钻孔装置的制作方法

本实用新型涉及采油工程技术领域，进一步的，涉及一种钻孔装置，尤其涉及一种对井下岩石进行钻孔的装置。

背景技术：

钻孔装置(即：钻机)的工作原理是通过电磁旋转式或电磁往复式小容量电动机的电机转子做切割磁场的运动，通过传动机构驱动作业装置，从而加大钻头的动力，使钻头刮削物体表面，更好的洞穿物体。

现阶段，钻孔装置在使用过程中仍存在多种缺点和不足：首先，由于井下空间的限制，而现有的钻孔装置缺少防护结构，在作业过程中四溅的碎石易造成钻孔装置的损坏，并且碎石也会威胁工作人员的安全；其次，现有的钻孔装置所钻出的碎石难以清理，在工作一段时间后就需要移开钻孔装置对碎石进行清理，不仅增加工作人员的劳动强度，而且碎石的累积会导致钻孔效率的降低，影响钻孔作业的正常进行。

针对相关技术中井下钻孔装置缺少对碎石的防护结构，安全性和作业效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钻孔装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种钻孔装置，可调节钻头的钻进深度，保证钻头对准待钻孔位置，且在钻头和待钻孔位置的上方设置有防护罩，通过防护罩可对钻孔过程中飞溅的碎石进行拦截，有效防止碎石飞溅伤人或者损坏机器设备，大大提高钻孔作业的安全性。

本实用新型的另一目的在于提供一种钻孔装置，可自动将钻孔过程中产生的碎石提升并收集在壳体内，在钻孔的同时即可进行碎石的清理，保证防护罩及钻孔位置的畅通，操作简单、便捷，清理碎石效率高，且不会对钻孔作业造成影响，降低工作人员的劳动强度，有效提高工作效率。

本实用新型的目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供了一种钻孔装置，所述钻孔装置包括进行钻孔作业的钻头、对所述钻头的钻进深度进行控制的液压缸、带动所述钻头转动的液压马达、对所述钻头进行固定的安装架和对飞溅的碎石进行拦截的防护罩，其中：

所述液压缸设置在所述安装架上，所述液压马达位于所述液压缸的下方，且所述液压马达的顶部与所述液压缸的活塞杆连接，所述钻头沿竖直方向设置于所述液压马达的下方，且所述钻头的顶端与所述液压马达的输出轴连接，所述安装架设置于待钻孔位置的上方，以使所述钻头的底端对准所述待钻孔位置；

所述防护罩为顶部封口、底部开口的筒状结构，所述防护罩能上下移动地设置于所述安装架上，所述防护罩的顶部能上下移动且能转动地套设于所述液压马达的输出轴上，所述钻头伸入至所述防护罩的内部，所述防护罩的底部开口将所述待钻孔位置罩设于所述防护罩内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述安装架包括支撑板和两根支撑柱，两根所述支撑柱分别设置于所述支撑板的两相对侧边缘，各所述支撑柱的顶端与所述支撑板连接，各所述支撑柱的底端设置有底板。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述底板与所述支撑柱之间设置有多个加强筋。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述底板上设置有对所述底板进行固定的紧固螺钉。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述液压缸固定设置于所述支撑板的顶部，所述液压缸的活塞杆沿竖直方向穿过所述支撑板并伸入至所述支撑板的下方，所述液压缸的活塞杆与所述液压马达之间连接有安装板。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述安装板设置于所述支撑板的下方，所述液压缸的活塞杆与所述安装板的顶部连接，所述液压马达与所述安装板的底部连接，所述支撑板的下方设置有至少一根导向杆，所述导向杆的顶端与所述支撑板的底部连接，所述安装板上开设有与所述导向杆位置对应的导向孔，所述导向杆穿过对应的导向孔，以使所述安装板能沿所述导向杆上下移动。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述导向杆的底端设置有限位块。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述钻孔装置还包括带动所述防护罩上下移动的第一电机、丝杆和螺帽，所述第一电机的输出轴与所述丝杆连接，所述支撑柱的上部和下部分别设置有相平行的两块固定板，所述丝杆的顶部与位于上方的一所述固定板能转动地连接，所述丝杆的底部与位于下方的另一所述固定板能转动地连接，所述螺帽套设于所述丝杆上，且所述螺帽与所述丝杆螺纹连接，所述螺帽的外壁与所述防护罩的顶部外壁连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述固定板上开设有第一安装通孔，所述丝杆穿过所述第一安装通孔，且所述第一安装通孔的内壁与所述丝杆的外壁之间设置有第一轴承。

