一种钻机动力头及其水尾的制作方法

1.本实用新型属于钻机技术领域，具体涉及一种钻机的水尾。


背景技术：

2.我国煤矿高瓦斯矿井多，为了有效防止瓦斯事故，在煤矿开采中，要求先治理后开采，瓦斯的治理采用钻孔预抽采的方法。在钻孔时，需要通过钻杆向孔底注水，以将钻孔内的煤渣排出。目前的钻机通常包括钻机动力头，钻机动力头用来带动钻杆进行旋转，通过钻机动力头的移动为钻头的钻进提供钻压。
3.钻机动力头的结构通常如授权公告号为cn213359976u的中国实用新型专利所示，包括动力头机壳(即该专利中的箱体外壳)，动力头机壳中转动安装有动力头主轴(即该专利中的主动轴)，动力头主轴上连接钻杆，通过动力头主轴的转动带动钻杆进行转动。动力头主轴通常为前后贯通的中空轴，高压水经动力头主轴、钻杆注入钻孔孔底。动力头主轴的后端安装有水尾(即该专利中的水龙头)，水尾通常包括壳体，壳体在使用时通常为固定布置的形式，壳体中转动安装有连接主轴，连接主轴与动力头主轴相连，连接主轴内有水道与动力头主轴连通，壳体上通常开设有与水道连通的进水孔。使用时，连接主轴随动力头主轴进行转动，进水孔上连接进水管，高压水(比如泥浆、清水等)通过进水管、进水孔进入连接主轴的水道中，再进入动力头主轴中，由于连接主轴与壳体相对转动，壳体不会随着转动。
4.为了防止高压水经连接主轴与壳体内壁之间的缝隙中渗出，导致高压水泄漏，通常情况下会在连接主轴与壳体内壁之间设置密封件，但是实际情况是：密封件容易磨损，尤其是水质条件不好的矿区，高压水中含有细微颗粒，细微颗粒易堆积在密封件处，连接主轴、壳体在相对转动过程中细微颗粒会对密封件进行磨损，缩短其使用寿命。需要频繁地停机更换水尾，导致钻进效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种钻机动力头的水尾，以解决现有技术中密封件易磨损而导致水尾使用寿命较短的技术问题；还提供一种使用该水尾的钻机动力头，以解决上述技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型所提供的钻机动力头的水尾的技术方案是：一种钻机动力头的水尾，包括用于与动力头主轴后端固定相连的连接主轴，连接主轴内设有与动力头主轴连通的水道；水尾还包括转动装配在连接主轴外部的壳体，所述壳体上设有与水道连通的进水孔；所述壳体与连接主轴之间设有第一密封件和第二密封件，第一密封件相比第二密封件靠近进水孔布置，所述第一密封件的耐磨性优于第二密封件，以阻挡水中的杂物，所述第二密封件的弹性优于第一密封件，以提高壳体与连接主轴之间的密封性能。
7.有益效果：第一密封件的耐磨性较好，能够阻挡高压水中的杂物以及水压冲击，防止杂物进入第二密封件处，对第二密封件进行磨损。由于第一密封件的耐磨性较好，能够延长整个密封件的使用寿命。通常情况下，密封件的耐磨性越好，其硬度越高，密封性能越差，
通过设置弹性较好的第二密封件，保证了连接主轴与壳体之间的密封性能，避免出现漏水现象。本实用新型中，通过设置不同类型的两种密封件，兼顾了耐磨性和密封性，保证不漏水的情况下延长了密封件的使用寿命。
8.优选地，所述第一密封件和第二密封件中的至少一个沿前后方向依次间隔排布有至少两道。密封件的数量越多，密封效果越好。
9.优选地，所述连接主轴的前端设有外螺纹，连接主轴上于外螺纹的前方设有密封结构，所述密封结构为设于连接主轴上连接主轴密封面，连接主轴密封面用于与动力头主轴内的密封圈配合以实现密封；或者，所述密封结构为设于连接主轴上的连接主轴密封圈，连接主轴密封圈用于与动力头主轴内的密封面配合以实现密封。通过设置密封结构，能够提高连接主轴、动力头主轴之间的密封性能，避免此处漏水。
10.优选地，所述连接主轴的前端设有外螺纹，所述外螺纹上旋装有锁紧螺母，锁紧螺母用于顶压在动力头主轴的后端端面上，以将水尾锁紧在动力头主轴上。锁紧螺母能够对连接主轴提供朝后的预紧力，保证连接主轴的螺牙、动力头主轴的螺牙更加贴合，从而能够防止震动松脱。
