一种水锤钻机系统的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种水锤钻机系统。

背景技术：

在隧道、井下等工程施工过程中，经常有地层加固和岩土改良施工的需求，这时就需要使用钻机进行钻孔操作，并在钻孔后进行注浆加固。

水锤钻机是目前针对硬质地层进行钻孔操作的常用设备，具有推进、旋转和孔底冲击功能，特别适用于复杂地质和硬质岩层的深长孔钻探，钻深可达百米。

在水锤钻机工作过程中，需要持续通入高压水，驱动水锤冲击钻孔。现有水锤钻机中，常规配置为独立设置电动机或柴油机驱动高压水泵提供水锤所需的高压水源。由于电动机、柴油机及配套设备构成的泵站体积较大，无法在隧道等工程现场灵活设置。

水锤在不同工况条件下所需的高压水量变化范围较大，通常在50%~250%之间，这需要高压水泵站输出流量是可调并能大范围变化。处于设备可靠性和成本考虑，目前仅能采用高压溢流方式，以持续通入大流量来适应水量变化，这种方式必然导致大量的高压水浪费，能量损耗很大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种水锤钻机系统，采用液压泵组形式驱动水锤工作，不仅可以灵活的调整高压水流量，提高流量调节的响应速度，并且设备体积较小，便于在施工现场布置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：一种水锤钻机系统，包括水锤和高压水模块，所述的高压水模块包括液压动力源和液压泵组，所述的液压动力源提供高压液源驱动液压泵组工作；所述的液压泵组包括液压水泵，所述的液压水泵通过高压出水管与水锤连接；所述的液压动力源与液压泵组之间设有流量分配组件，所述的流量分配组件控制流向液压水泵的高压液流量，进而控制液压水泵的出水量。

液压泵组的出水量与输入的高压液流量成正比，且最小流量可以很小。调控输入液压泵组的高压液流量，即可调控液压泵组的输出流量。采用流量分配组件控制流向液压泵组的高压液流量，进而控制液压水泵的出水量，高压水的出水量更灵活，可以更好的适应水锤在工作时对高压水需要求量变化范围较大的特性。

由于高压水流量的可调性，钻机可在不同地层和工况条件下，保证水锤钻机始终在合理的工作水压下运行，实现高效钻进和设备寿命的合理平衡。

另外，由于液压泵组的体积较小，通常仅相当于电机直接驱动的液压水泵站体积的1/3~1/2，可以更灵活的在施工现场布置。

作为优选，所述的液压动力源为电机或内燃机驱动的液压泵站。

作为优选，所述的液压水泵上还连接有低压进水管，所述的低压进水管与过滤器连接。

作为优选，所述的液压水泵的数量至少为两个，且并联设置。

液压泵组包括至少两个并联设置的液压水泵，除了调节单个液压水泵的出水量，还可以根据需求选择工作的液压水泵数量，进一步提高调节范围。

作为优选，所述的流量分配组件包括若干分配单元，所述的分配单元包括串联设置的液压电磁阀和可调流量控制阀；每一所述的液压水泵对应一个或多个的分配单元。

液压电磁阀可以控制液压油的通断，也即控制对应的液压水泵的工作与停止。当液压电磁阀打开时，液压水泵启动运行，反之停止。各组可调流量控制阀并联，分别驱动对应的液压水泵，即可在很大范围内任意调节流向水锤的高压水流量，以满足水锤在工作寿命周期内和不同工况下对高压水流量大幅变化的需求。

作为优选，所述的可调流量控制阀为压力补偿型流量控制阀。控制流向对应液压水泵的高压液流量不超过调定值，且不受系统压力变化影响，避免液压水泵超速，实现多路液压流量的分配控制。

作为优选，还包括钻杆和驱动钻杆旋转的动力头，所述的水锤连接在钻杆上；所述的液压动力源提供高压液源驱动动力头工作。

作为优选，所述的液压动力源与动力头之间还设有液压电磁阀。

附图说明

图1为本实施例水锤钻机系统的结构示意图；

图2为本实施例水锤钻机系统中液压泵组和流量分配组件的局部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1和图2所示，一种水锤钻机系统，包括水锤1和高压水模块，所述的高压水模块包括液压动力源5和液压泵组6，所述的液压动力源5提供高压液源驱动液压泵组6工作。所述的液压动力源5为电机或内燃机驱动的液压泵站。

液压泵组6的出水量与输入的高压液流量成正比，且最小流量可以很小。调控输入液压泵组6的高压液流量，即可调控液压泵组6的输出流量。采用流量分配逐渐7控制流向液压泵组6的高压液流量，进而控制液压水泵61的出水量，高压水的出水量更灵活，可以更好的适应水锤1在工作时对高压水需要求量变化范围较大的特性。同时由于液压泵组6的体积较小，通常仅相当于电机直接驱动的液压水泵61站体积的1/3~1/2，可以更灵活的在施工现场布置。

如图1和图2所示，所述的液压泵组6包括的液压水泵61，所述液压水泵61的数量可以为单个，也可以为多个，当液压水泵61的数量为多个时，多个液压水泵61之间并联设置。所述的液压水泵61通过高压出水管与水锤1连接。所述的液压水泵61上还连接有低压进水管，所述的低压进水管与过滤器连接。

由于高压水流量的可调性，钻机可在不同地层和工况条件下，保证水锤1钻机始终在合理的工作水压下运行，实现高效钻进和设备寿命的合理平衡。当液压泵组6包括至少两个并联设置的液压水泵61时，除了调节单个液压水泵61的出水量，还可以根据需求选择工作的液压水泵61数量，进一步提高调节范围。如图1和图2所示，所述的液压动力源5与液压泵组6之间设有流量分配逐渐7，所述的流量分配逐渐7单独控制流向每一液压水泵61的高压液流量，进而控制每一液压水泵61的出水量。所述的流量分配逐渐7包括与液压水泵61对应的分配单元，所述的分配单元包括串联设置的液压电磁阀4和可调流量控制阀71。每一液压水泵61可以与一个或多个并联设置的分配单元对应，附图中以液压水泵61和分配单元一一对应的形式为例说明。当每一液压水泵61对应多个分配单元时，通过控制液压电磁阀4的打开数量以及可调流量控制阀71的数量共同控制输送给对应液压水泵61的液压流量，进一步提高出水量的调节范围。

液压电磁阀4可以控制液压油的通断，也即控制对应的液压水泵61的工作与停止。当液压电磁阀4打开时，液压水泵61启动运行，反之停止。各组可调流量控制阀71并联，分别驱动对应的液压水泵61，即可在很大范围内任意调节流向水锤1的高压水流量，以满足水锤1在工作寿命周期内和不同工况下对高压水流量大幅变化的需求。

所述的可调流量控制阀71为压力补偿型流量控制阀。控制流向对应液压水泵61的高压液流量不超过调定值，且不受系统压力变化影响，避免液压水泵61超速，实现多路液压流量的分配控制。

如图1所示，进一步的，还包括钻杆3和驱动钻杆3旋转的动力头2，所述的水锤1连接在钻杆3上；所述的液压动力源5提供高压液源驱动动力头2工作。所述的液压动力源5与动力头2之间还设有液压电磁阀4。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。