在本实用新型的一较佳实施方式中，两根所述支撑柱上均设置有所述固定板，所述第一电机、所述丝杆和所述螺帽的数量均为两个，且分别设置于两根所述支撑柱上，两个所述螺帽分别与所述防护罩的顶部两相对侧外壁连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述钻头与所述液压马达的输出轴之间设置有转轴，所述转轴的顶端与所述液压马达的输出轴连接，所述转轴的底端与所述钻头的顶端连接，所述转轴上能上下移动且能转动地套设有滑套，所述防护罩的顶部开设有第二安装通孔，所述钻头和所述滑套穿过所述第二安装通孔，且所述第二安装通孔的内壁与所述滑套的外壁之间设置有第二轴承。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述转轴的顶端固定套设有第一限位环，所述转轴的底端固定套设有第二限位环。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述钻孔装置还包括对所述防护罩内的碎石进行收集清理的壳体、将所述防护罩内的碎石提升至所述壳体内的螺杆和第二电机，所述壳体设置于所述支撑板的上方，所述壳体的内部形成有容置腔，所述螺杆的上部位于所述容置腔内，所述螺杆的顶端与所述第二电机的输出轴连接，所述螺杆的底端依次穿过所述容置腔的底部内壁、所述支撑板和所述防护罩的顶部外壁并伸入至所述防护罩的内部；

所述螺杆的外壁上设置有承载所述碎石的螺纹，以通过第二电机带动所述螺杆转动，将所述碎石随所述螺纹提升至所述容置腔内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述容置腔内设置有固定所述第二电机的支架，所述第二电机设置在所述支架的顶部，所述第二电机的输出轴伸出至所述支架的下方并与所述螺杆的顶端连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述钻孔装置还包括第一套筒和第二套筒，所述第二套筒的顶部与所述壳体的底部连接，且所述第二套筒的内部与所述容置腔相连通，所述第二套筒的底部与所述第一套筒的顶部连接，所述第一套筒穿过所述支撑板，所述第一套筒的外壁与所述支撑板连接，所述第一套筒的底部与所述防护罩的顶部连接，且所述第一套筒的内部与所述防护罩的内部相连通，所述第一套筒的内部和所述第二套筒的内部配合形成供所述碎石提升至所述容置腔内的通道，所述螺杆依次穿过所述第二套筒的内部和所述第一套筒的内部并伸入至所述防护罩的内部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述防护罩的底部开口处的边缘设置有缓冲垫。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述安装架和所述防护罩均采用钢质材料制成。

由上所述，本实用新型的钻孔装置的特点及优点是：通过安装架将钻头、液压缸和液压马达固定于井下，液压缸的活塞杆与液压马达连接，液压马达的输出轴与钻头的顶端连接，钻头的底端对准井内的待钻孔位置，通过控制液压缸的活塞杆伸出的长度对钻头的钻进深度进行调整，并通过液压马达的输出轴带动钻头进行转动，从而保证钻头能够对待钻孔位置进行稳定钻孔作业，结构简单、体积小，适于在井内作用，而且具有使用方便、便于操控的优点。另外，在安装架上设置有能上下移动的防护罩，在调整好钻头位置后，控制防护罩向下移动以通过防护罩的底部开口将待钻孔位置罩设于防护罩内，钻头在进行钻孔过程中，防护罩将飞溅的碎石进行拦截在防护罩内，有效防止碎石飞溅伤人或者损坏机器设备，提高了钻孔作业的安全性和工作效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型钻孔装置中实施例一的结构示意图。

