一种钻探头结构及地浸施工钻探平台

摘要

本发明属于地质勘探用设备技术领域，具体涉及一种钻探头结构及地浸施工钻探平台，包括第一链轮组件；第二链轮组件；驱动装置，其输出端和第二链轮组件的输入轴同轴套装连接；链条，设置在第一链轮组件和第二链轮组件之间，用于将第二链轮组件上的运动传送到第一链轮组件上；扁担梁总成，与链条连接；四方主动钻杆，设置在扁担梁总成上。本发明可以完成开孔时200m以内的加压钻进工艺，钻进1根9m的钻杆时不需要进行倒杆作业，不仅提高了成孔率，避免了多次倒杆造成孔斜的质量事故，而且缩减了辅助施工时间，提高了施工效率，实用性强，值得推广。

说明书

技术领域

本发明属于地质勘探用设备技术领域，具体涉及一种钻探头结构及地浸施工钻探平台。

背景技术

目前，地浸铀矿勘探所用的钻探平台，从形式上分为两种形式，一种是拖车式钻探平台，一种是落地式钻探平台，只是一种把钻探平台放在拖车上，另一种是把钻探平台放置在地面上。

落地式钻探平台一般都是由立轴式钻机、钻塔、塔座、斜支腿等部分组成，泥浆泵、搅拌机、发电机组等部件放置在平台之外。所有部件到指定位置后，先拼装塔座，然后把立轴式钻机用螺栓安装在塔座上，钻塔的下端用铰支座安装在塔座上，斜支腿用铰支座一边安装在塔体上，另一边安装在塔座上。把各部件分批运到工地后，在所需孔口位置找平地面，拼装塔座，安装钻机在塔座上，塔体根据所需的高度一般分为2截或3截，用螺栓连接成一个整体，再靠机械式装置或者用汽车吊直接吊装的方式把塔体竖起，然后安装斜支腿、二层台和立根靠架等部件，调整所需的角度后，完成钻塔作业，当施工完毕需要落塔时，按上述相反的操作完成落塔、拆解分装、运输等工序。

拖车式钻探平台一般由拖车平台、钻机、塔体、钻塔油缸等部分组成。拖车平台下安装有三桥的轮胎及钢板弹簧，钻机、搅拌机、泥浆泵等安装在拖车平台上，塔体的中下端用铰支座安装钻塔支架上，钻塔支架固定在拖车平台上，钻塔油缸用铰支座一边安装在塔体上，另一边安装在拖车平台上。各部件都整体连接在一起，安装固定在拖车底盘上，施工时不需要现场安装，在所需孔口位置找平地面，钻塔油缸伸出顶起塔体，调整到合适角度后，完成钻塔作业，当钻塔油缸收缩后，完成落塔作业。

但是目前，两种形式的钻探平台都存在着缺陷：

落地式钻探平台是依靠立轴钻机的给进油缸进行加压钻进的，每次给进行程比较短，单次给进行程一般不超过800mm，往往1根9m的钻杆需要倒杆十几次才能完成1根钻杆的钻进施工，多次倒杆会造成孔斜，使得钻孔的位置精度很差，而拖车式钻探平台依靠钻杆自重进行加压钻进，无法解决地浸铀矿施工时刚开始的200m以内的加压钻进作业。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钻探头结构及地浸施工钻探平台，以便解决现有技术中落地式钻探平台给进行程短，多次倒杆会造成孔斜，拖车式钻探平台依靠钻杆自重进行加压钻进，无法解决地浸铀矿施工时刚开始的200m以内的加压钻进作业的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种钻探头结构，包括：

第一链轮组件；

第二链轮组件；

驱动装置，其输出端和所述第二链轮组件的输入轴同轴套装连接；

链条，设置在所述第一链轮组件和第二链轮组件之间，用于将所述第二链轮组件上的运动传送到所述第一链轮组件上；

扁担梁总成，与所述链条连接；

四方主动钻杆，设置在所述扁担梁总成上。

优选的，所述第一链轮组件包括间隔设置的第一支座和第二支座，所述第一支座和第二支座之间设置有第三支座，第一转轴穿设在所述第一支座、第二支座和第三支座上，所述第一支座和第三支座之间设置有缠绕着链条的第一链轮，所述第一链轮套装固定在所述第一转轴上，所述第二支座和第三支座之间设置有缠绕着链条的第二链轮，所述第二链轮套装固定在所述第一转轴上。

优选的，所述第二链轮组件包括间隔设置的第四支座和第五支座，所述第四支座和第五支座之间设置有第六支座，第二转轴穿设在所述第四支座、第五支座和第六支座上，所述第四支座和第六支座之间设置有缠绕着链条的第三链轮，所述第三链轮套装固定在所述第二转轴上，所述第五支座和第六支座之间设置有缠绕着链条的第四链轮，所述第四链轮套装固定在所述第二转轴上，所述第二转轴的其中一端与所述驱动装置的输出端同轴套装固定。

