專利名稱：物探鉆機用動力頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于物探鉆機上的動力頭。
背景技術：
在利用物探鉆機完成鉆進作業(yè)時會遇到不同的地質情況，例如地質條件為亞粘土，即含有黏土成分砂質土 ；或者是含有礫石的砂質土層，或者是密實土層?，F(xiàn)有物探鉆機的動力頭一般采用的是少齒差行星傳動或者蝸輪蝸桿傳動，這種動力頭由于只能輸出單方向鉆進扭矩，鉆進過程中沒有振動；或者是加上垂直定向振動的動力頭，當遇到特殊地質情況時也無能為力。而且當振動由上部下傳過程中，有很大衰減，使得效率低下。這些現(xiàn)有的動力頭一般可以適用于亞粘土，但是對于密實土層以及含有礫石的砂質土層鉆進就很困難，效率較低。

發(fā)明內容
為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發(fā)明提供一種新型的物探鉆機用動力頭，該種動力頭能夠輸出水平扭轉振動和垂直不定向振動，使土層阻力快速降低，不僅適用于密實土層和含有礫石砂質土層，而且能夠大大提高含有強節(jié)理的巖層鉆進施工效率。本發(fā)明的技術方案是該種物探鉆機用動力頭，除包括一個圓筒形的動力箱體外，還包括液壓馬達、馬達座、主傳動軸、上蓋板、主動傘齒輪、回轉傳動軸、兩個從動傘齒輪構成的從動傘齒輪組、橫向支撐軸、兩個振動偏心塊構成的振動偏心塊組以及軸承組。其中，所述液壓馬達固定在馬達座上，此馬達的轉動軸與主傳動軸相連接；主傳動軸穿過上蓋板中央的軸承形成轉動連接；在主傳動軸的下端同軸固定主動傘齒輪，穿過所述主動傘齒輪的中央空腔，回轉傳動軸通過花鍵與主傳動軸相連接；
所述橫向支撐軸的中心處開有供回轉傳動軸通過的孔，而其兩端則固定有軸承組，以實現(xiàn)將兩個從動傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸的兩側，將兩個振動偏心塊分別固定在兩個從動傘齒輪的外側；所述從動傘齒輪和振動偏心塊之間采用鉚接方式固定。所述回轉傳動軸通過橫向支撐軸中心處的孔后與鉆桿相連接，從動傘齒輪組與所述主動傘齒輪相嚙合，兩個從動傘齒輪的運動方式為相向轉動；所述橫向支撐軸的兩端穿出動力箱體的側壁后分別通過左壓蓋和右壓蓋緊固，緊固后，橫向支撐軸不可轉動；前述主傳動軸、上蓋板、主動傘齒輪、回轉傳動軸、從動傘齒輪組、橫向支撐軸、振動偏心塊組以及軸承組相互連接后均位于所述動力箱體內。本發(fā)明具有如下有益效果本種動力頭內含一個扭振式振動器，可以直接通過低速大扭矩馬達進行鉆進動力輸出，同時通過扭振式振動器輸出水平扭轉振動和垂直不定向振動，通過扭振產生的瞬態(tài)力方式將待鉆進地層撥開或擊碎，使鉆頭在鉆進過程中順利插入下層巖縫，水平扭轉分裂巖層，加上不定向的垂直振動的擾動，使土層阻力快速降低。本種動力頭不僅適用于密實土層和含有礫石砂質土層，可以提高作業(yè)效率，而且對含有強節(jié)理的巖層施工效率也非常高。此外，本種動力頭的整個機構都可安放在圓筒形箱體內，體積小，占用空間少，連接安裝亦方便。概括的說，本種動力頭可與各種鉆機配置，適應各種地質條件要求，應用范圍非常廣。


圖I為發(fā)明的結構分解示意圖。圖2為發(fā)明的輸入輸出軸關系示意圖。圖3為發(fā)明所述橫向支撐軸上各部件關系示意圖。圖中I-液壓馬達，2-馬達座，3-主傳動軸，4-上蓋板，5-主動傘齒輪，6-回轉傳動軸，7-從動傘齒輪組，8-橫向支撐軸，9-振動偏心塊組，10-左壓蓋，11-右壓蓋，12-動力箱體，13-軸承組。
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具體實施例方式 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明
由圖I至圖3所示，該種物探鉆機用動力頭，包括一個圓筒形的動力箱體12，此外，所述動力頭還包括液壓馬達I、馬達座2、主傳動軸3、上蓋板4、主動傘齒輪5、回轉傳動軸6、兩個從動傘齒輪構成的從動傘齒輪組7、橫向支撐軸8、兩個振動偏心塊構成的振動偏心塊組9以及軸承組13。其中，所述液壓馬達I固定在馬達座2上，此馬達的轉動軸與主傳動軸3相連接；主傳動軸3穿過上蓋板4中央的軸承形成轉動連接；在主傳動軸3的下端同軸固定主動傘齒輪5，穿過所述主動傘齒輪5的中央空腔，回轉傳動軸6通過花鍵與主傳動軸3相連接。所述橫向支撐軸8的中心處開有供回轉傳動軸6通過的孔，而其兩端則固定有軸承組13，以實現(xiàn)將兩個從動傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸8的兩側，將兩個振動偏心塊分別固定在兩個從動傘齒輪的外側。最后，所述回轉傳動軸6通過橫向支撐軸8中心處的孔后與鉆桿相連接，從動傘齒輪組7與所述主動傘齒輪5相嚙合，兩個從動傘齒輪的運動方式為相向轉動；所述橫向支撐軸8的兩端穿出動力箱體12的側壁后分別通過左壓蓋10和右壓蓋11緊固；前述主傳動軸3、上蓋板4、主動傘齒輪5、回轉傳動軸6、從動傘齒輪組7、橫向支撐軸8、振動偏心塊組9以及軸承組13相互連接后均位于所述動力箱體12內。為適應動力箱體,最優(yōu)選的振動偏心塊結構為半圓弧形。本發(fā)明的工作過程如下