图2：为本实用新型钻孔装置中实施例二的结构示意图。

图3：为本实用新型钻孔装置中滑套与防护罩连接位置的局部放大图。

图4：为本实用新型钻孔装置中丝杠的顶部与固定板连接位置的局部放大图。

图5：为本实用新型钻孔装置中丝杠的底部与固定板连接位置的局部放大图。

本实用新型中的附图标号为：

1、支撑板；2、支撑柱；

3、加强筋；4、底板；

5、防护罩；6、缓冲垫；

7、滑套；8、转轴；

9、钻头；10、液压马达；

11、导向杆；12、安装板；

13、固定板；14、丝杆；

15、螺帽；16、第一电机；

17、液压缸；18、第一套筒；

19、第二套筒；20、壳体；

21、支架；22、第二电机；

23、螺杆；24、第二轴承；

25、容置腔；26、第一轴承；

27、第一限位环；28、第二限位环；

29、限位块；30、紧固螺钉。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种钻孔装置，该钻孔装置包括钻头9、液压缸17、液压马达10、安装架和防护罩5，钻头9用于对井内待钻孔位置进行钻孔作业，液压缸17用于对钻头9的钻进深度进行调整，液压马达10用于带动钻头9转动，安装架用于对钻头9进行固定，防护罩5用于对飞溅的碎石进行拦截。其中：液压缸17设置在安装架上，液压马达10位于液压缸17的下方，且液压马达10的顶部与液压缸17的活塞杆连接，钻头9沿竖直方向设置于液压马达10的下方，且钻头9的顶端与液压马达10的输出轴连接，安装架设置于待钻孔位置的上方，以使钻头9的底端对准待钻孔位置；防护罩5为顶部封口、底部开口的筒状结构，防护罩5能上下移动地设置于安装架上，防护罩5的顶部能上下移动且能转动地套设于液压马达10的输出轴上，钻头9伸入至防护罩5的内部，防护罩5的底部开口将待钻孔位置罩设于防护罩5内。

本实用新型通过安装架将钻头9、液压缸17和液压马达10固定于井下，液压缸17的活塞杆与液压马达10连接，液压马达10的输出轴与钻头9的顶端连接，钻头9的底端对准井内的待钻孔位置，通过控制液压缸17的活塞杆伸出的长度对钻头9的钻进深度进行调整，并通过液压马达10的输出轴带动钻头9进行转动，从而保证钻头9能够对待钻孔位置进行稳定钻孔作业，结构简单、体积小，适于在井内作用，而且具有使用方便、便于操控的优点。另外，在安装架上设置有能上下移动的防护罩5，在调整好钻头9位置后，控制防护罩5向下移动以通过防护罩5的底部开口将待钻孔位置罩设于防护罩5内，钻头9在进行钻孔过程中，防护罩5将飞溅的碎石进行拦截在防护罩5内，有效防止碎石飞溅伤人或者损坏机器设备，提高了钻孔作业的安全性和工作效率。

进一步的，如图1、图2所示，防护罩5的底部开口处的边缘设置有缓冲垫6，缓冲垫6对防护罩5的底部起到缓冲防护的作用，避免在长期使用过程中防护罩5的底部受到损伤，延长防护罩5的使用寿命。

进一步的，缓冲垫6可采用但不限于橡胶材质制成。

进一步的，安装架和防护罩5均可采用但不限于钢质材料制成。

在本实用新型中的一个可选实施例中，如图1、图2所示，安装架包括沿水平方向设置的支撑板1和沿竖直方向设置的两根支撑柱2，两根支撑柱2分别设置于支撑板1的两相对侧边缘，各支撑柱2的顶端与支撑板1的底部固定连接，各支撑柱2的底端固定设置有底板4，底板4上设置有多个紧固螺钉30，通过各紧固螺钉30对底板4进行固定，从而将安装架稳定固定于井内。

进一步的，如图1、图2所示，底板4的顶部与支撑柱2的底端连接，底板4的顶部与支撑柱2的下部外壁之间设置有多个加强筋3，通过各加强筋3的设置，提高底板4与支撑柱2之间连接的稳定性。

在本实用新型中的一个可选实施例中，如图1、图2所示，液压缸17固定设置于支撑板1的顶部中间位置，液压缸17的活塞杆沿竖直方向穿过支撑板1并伸入至支撑板1的下方，液压缸17的活塞杆与液压马达10之间连接有安装板12。

具体的，如图1、图2所示，安装板12沿水平方向设置于支撑板1的下方，液压缸17的活塞杆与安装板12的顶部连接，液压马达10与安装板12的底部连接，支撑板1的下方沿竖直方向设置有至少一根导向杆11，导向杆11的顶端与支撑板1的底部连接，安装板12上开设有与导向杆11位置对应的导向孔，导向杆11穿过对应的导向孔，以使安装板12能沿导向杆11上下移动，通过导向杆11对安装板12起到导向的作用，从而能够保证液压马达10在液压缸17的带动下进行上下移动，进而保证钻头9的稳定性，避免出现钻头9偏斜、摆动等情况。

