專利名稱：低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于物探鉆機(jī)上的動(dòng)力頭。
背景技術(shù)：
在利用物探鉆機(jī)完成鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)會(huì)遇到不同的地質(zhì)情況，例如地質(zhì)條件為亞粘土，即含有黏土成分砂質(zhì)土 ；或者是含有礫石的砂質(zhì)土層，或者是密實(shí)土層。現(xiàn)有物探鉆機(jī)的動(dòng)力頭一般采用的是少齒差行星傳動(dòng)或者蝸輪蝸桿傳動(dòng)，這種動(dòng)力頭由于只能輸出單方向鉆進(jìn)扭矩，鉆進(jìn)過程中沒有振動(dòng)；或者是加上垂直定向振動(dòng)的動(dòng)力頭，當(dāng)遇到特殊地質(zhì)情況時(shí)也無能為力。而且當(dāng)振動(dòng)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(dòng)力頭一般可以適用于亞粘土，但是對(duì)于密實(shí)土層以及含有礫石的砂質(zhì)土層鉆進(jìn)就很困難，效率較低。 發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種新型的低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置，該種動(dòng)力頭能夠輸出水平扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和垂直不定向振動(dòng)，使土層阻力快速降低，不僅適用于密實(shí)土層和含有礫石砂質(zhì)土層，而且能夠大大提高含有強(qiáng)節(jié)理的巖層鉆進(jìn)施工效率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置，除包括一個(gè)圓筒形的動(dòng)力箱體外，還包括液壓馬達(dá)、馬達(dá)座、主傳動(dòng)軸、上蓋板、主動(dòng)傘齒輪、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪構(gòu)成的從動(dòng)傘齒輪組、橫向支撐軸、兩個(gè)振動(dòng)偏心塊構(gòu)成的振動(dòng)偏心塊組以及軸承組。其中，所述液壓馬達(dá)固定在馬達(dá)座上，此馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與主傳動(dòng)軸相連接；主傳動(dòng)軸穿過上蓋板中央的軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在主傳動(dòng)軸的下端同軸固定主動(dòng)傘齒輪,穿過所述主動(dòng)傘齒輪的中央空腔，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸通過花鍵與主傳動(dòng)軸相連接；所述橫向支撐軸的中心處開有供回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸通過的孔，而其兩端則固定有軸承組，以實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸的兩側(cè)，將兩個(gè)振動(dòng)偏心塊分別固定在兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的外側(cè)；所述從動(dòng)傘齒輪和振動(dòng)偏心塊之間米用鉚接方式固定。所述回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸通過橫向支撐軸中心處的孔后與鉆桿相連接，從動(dòng)傘齒輪組與所述主動(dòng)傘齒輪相嚙合，兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的運(yùn)動(dòng)方式為相向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述橫向支撐軸的兩端穿出動(dòng)力箱體的側(cè)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(zhuǎn)動(dòng)；前述主傳動(dòng)軸、上蓋板、主動(dòng)傘齒輪、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、從動(dòng)傘齒輪組、橫向支撐軸、振動(dòng)偏心塊組以及軸承組相互連接后均位于所述動(dòng)力箱體內(nèi)。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種動(dòng)力頭內(nèi)含一個(gè)扭振式振動(dòng)器,可以直接通過低速大扭矩馬達(dá)進(jìn)行鉆進(jìn)動(dòng)力輸出，同時(shí)通過扭振式振動(dòng)器輸出水平扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和垂直不定向振動(dòng)，通過扭振產(chǎn)生的瞬態(tài)力方式將待鉆進(jìn)地層撥開或擊碎，使鉆頭在鉆進(jìn)過程中順利插入下層巖縫，水平扭轉(zhuǎn)分裂巖層，加上不定向的垂直振動(dòng)的擾動(dòng)，使土層阻力快速降低。本種動(dòng)力頭不僅適用于密實(shí)土層和含有礫石砂質(zhì)土層，可以提高作業(yè)效率，而且對(duì)含有強(qiáng)節(jié)理的巖層施工效率也非常高。此外，本種動(dòng)力頭的整個(gè)機(jī)構(gòu)都可安放在圓筒形箱體內(nèi)，體積小，占用空間少，連接安裝亦方便。概括的說，本種動(dòng)力頭可與各種鉆機(jī)配置，適應(yīng)各種地質(zhì)條件要求，應(yīng)用范圍非常廣。