11.优选地，所述壳体包括主体部分以及封盖在主体部分前端的环形端盖，所述连接主轴由环形端盖中向前穿出，环形端盖与连接主轴之间具有密封间隙，该密封间隙用于阻挡异物进入壳体中。密封间隙既避免环形端盖、连接主轴直接接触时增大连接主轴的转动阻力，又避免了异物进入，能够对壳体内的轴承、密封件等结构进行保护。
12.本实用新型钻机动力头的技术方案是：一种钻机动力头，包括动力头机壳以及转动安装在动力头机壳中的动力头主轴，还包括设于动力头机壳后方的水尾，水尾包括与动力头主轴后端固定相连的连接主轴，连接主轴内设有于动力头主轴连通的水道，水尾还包括转动装配在连接主轴外部的壳体，所述壳体上设有与水道连通的进水孔；所述壳体与连接主轴之间设有第一密封件和第二密封件，第一密封件相比第二密封件靠近进水孔布置，所述第一密封件的耐磨性优于第二密封件，以阻挡水中的杂物，所述第二密封件的弹性优于第一密封件，以提高壳体与连接主轴之间的密封性能。
13.有益效果：第一密封件的耐磨性较好，能够阻挡高压水中的杂物以及水压冲击，防止杂物进入第二密封件处，对第二密封件进行磨损。由于第一密封件的耐磨性较好，能够延长整个密封件的使用寿命。通常情况下，密封件的耐磨性越好，其硬度越高，密封性能越差，通过设置弹性较好的第二密封件，保证了连接主轴与壳体之间的密封性能，避免出现漏水现象。本实用新型中，通过设置不同类型的两种密封件，兼顾了耐磨性和密封性，保证不漏水的情况下延长了密封件的使用寿命。
14.优选地，所述第一密封件和第二密封件中的至少一个沿前后方向依次间隔排布有至少两道。密封件的数量越多，密封效果越好。
15.优选地，所述连接主轴的前端设有外螺纹，连接主轴上于外螺纹的前方设有连接主轴密封面，动力头主轴内设有与连接主轴密封面配合的密封圈；或者，连接主轴上于外螺纹的前方设有连接主轴密封圈，动力头主轴内设有与连接主轴密封圈配合的密封面。通过设置密封结构，能够提高连接主轴、动力头主轴之间的密封性能，避免此处漏水。
16.优选地，所述连接主轴的前端设有外螺纹，所述外螺纹上旋装有锁紧螺母，锁紧螺母顶压在动力头主轴的后端端面上，以将水尾锁紧在动力头主轴上。锁紧螺母能够对连接
主轴提供朝后的预紧力，保证连接主轴的螺牙、动力头主轴的螺牙更加贴合，从而能够防止震动松脱。
17.优选地，所述壳体包括主体部分以及封盖在主体部分前端的环形端盖，所述连接主轴由环形端盖中向前穿出，环形端盖与连接主轴之间具有密封间隙，该密封间隙用于阻挡异物进入壳体中。密封间隙既避免环形端盖、连接主轴直接接触时增大连接主轴的转动阻力，又避免了异物进入，能够对壳体内的轴承、密封件等结构进行保护。
附图说明
18.图1为本实用新型所提供的钻机动力头的水尾的结构示意图；
19.图2为本实用新型所提供的的钻机动力头的结构示意图；
20.附图标记说明：
21.1、壳体；2、主体部分；3、环形端盖；4、进水孔；5、连接主轴；6、密封间隙；7、螺纹段；8、第一密封面；9、锁紧螺母；10、轴承；11、第一密封件；12、第二密封件；13、第二密封面；14、动力头机壳；15、主动钻杆；16、水尾。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
25.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体
布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.以下结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
28.本实用新型所提供的钻机动力头的水尾的具体实施例：
29.如图1所示，钻机动力头的水尾(以下简称为水尾)在使用时安装在动力头机壳的后端，水尾包括壳体1，壳体1包括后方的主体部分2和前方的环形端盖3，环形端盖3通过螺栓固定安装在主体部分2上。
