一种基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构的制作方法

1.本发明涉及抽水蓄能电站钻井技术领域，具体为一种基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构。


背景技术：

2.大型抽水蓄能电站的建设主要依靠山区地形的上下水库的高差特征，将水转化为重力势能或电能。抽水蓄能电站的构筑物一般包括上、下水库及压力管道。其中，上水库建设在高山上部，下水库布置在高山下部，压力管道建设在山体内部。随着抽水蓄能电站装机容量增加，输水系统发电水位提高，压力管道长度增加，导致建设过程中存在大量的竖井、大倾角斜井工程，其施工难度大、风险高。所以，竖井、大倾角斜井高效建设，成为制约抽水蓄能电站建设的关键问题之一。
3.抽水蓄能电站的压力管道竖井、大倾角斜井最早采用爬罐法施工导井，具有作业环境危险、工作人员劳动强度大、职业伤害严重等缺点，并且随着斜井长度加大，施工效率低，逐渐被反井钻井法代替。但是国内相关研究院所、钻井企业开发的在竖井、斜井、反井钻进等建设工程中的钻井装置均为单一功能产品。导致遇到复杂工程问题时，需要不断调用更换钻机，钻井装置运输、维护成本高，价格昂贵。


技术实现要素：

4.为实现以上基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构，包括机架，所述机架的表面转动连接有掩护支撑板，掩护支撑板下端的表面与机架之间设有转动机座，所述滑动导向座的下表面设置有液压传动轴，所述液压传动轴的下表面设置有螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的下端设置有复合塔形钻头，所述掩护支撑板的下表面设置有转向调节机构，所述转向调节机构包括横向液压杆和调向液压杆，所述横向液压杆位于机架的内部，采用水平设计，可伸缩的一端与机架滑动连接，所述调向液压杆的下端与横向液压杆转动连接，上端与掩护支撑板转动连接。
5.进一步的，所述掩护支撑板的内部滑动连接有滑动导向座，所述滑动导向座的表面设置有拉索。
6.进一步的，所述掩护支撑板上端的表面设置有导向轮，所述机架的表面设置有卷线机，所述拉索远离滑动导向座的一端通过导向轮与卷线机连接，所述掩护支撑板下端的表面设有固定导向座，所述螺旋钻杆与固定导向座滑动连接。
7.进一步的，所述液压传动轴采用液压马达传动和轴传动设计。
8.进一步的，所述螺旋钻杆的两端分别设计有从动锁紧机构和主动锁紧机构，所述从动锁紧机构与主动锁紧机构配合使用。
9.进一步的，所述从动锁紧机构为限位卡槽，主动锁紧机构为限位卡块。
10.进一步的，所述液压传动轴的下表面设有从动锁紧机构或主动锁紧机构，与螺旋
钻杆表面的主动锁紧机构或从动锁紧机构相适配。
11.进一步的，所述复合塔形钻头的上表面设有从动锁紧机构或主动锁紧机构，与螺旋钻杆表面的主动锁紧机构或从动锁紧机构相适配。
12.进一步的，所述复合塔形钻头的下表面设有随钻测量与下套管系统，所述随钻测量与下套管系统内部设有主要有lwd/mwd设计。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14.1、该基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构，通过转向调节机构中横向液压杆和调向液压杆与掩护支撑板的配合使用，可对螺旋钻杆和复合塔形钻头进行多角度调节，从而实现对竖井、斜井和反井的钻井操作，可简化钻机调用和更换，可有利于降低运输和维护成本，同时通过螺旋钻杆与复合塔形钻头的配合，可实现切割和装运的一体化作业。
15.2、该基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构，通过从动锁紧机构和主动锁紧机构与液压传动轴、复合塔形钻头和螺旋钻杆的配合使用，可实现螺旋钻杆的串联拼接，便于对钻井装置进行运输和在巷道中布置，可使钻井装置形成体系，有利于提高钻井的质量。
附图说明
16.图1为本发明钻井装置非工作状态结构示意图；
17.图2为本发明螺旋钻杆与液压传动轴和复合塔形钻头结构示意图；
18.图3为本发明螺旋钻杆结构示意图；
19.图4为本发明钻井装置垂直钻井结构示意图；
20.图5为本发明钻井装置倾斜钻井结构示意图。
21.图中：1、机架；11、转动机座；2、掩护支撑板；21、滑动导向座；211、拉索；22、固定导向座；23、导向轮；24、卷线机；3、液压传动轴；4、螺旋钻杆；41、从动锁紧机构；42、主动锁紧机构；5、复合塔形钻头；6、随钻测量与下套管系统；7、转向调节机构；71、横向液压杆；72、调向液压杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.该基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构的实施例如下：