优选的，所述扁担梁总成包括箱体，所述箱体的一侧对称设置有两个用于和链条挂接的连接结构，两个连接结构之间设置有用于连接四方主动钻杆的钻杆连接总成，所述钻杆连接总成连接在所述箱体上。

优选的，所述钻杆连接总成包括：

筒体，与所述箱体可拆卸式连接；

变径接手，所述筒体内套装有用于连接四方主动钻杆的，所述变径接手包括圆管，所述圆管的外圈有环状的凸起结构，所述圆管的其中一个端面上设置有圆锥丝套结构，另一个端面上设置有圆筒丝套结构，所述圆锥丝套结构、圆筒丝套结构和圆管同轴；两组限位组件，分别设置在凸起结构的两侧，用于限定所述变径接手的位置。

优选的，所述限位组件包括套装在所述变径接手上的推力球轴承和轴承压盖，所述推力球轴承和轴承压盖之间设置有密封组件，所述推力球轴承压装在所述凸起结构上，所述轴承压盖与所述筒体可拆卸式连接。

一种地浸施工钻探平台，包括上述的一种钻探头结构，所述第一链轮组件和第二链轮组件分别设置在钻探平台上的钻塔的上端和下端。

优选的，还包括用于给扁担梁总成导向的导向组件，所述导向组件设置在钻塔和扁担梁总成之间。

优选的，所述导向组件包括设置在所述钻塔上的两条导轨，所述导轨沿着所述钻塔的高度方向设置，所述箱体的两端分别通过紧定结构连接有一个连接杆，所述连接杆的长度方向与四方主动钻杆的长度方向垂直，所述连接杆远离所述箱体的一端设置有卡装在所述导轨内的滚轮。

本发明提供的一种钻探头结构及地浸施工钻探平台，可以完成开孔时200m以内的加压钻进工艺，钻进1根9m的钻杆时不需要进行倒杆作业，不仅提高了成孔率，减少了孔斜事故的发生，而且缩减了辅助施工时间，提高了施工效率，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图1；

图2为本发明的整体结构示意图2；

图3为本发明的局部结构示意图1；

图4为本发明的局部结构示意图2；

图5为本发明的局部结构示意图3；

图6为本发明的局部结构示意图4；

图7为本发明的局部结构示意图5；

图8为本发明的局部结构示意图6；

图9为本发明的局部结构示意图7；

图10为本发明的局部结构示意图8；

图11为本发明的局部结构示意图9；

图12为本发明的局部结构示意图10；

图13为本发明的局部结构示意图11；

图14为本发明的局部结构示意图12。

具体实施方式

本发明提供了一种钻探头结构及地浸施工钻探平台，下面结合图1到图14的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

本发明提供的一种钻探头结构，如图1所示，其结构包括第一链轮组件1、第二链轮组件2、驱动装置3、链条4、扁担梁总成5和四方主动钻杆6。

其中，如图1和图2所示，驱动装置3可以优选为液压马达，驱动装置3的输出端和第二链轮组件2的输入轴同轴套装连接，用于将驱动装置3上的动力传递到第二链轮组件2的输入轴上。在第一链轮组件1和第二链轮组件2之间，设置了链条4，链条4用于将第二链轮组件1上的运动传送到第一链轮组件1上，链条4上连接有扁担梁总成5，四方主动钻杆6设置在扁担梁总成5上。

具体的，如图3和图4所示，第一链轮组件1包括依次间隔设置的第一支座101、第三支座104和第二支座106，第一转轴103穿设在第一支座101、第二支座106和第三支座104上，第一转轴103和第一支座101、第二支座106和第三支座104之间分别设置有用于运动隔离和起到支撑作用的轴承，第一支座101和第三支座104之间设置有缠绕着链条4的第一链轮102，第一链轮102套装在第一转轴103上，且利用键连接结构实现第一链轮102和第一转轴103的固定，第二支座106和第三支座104之间设置有缠绕着链条4的第二链轮105，第二链轮105套装在第一转轴103上，且利用键连接结构实现第二链轮105和第一转轴103的固定。

如图8和图9所示，第二链轮组件2包括依次间隔设置的第四支座201、第六支座204和第五支座206，第二转轴203穿设在第四支座201、第五支座206和第六支座204上，第四支座201和第六支座204之间设置有缠绕着链条4的第三链轮202，第三链轮202套装在第二转轴203上，且利用键连接结构实现第三链轮202和第二转轴203的固定。第五支座206和第六支座204之间设置有缠绕着链条4的第四链轮205，第四链轮205套装在第二转轴203上，且利用键连接结构实现第四链轮205和第二转轴203的固定，第二转轴203的其中一端与驱动装置3的输出端同轴套装固定。