30.主体部分2内开设有前端开口、后端封闭的盲孔，盲孔中有用来安装轴承的轴承安装位，还有用来安装第一密封件11和第二密封件12的沟槽，沟槽位于轴承安装位的后方。在主体部分2的后端一侧开设有进水孔4，进水孔4与盲孔连通，使用时外部的管路连接在进水孔4上。
31.在壳体1中转动安装有连接主轴5，连接主轴5的前端穿入动力头主轴中，后端穿入壳体1中。连接主轴5的前端外部加工有第一密封面8，后端外部加工有第二密封面13。连接主轴5的前端有螺纹段7，螺纹段7位于第一密封面8的后方，螺纹段7的外部加工有外螺纹，在螺纹段7上螺纹旋装有锁紧螺母9。
32.如图1所示，连接主轴5上于第一密封面8和第二密封面13之间加工有凸台，通过凸台以及壳体1的轴承安装位、环形端盖3将两个轴承10安装在壳体1和连接主轴5之间，对连接主轴5的转动起到支撑作用，同时约束连接主轴5只能转动，不会前后移动。
33.主体部分2中盲孔的孔壁上开设有三个沟槽，最后的一个沟槽中安装有第一密封件11，其余两个沟槽中安装有第二密封件12，第一密封件11、第二密封件12均与第二密封面13接触并实现密封。其中，第一密封件11采用耐磨损材料制成，耐磨性优于第二密封件12，第二密封件12的弹性优于第一密封件11，这样设置的目的在于，密封领域内，通常情况下，密封件的硬度越高，弹性变形能力越低。第一密封件11起到的作用是阻挡水中一些细微颗粒物和一定的水压，防止这些物质进入第二密封件12处加速第二密封件12的磨损，延长第二密封件12的寿命。第二密封件12的弹性较好，在与连接主轴5接触后能够发生较大的弹性变形，密封性能更好，保证水尾过水而不泄漏。实际使用时，第一密封件11和第二密封件12的类型可以根据实际情况进行选择，比如可以为密封圈、油封等。
34.如图1所示，环形端盖3内径略大于连接主轴5相应位置的直径，两者之间形成有密封间隙6，防止外界异物进入轴承10，而对轴承10的正常转动产生影响。其中，密封间隙6的大小应满足环形端盖3与连接主轴5不接触，但异物无法通常。轴承10在使用时优选选用带密封的轴承，延长轴承10的使用寿命。
35.安装时，连接主轴5螺纹穿装至动力头主轴中，转动到位后再旋转锁紧螺母9，使锁紧螺母9顶在动力头主轴的后端端面上，将水尾锁紧在动力头主轴上。在连接主轴5穿入时，第一密封面8与动力头主轴内置的密封圈配合实现密封，防止高压水渗漏。
36.本实施例中，环形端盖3与连接主轴5之间有密封间隙6。其他实施例中，两者之间可以设置动密封件，比如油封等。或者，两者之间的间隙可以加大，即不再设置密封间隙6。
37.本实施例中，连接主轴5上旋装有锁紧螺母9。其他实施例中，将锁紧螺母9取消。
38.本实施例中，第一密封面8构成了连接主轴密封面，连接主轴密封面用来与动力头主轴内的密封圈进行配合，连接主轴密封面构成了设置在连接主轴5上密封结构。其他实施
例中，密封结构为设置在连接主轴5上的连接主轴密封圈，对应地，动力头主轴内有密封面，与连接主轴密封圈配合实现密封。其他实施例中，连接主轴5可以套在动力头主轴的外部。此时的密封结构对应进行改变。
39.本实施例中，第一密封件11有一个，第二密封件12有两个。其他实施例中，第一密封件11和第二密封件12的数量可以根据实际情况进行增减，但第一密封件11必须更加靠近进水孔4布置。
40.本实施例中，进水孔4布置在壳体1的后端一侧。其他实施例中，进水孔4可以开设在壳体1的后端端部。其他实施例中，进水孔4开设在壳体1的中间位置的一侧，在壳体内设置与进水孔4连通的环槽，在连接主轴5上开设多个周向排布的径向穿孔，径向穿孔与环槽连通。
41.本实用新型钻机动力头的具体实施例：
42.如图2所示，钻机动力头包括动力头机壳14以及转动安装在动力头机壳14中的动力头主轴(图中未显示)，动力头主轴的前端安装有主动钻杆15，后端安装有水尾16，水尾16的结构与上述实施例的结构一致，在此不再赘述。
43.最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。