24.请参阅图1-图5，一种基于滑动导向机构的正反双向斜井专用钻机机构，包括机架1，机架1的表面转动连接有掩护支撑板2，用于螺旋钻杆4和复合塔形钻头5的掩护支撑，掩护支撑板2下端的表面与机架1之间设有转动机座11，用于掩护支撑板2与机架1之间的转动连接，滑动导向座21的下表面设置有液压传动轴3，用于驱动螺旋钻杆4转动和移动，液压传动轴3的下表面设置有螺旋钻杆4，用于带动复合塔形钻头5转动和移动，同时用于对钻井的碎料进行输送。
25.螺旋钻杆4的下端设置有复合塔形钻头5，用于钻井的钻掘，掩护支撑板2的下表面设置有转向调节机构7，用于对掩护支撑板2进行转动调节，转向调节机构7包括横向液压杆71和调向液压杆72，横向液压杆71位于机架1的内部，采用水平设计，可伸缩的一端与机架1滑动连接，用于调节调向液压杆72的位置，调向液压杆72的下端与横向液压杆71转动连接，上端与掩护支撑板2转动连接，用于调节掩护支撑板2的倾斜角度。
26.通过转向调节机构7中横向液压杆71和调向液压杆72与掩护支撑板2的配合使用，可对螺旋钻杆4和复合塔形钻头5进行多角度调节，从而实现对竖井、斜井和反井的钻井操作，可简化钻机调用和更换，可有利于降低运输和维护成本，同时通过螺旋钻杆4与复合塔形钻头5的配合，可实现切割和装运的一体化作业。
27.掩护支撑板2的内部滑动连接有滑动导向座21，用于液压传动轴3的滑动支撑，滑动导向座21的表面设置有拉索211，用于滑动导向座21在掩护支撑板2的表面滑动。
28.掩护支撑板2上端的表面设置有导向轮23，机架1的表面设置有卷线机24，拉索211远离滑动导向座21的一端通过导向轮23与卷线机24连接，导向轮23与卷线机24配合，用于通过拉索211带动滑动导向座21移动，掩护支撑板2下端的表面设有固定导向座22，螺旋钻杆4与固定导向座22滑动连接。
29.液压传动轴3采用液压马达传动和轴传动设计，用于驱动螺旋钻杆4转动和移动。
30.螺旋钻杆4的两端分别设计有从动锁紧机构41和主动锁紧机构42，从动锁紧机构41与主动锁紧机构42配合使用，用于螺旋钻杆4与液压传动轴3和复合塔形钻头5的连接以及螺旋钻杆4之间的串联拼接。
31.从动锁紧机构41为限位卡槽，主动锁紧机构42为限位卡块。
32.液压传动轴3的下表面设有从动锁紧机构41或主动锁紧机构42，与螺旋钻杆4表面的主动锁紧机构42或从动锁紧机构41相适配，用于螺旋钻杆4与液压传动轴3的连接。
33.复合塔形钻头5的上表面设有从动锁紧机构41或主动锁紧机构42，与螺旋钻杆4表面的主动锁紧机构42或从动锁紧机构41相适配，用于螺旋钻杆4与复合塔形钻头5的连接。
34.复合塔形钻头5的下表面设有随钻测量与下套管系统6，随钻测量与下套管系统6内部设有主要有lwd/mwd设计，用于保证钻孔精度。
35.通过从动锁紧机构41和主动锁紧机构42与液压传动轴3、复合塔形钻头5和螺旋钻杆4的配合使用，可实现螺旋钻杆4的串联拼接，便于对钻井装置进行运输和在巷道中布置，可使钻井装置形成体系，有利于提高钻井的质量。
36.在使用时，通过从动锁紧机构41与主动锁紧机构42的配合，将螺旋钻杆4的上下两端分别与液压传动轴3和复合塔形钻头5连接，然后将机架1移动到需要钻井的位置，通过液压系统驱动横向液压杆71和调向液压杆72移动，利用横向液压杆71和调向液压杆72之间的配合，使掩护支撑板2在转动机座11的表面转动，掩护支撑板2会带动螺旋钻杆4和复合塔形钻头5一起转动。
37.根据需要钻井的倾斜角度，将螺旋钻杆4和复合塔形钻头5调节到合适角度，利用液压传动轴3中的液压马达传动和轴传动，可带动螺旋钻杆4转动，同时驱动螺旋钻杆4向复合塔形钻头5的方向移动，当启动卷线机24时，卷线机24会通过拉索211和导向轮23的配合，使滑动导向座21在掩护支撑板2的表面滑动，同时与固定导向座22配合，可保证螺旋钻杆4和复合塔形钻头5的移动方向。
38.复合塔形钻头5的转动，会对岩层等进行钻掘，螺旋钻杆4转动时，会对复合塔形钻头5钻掘的碎料进行输送，实现对岩层的切割和装运，同时，可利用从动锁紧机构41与主动锁紧机构42的配合，使多个螺旋钻杆4进行串联拼接，从而可根据钻井的深度，调节螺旋钻杆4的数量，便于对巷道中对钻井装置进行布置，通过切换不同的螺旋方向的螺旋钻杆4，可反向驱动复合塔形钻头5，实现对岩层的双向钻井的功能。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。