿油缸12和一对后支腿油缸10。
专利摘要车载式水井钻机由底盘车、副车架和钻机总成构成,钻机总成安装在副车架上,并通过副车架与底盘车连为一体;钻机总成中发动机采用后置安装,于两端分别与离合器、空气压缩机、油泵驱动箱、油泵组连接,油泵组根据载荷分配通过液压管线连接钻机中各油泵及油马达,液气电控制台通过其中阀件分别与钻机电路、液路、气路相连,集中控制各部元件工作。由于整机全液压传动且引入高压空气,并配置顶驱回转动阶段力头、泥浆泵、泡沫泵,利用空气潜孔锤,能使钻井深度达到700米,并实现多种钻进工艺,因而,本实用新型能有效地开采洁净的深层地下水,而且整机工艺性能先进,机械化程度高,设计布置紧凑,易于移运。
文档编号E21B3/00GK2458194SQ0023252
公开日2001年11月7日 申请日期2000年12月8日 优先权日2000年12月8日
发明者黎明, 曹黎明, 徐斌, 姚庭军, 陈兴, 陈纯明 申请人:江汉石油管理局第四机械厂