进一步的，如图1、图2所示，导向杆11的数量为两根，两根导向杆11分别靠近安装板12的两相对侧边缘设置。

进一步的，如图1、图2所示，导向杆11的底端固定设置有限位块29，通过限位块29对安装板12的下移距离起到限位作用，避免安装板12从导向杆11上脱离。

在本实用新型中的一个可选实施例中，如图1、图2、图4、图5所示，钻孔装置还包括第一电机16、丝杆14和螺帽15，通过第一电机16、丝杆14和螺帽15相配合带动防护罩5进行上下移动。丝杆14沿竖直方向设置，第一电机16设置于丝杆14的上方，且第一电机16的输出轴与丝杆14的顶端连接，支撑柱2的上部和下部分别设置有相平行的两块固定板13，丝杆14的顶部与位于上方的一固定板13能转动地连接，丝杆14的底部与位于下方的另一固定板13能转动地连接，螺帽15套设于丝杆14上，且螺帽15与丝杆14螺纹连接，螺帽15的外壁与防护罩5的顶部外壁连接。通过两块固定板13对丝杆14起到定位的作用，第一电机16的输出轴带动丝杆14进行转动，由于螺帽15与防护罩5连接，螺帽15不随丝杆14进行转动，在丝杆14转动过程中螺帽15根据丝杆14转动的方向在丝杆14上进行上下移动，从而可通过第一电机16控制防护罩5的上下移动，使得防护罩5能够罩设于待钻孔位置的上方，保证对飞溅的碎石的有效拦截。

进一步的，如图1、图2所示，固定板13上开设有第一安装通孔，丝杆14穿过第一安装通孔，且第一安装通孔的内壁与丝杆14的外壁之间设置有第一轴承26，保证丝杆14稳定转动。

进一步的，如图1、图2所示，两根支撑柱2上均设置有固定板13，第一电机16、丝杆14和螺帽15的数量均为两个，且分别设置于两根支撑柱2上，两个螺帽15的外壁分别与防护罩5的顶部两相对侧外壁连接，提高防护罩5上下移动的稳定性。

在本实用新型中的一个可选实施例中，如图1至图3所示，钻头9与液压马达10的输出轴之间沿竖直方向设置有转轴8，转轴8的顶端与液压马达10的输出轴的底端连接，转轴8的底端与钻头9的顶端连接，转轴8上能上下移动且能转动地套设有滑套7，防护罩5的顶部开设有第二安装通孔，钻头9和滑套7穿过第二安装通孔，且第二安装通孔的内壁与滑套7的外壁之间设置有第二轴承24。液压马达10的输出轴将动力传递至转轴8，并带动钻头9进行转动，且在其转动过程中不会对滑套7产生影响，以保证滑套7可随防护罩5进行上下移动，但不会随钻头9进行转动。

进一步的，如图1、图2所示，转轴8的顶端固定套设有第一限位环27，转轴8的底端固定套设有第二限位环28，通过第一限位环27和第二限位环28相配合对滑套7的上下移动范围进行限位，进而保证防护罩5为一定高度范围内进行上下移动。

在本实用新型中的一个可选实施例中，如图2所示，钻孔装置还包括壳体20、螺杆23和第二电机22，壳体20用于对防护罩5内的碎石进行收集清理，螺杆23和第二电机22相配合用于将防护罩5内的碎石提升至壳体20内。壳体20固定设置于支撑板1的上方，壳体20的内部形成有容置腔25，螺杆23的上部位于容置腔25内，螺杆23的顶端与第二电机22的输出轴的底端连接，螺杆23的底端依次穿过容置腔25的底部内壁、支撑板1和防护罩5的顶部外壁并伸入至防护罩5的内部；螺杆23的外壁上设置有承载碎石的螺纹，以通过第二电机22带动螺杆23转动，将碎石随螺纹提升至容置腔25内。通过第二电机22向螺杆23传递动力，螺杆23在转动过程中螺杆23上的螺纹携带随时向上移动，从而将防护罩5内散落的碎石提升至壳体20的容置腔25内，操作简单、便捷，自动对碎石进行清理，而且在钻孔的同时即可进行，保证防护罩5及钻孔位置的畅通，大大提高清理碎石的效率，缩短清理碎石的时间，不会对钻孔作业造成影响，降低工作人员的劳动强度，有效提高工作效率。