使用時，由低速大扭矩液壓馬達帶動主傳動軸，同時驅動與主傳動軸用花鍵連接的回轉傳動軸；回轉傳動軸通過固定不動的橫向支撐軸的中間孔，然后與鉆桿相連，回轉輸出軸提供鉆桿回轉的扭矩等動力，實現(xiàn)了鉆桿的鉆進。同時，主動傘齒輪帶動兩個從動傘齒輪在橫向支撐軸上空轉，由兩個空轉的從動傘齒輪帶動振動偏心塊產生不同軸的相向轉動，從而產生扭振。由于在傳遞鉆進轉速的同時要傳遞往復回轉扭矩，因此要求鉆桿之間的連接必須采用鍵與螺栓組合或采用銷連接。當?shù)退俅笈ぞ匾簤厚R達將動力通過主傳動軸傳給主動傘齒輪，主動傘齒輪帶動從動傘齒輪轉動，從動傘齒輪一直處于相向轉動狀態(tài)。由于從動傘齒輪帶著振動偏心塊是繞著固定的橫支撐軸同時轉動，它們距離回轉中心有一定距離，因此相對回轉中心產生扭轉力矩；從動傘齒輪帶著振動偏心塊360°旋轉，所產生扭轉力矩一會向前，一會向后，就會形成扭轉振動；扭轉振動傳通過軸承、橫支撐軸、左右壓蓋、圓筒箱體最后傳遞給鉆桿，實現(xiàn)了鉆頭的扭振。由于采用的是低速大扭矩液壓馬達，因此 該振動為低頻扭振，這對于克服外阻力非常有效。
權利要求
1.一種物探鉆機用動力頭，包括一個圓筒形的動力箱體(12)，其特征在于所述動力頭還包括液壓馬達(I)、馬達座(2 )、主傳動軸(3 )、上蓋板(4)、主動傘齒輪(5 )、回轉傳動軸(6)、兩個從動傘齒輪構成的從動傘齒輪組(7)、橫向支撐軸(8)、兩個振動偏心塊構成的振動偏心塊組(9)以及軸承組(13);其中，所述液壓馬達(I)固定在馬達座(2)上，此馬達的轉動軸與主傳動軸(3)相連接；主傳動軸(3)穿過上蓋板(4)中央的軸承形成轉動連接；在主傳動軸(3)的下端同軸固定主動傘齒輪(5)，穿過所述主動傘齒輪(5)的中央空腔，回轉傳動軸(6)通過花鍵與主傳動軸(3)相連接； 所述橫向支撐軸(8)的中心處開有供回轉傳動軸(6)通過的孔,而其兩端則固定有軸承組(13)，以實現(xiàn)將兩個從動傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸(8)的兩側，將兩個振動偏心塊分別固定在兩個從動傘齒輪的外側；所述從動傘齒輪和振動偏心塊之間采用鉚接方式固定； 所述回轉傳動軸(6)通過橫向支撐軸(8)中心處的孔后與鉆桿相連接，從動傘齒輪組(7)與所述主動傘齒輪(5)相嚙合，兩個從動傘齒輪的運動方式為相向轉動；所述橫向支撐軸(8)的兩端穿出動力箱體(12)的側壁后分別通過左壓蓋(10)和右壓蓋(11)緊固，橫向支撐軸(8)不可轉動；前述主傳動軸(3)、上蓋板(4)、主動傘齒輪(5)、回轉傳動軸(6)、從動傘齒輪組(7)、橫向支撐軸(8)、振動偏心塊組(9)以及軸承組(13)相互連接后均位于所述動力箱體(12)內。
2.根據(jù)權利要求I所述的物探鉆機用動力頭，其特征在于所述振動偏心塊為半圓弧形。
全文摘要
一種物探鉆機用動力頭。主要現(xiàn)有的動力頭采用在遇到特殊地質情況鉆進效率不高的問題。其特征在于液壓馬達的轉動軸與主傳動軸相連接；主傳動軸下端同軸固定主動傘齒輪，回轉傳動軸與主傳動軸相連接；兩個從動傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸的兩側，兩個振動偏心塊分別固定在兩個從動傘齒輪的外側；從動傘齒輪組與主動傘齒輪相嚙合，為相向轉動；橫向支撐軸的兩端穿出動力箱體的側壁后分別通過左、右壓蓋緊固；前述部件相互連接后均位于動力箱體內。本種動力頭能夠輸出水平扭轉振動和垂直不定向振動，使土層阻力快速降低，不僅適用于密實土層和含有礫石砂質土層，而且能夠大大提高含有強節(jié)理的巖層鉆進施工效率。
文檔編號E21B3/02GK102787802SQ201210301518
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權日2012年8月23日
發(fā)明者呂海宏, 楊蕊, 祖海英, 趙偉民 申請人:東北石油大學