如图5、图6和图7所示，扁担梁总成5包括箱体501，箱体501的一侧对称设置有两个用于和链条4挂接的连接结构502。

进一步的，连接结构502的结构可以是吊环，吊环和开设在箱体501上的安装孔以螺纹连接的方式实现可拆卸式连接，吊环与链条4可以用螺钉实现固定连接，也可以将链条4通过快挂和吊环连接。

两个连接结构502之间设置有用于连接四方主动钻杆6的钻杆连接总成503，钻杆连接总成503通过螺钉或者螺栓可拆卸式连接在箱体501上。

如图10和图11所示，钻杆连接总成503的结构包括筒体5032，筒体5032的外圆周上设置有环形的凸沿结构，凸沿结构上开设有多个连接孔，连接孔内插装用于实现筒体5032与箱体501可拆卸式连接的螺栓或者螺钉。

变径接手5031，限位连接在所述筒体5032内，变径接手5031用于连接四方主动钻杆6，如图12、图13和图14所示，变径接手5031包括的主体结构包括圆管50311，圆管50311的外圈有环状的凸起结构50312，圆管50311的其中一个端面上设置有圆锥丝套结构50314，另一个端面上设置有圆筒丝套结构50313，圆锥丝套结构50314、圆筒丝套结构50313和圆管50311同轴；两组限位组件，分别设置在凸起结构50312的两侧，用于限定变径接手5031的位置。

进一步的，限位组件的结构包括套装在变径接手5031上的推力球轴承5034和轴承压盖5033，推力球轴承5034和轴承压盖5033之间设置有密封组件，推力球轴承5034压装在凸起结构50312上，轴承压盖5033与筒体5032通过螺钉或者螺栓可拆卸式连接，轴承压盖5033上固定有压注油杯5035，通过压注油杯5035可以给推力球轴承5034内加注润滑油。

优选的，密封组件是圆形密封圈。

一种地浸施工钻探平台，包括如上所述的一种钻探头结构，第一链轮组件1和第二链轮组件2分别设置在钻探平台上的钻塔的上端和下端。

进一步的，为了防止钻杆连接总成503上的四方主动钻杆6发生倾斜，还设置了用于给扁担梁总成5导向的导向组件，导向组件设置在钻塔和扁担梁总成5之间。

进一步的，如图7所示，导向组件的结构包括设置在钻塔上的两条导轨，导轨沿着钻塔的高度方向设置，箱体501的两端分别通过紧定结构504连接有一个连接杆506，连接杆506的长度方向与四方主动钻杆6的长度方向垂直，连接杆506远离箱体501的一端设置有卡装在导轨内的滚轮505。

使用时，地浸施工钻探平台完成钻塔施工状态后，此时操作钻机的变速箱手柄，使钻机的立轴输出不同转速，带动万向联结总成和转盘旋转，四方主动钻杆6穿在转盘中，转盘带动四方主动钻杆6回转，从而为地浸钻探施工提供扭矩和旋转速度。

操作钻机的液压操作阀，使作为驱动装置的液压马达动作，带动链条4向下运动，链条4拉动扁担梁总成5向下运动，扁担梁总成5下部装有四方主动钻杆6，从而为地质钻探施工提供给进压力，反向操作液压阀时，就可为四方主动钻杆6提供向上的提升力。

地浸施工钻探平台，在用液压马达经传动后带动四方主动钻杆6来完成200m以内的加压或减压钻进，或者钻机的卷扬机上的钢丝绳吊住扁担梁总成5来完成加压或减压钻进，两种方式的给进有效行程都达到了7.55m，可完成1根9米钻杆的1次钻进，不用来回倒杆，可满足9m的石油钻杆的施工需求。

由于落地式地浸施工钻探平台的上塔内侧两边有导轨，导轨优选为滑道，可为扁担梁总成5上下滑动时提供导向和定位支撑作用，并且在提钻杆或加钻杆时，可把扁担梁总成5挂在副滑道上，此时井口位置是让开的，方便提下钻杆。

该落地式地浸施工钻探平台用液压马达驱动链条机构完成200m以内的加压、减压钻进工艺，超过200m以后用钻机的卷扬机上的钢丝绳吊住扁担梁总成，完成减压钻进，利用钻杆自重完成加压钻进，从而适用不同的工况，且可以满足长行程的给进作业，一次给进行程可达7.55米，可避免多次倒杆造成孔斜的质量事故。

本发明提供的一种钻探头结构及地浸施工钻探平台，可以完成开孔时200m以内的加压钻进工艺，钻进1根9m的钻杆时不需要进行倒杆作业，不仅提高了成孔率，减少了孔斜事故的发生，而且缩减了辅助施工时间，提高了施工效率，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。