进一步的，如图2所示，壳体20为顶部开口、底部封口的筒状结构，螺杆23沿竖直方向设置，容置腔25内设置有固定第二电机22的支架21，第二电机22设置在支架21的顶部，第二电机22的输出轴伸出至支架21的下方并与螺杆23的顶端连接。

进一步的，如图2所示，钻孔装置还包括第一套筒18和第二套筒19，第一套筒18和第二套筒19均为沿竖直方向的两端开口的筒状结构，第二套筒19的顶部外壁与壳体20的底部连接，且第二套筒19的内部与容置腔25相连通，第二套筒19的底部固定套设于第一套筒18的顶部外侧，第一套筒18穿过支撑板1，第一套筒18的外壁与支撑板1连接，第一套筒18的底部外壁与防护罩5的顶部连接，且第一套筒18的内部与防护罩5的内部相连通，第一套筒18的内部和第二套筒19的内部配合形成供碎石提升至容置腔25内的通道，螺杆23依次穿过第二套筒19的内部和第一套筒18的内部并伸入至防护罩5的内部。

本实用新型的钻孔装置的使用过程为：首先，通过底板4将钻孔装置固定在井下，将钻头9对准待钻孔位置，启动液压缸17，液压缸17的活塞杆带动安装板12，安装板12带动液压马达10沿着导向杆11的轴向进行上下移动，进而通过安装板12电动液压马达10，液压马达10带动转轴8，转轴8带动钻头9，对钻头9的钻进深度进行调整，调整好钻头9的钻进深度后，启动第一电机16，第一电机16的输出轴带动丝杆14转动，丝杆14通过螺纹带动螺帽15沿丝杆14的轴向上下移动，进而通过螺帽15带动防护罩5，防护罩5带动滑套7沿转轴8的轴向进行上下运动，将防护罩5罩设于待钻孔位置的上方，之后，启动液压马达10进行钻孔作业，钻孔时的飞溅的碎石被防护罩5拦截，防止碎石飞出而造成人体和机器的损伤，提高安全性；另外，在进行钻孔作业的同时启动第二电机22，第二电机22带动螺杆23进行转动，螺杆23上的螺纹将防护罩5内的碎石依次通过第一套筒18和第二套筒19提升至壳体20的容置腔25内，工作人员可通过壳体20顶部的开口对容置腔25内的碎石进行清理，保持防护罩5的内部的通畅，整个过程无须停机对碎石进行清理，操作简单，清理效率高。

本实用新型的钻孔装置的特点及优点是：

一、该钻孔装置通过控制液压缸17的活塞杆伸出的长度对钻头9的钻进深度进行调整，并通过液压马达10的输出轴带动钻头9进行转动，从而保证钻头9能够对待钻孔位置进行稳定钻孔作业，结构简单、体积小，适于在井内作用，而且具有使用方便、便于操控的优点。

二、该钻孔装置上设置有能上下移动的防护罩5，通过防护罩5的底部开口将待钻孔位置罩设于防护罩5内，钻头9在进行钻孔过程中，防护罩5将飞溅的碎石进行拦截在防护罩5内，有效防止碎石飞溅伤人或者损坏机器设备，提高了钻孔作业的安全性和工作效率。

三、该钻孔装置设置有对防护罩5内的碎石进行收集清理的壳体20，通过第二电机22和螺杆23相配合可将防护罩5内散落的碎石提升至壳体20内，操作简单、便捷，自动对碎石进行清理，而且在钻孔的同时即可进行，保证防护罩5及钻孔位置的畅通，大大提高清理碎石的效率，缩短清理碎石的时间，不会对钻孔作业造成影响，降低工作人员的劳动强度，有效提高工作效率。

四、该钻孔装置在防护罩5的底部设置有缓冲垫6，缓冲垫6对防护罩5的底部起到缓冲防护的作用，避免在长期使用过程中防护罩5的底部受到损伤，延长防护罩5的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。