圖I為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖2為實(shí)用新型的輸入輸出軸關(guān)系示意圖。圖3為實(shí)用新型所述橫向支撐軸上各部件關(guān)系示意圖。圖中I-液壓馬達(dá)，2-馬達(dá)座，3-主傳動(dòng)軸，4-上蓋板，5-主動(dòng)傘齒輪，6-回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸，7-從動(dòng)傘齒輪組，8-橫向支撐軸，9-振動(dòng)偏心塊組，10-左壓蓋，11-右壓蓋，12-動(dòng)力箱 體，13-軸承組。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由圖I至圖3所示，該種低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置，包括一個(gè)圓筒形的動(dòng)力箱體12，此外，所述動(dòng)力頭還包括液壓馬達(dá)I、馬達(dá)座2、主傳動(dòng)軸3、上蓋板4、主動(dòng)傘齒輪5、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸6、兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪構(gòu)成的從動(dòng)傘齒輪組7、橫向支撐軸8、兩個(gè)振動(dòng)偏心塊構(gòu)成的振動(dòng)偏心塊組9以及軸承組13。其中，所述液壓馬達(dá)I固定在馬達(dá)座2上，此馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與主傳動(dòng)軸3相連接；主傳動(dòng)軸3穿過上蓋板4中央的軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在主傳動(dòng)軸3的下端同軸固定主動(dòng)傘齒輪5，穿過所述主動(dòng)傘齒輪5的中央空腔，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸6通過花鍵與主傳動(dòng)軸3相連接。所述橫向支撐軸8的中心處開有供回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸6通過的孔,而其兩端則固定有軸承組13，以實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸8的兩側(cè)，將兩個(gè)振動(dòng)偏心塊分別固定在兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的外側(cè)。最后，所述回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸6通過橫向支撐軸8中心處的孔后與鉆桿相連接，從動(dòng)傘齒輪組7與所述主動(dòng)傘齒輪5相嚙合，兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的運(yùn)動(dòng)方式為相向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述橫向支撐軸8的兩端穿出動(dòng)力箱體12的側(cè)壁后分別通過左壓蓋10和右壓蓋11緊固；前述主傳動(dòng)軸
3、上蓋板4、主動(dòng)傘齒輪5、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸6、從動(dòng)傘齒輪組7、橫向支撐軸8、振動(dòng)偏心塊組9以及軸承組13相互連接后均位于所述動(dòng)力箱體12內(nèi)。為適應(yīng)動(dòng)力箱體,最優(yōu)選的振動(dòng)偏心塊結(jié)構(gòu)為半圓弧形。本實(shí)用新型的工作過程如下使用時(shí)，由低速大扭矩液壓馬達(dá)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸，同時(shí)驅(qū)動(dòng)與主傳動(dòng)軸用花鍵連接的回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸；回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸通過固定不動(dòng)的橫向支撐軸的中間孔，然后與鉆桿相連，回轉(zhuǎn)輸出軸提供鉆桿回轉(zhuǎn)的扭矩等動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了鉆桿的鉆進(jìn)。同時(shí)，主動(dòng)傘齒輪帶動(dòng)兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪在橫向支撐軸上空轉(zhuǎn)，由兩個(gè)空轉(zhuǎn)的從動(dòng)傘齒輪帶動(dòng)振動(dòng)偏心塊產(chǎn)生不同軸的相向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生扭振。由于在傳遞鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速的同時(shí)要傳遞往復(fù)回轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)退俅笈ぞ匾簤厚R達(dá)將動(dòng)力通過主傳動(dòng)軸傳給主動(dòng)傘齒輪，主動(dòng)傘齒輪帶動(dòng)從動(dòng)傘齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)傘齒輪一直處于相向轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。由于從動(dòng)傘齒輪帶著振動(dòng)偏心塊是繞著固定的橫支撐軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，它們距離回轉(zhuǎn)中心有一定距離，因此相對(duì)回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩；從動(dòng)傘齒輪帶著振動(dòng)偏心塊360°旋轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩一會(huì)向前，一會(huì)向后，就會(huì)形成扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；扭轉(zhuǎn)振動(dòng)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(shí)現(xiàn)了鉆頭的扭振。由于采用的是低速大扭矩液壓馬達(dá)，因此該振動(dòng)為低頻扭振，這對(duì)于克服外 阻力非常有效。
權(quán)利要求1.一種低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置，包括一個(gè)圓筒形的動(dòng)力箱體(12)，其特征在于所述動(dòng)力裝置還包括液壓馬達(dá)(I)、馬達(dá)座(2)、主傳動(dòng)軸(3)、上蓋板(4)、主動(dòng)傘齒輪(5)、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(6 )、兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪構(gòu)成的從動(dòng)傘齒輪組(7 )、橫向支撐軸(8 )、兩個(gè)振動(dòng)偏心塊構(gòu)成的振動(dòng)偏心塊組(9)以及軸承組(13);其中，所述液壓馬達(dá)(I)固定在馬達(dá)座(2)上，此馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與主傳動(dòng)軸(3)相連接；主傳動(dòng)軸(3)穿過上蓋板(4)中央的軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在主傳動(dòng)軸(3)的下端同軸固定主動(dòng)傘齒輪(5)，穿過所述主動(dòng)傘齒輪(5)的中央空腔，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(6)通過花鍵與主傳動(dòng)軸(3)相連接； 所述橫向支撐軸(8)的中心處開有供回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(6)通過的孔,而其兩端則固定有軸承組(13)，以實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸(8)的兩側(cè)，將兩個(gè)振動(dòng)偏心塊分別固定在兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的外側(cè)；所述從動(dòng)傘齒輪和振動(dòng)偏心塊之間采用鉚接方式固定； 所述回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(6)通過橫向支撐軸(8)中心處的孔后與鉆桿相連接，從動(dòng)傘齒輪組(7)與所述主動(dòng)傘齒輪(5)相嚙合，兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的運(yùn)動(dòng)方式為相向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述橫向支撐軸(8)的兩端穿出動(dòng)力箱體(12)的側(cè)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(zhuǎn)動(dòng)；前述主傳動(dòng)軸(3)、上蓋板(4)、主動(dòng)傘齒輪(5)、回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(6)、從動(dòng)傘齒輪組(7)、橫向支撐軸(8)、振動(dòng)偏心塊組(9)以及軸承組(13)相互連接后均位于所述動(dòng)力箱體(12)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置，其特征在于所述振動(dòng)偏心塊為半圓弧形。
專利摘要一種低速回轉(zhuǎn)扭振式動(dòng)力裝置。主要現(xiàn)有的動(dòng)力頭采用在遇到特殊地質(zhì)情況鉆進(jìn)效率不高的問題。其特征在于液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與主傳動(dòng)軸相連接；主傳動(dòng)軸下端同軸固定主動(dòng)傘齒輪，回轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸與主傳動(dòng)軸相連接；兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪通過軸承安裝在橫向支撐軸的兩側(cè)，兩個(gè)振動(dòng)偏心塊分別固定在兩個(gè)從動(dòng)傘齒輪的外側(cè)；從動(dòng)傘齒輪組與主動(dòng)傘齒輪相嚙合，為相向轉(zhuǎn)動(dòng)；橫向支撐軸的兩端穿出動(dòng)力箱體的側(cè)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(dòng)力箱體內(nèi)。本種動(dòng)力裝置能夠輸出水平扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和垂直不定向振動(dòng)，使土層阻力快速降低，不僅適用于密實(shí)土層和含有礫石砂質(zhì)土層，而且能夠大大提高含有強(qiáng)節(jié)理的巖層鉆進(jìn)施工效率。
文檔編號(hào)E21B7/24GK202706915SQ201220419758
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者祖海英, 呂海宏, 楊蕊, 鄭秀月, 王雪飛, 郜云波, 趙偉民 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)