專利名稱：機械動力頭鉆機的電動頂驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉆機頂驅動裝置，更具體地說是一種機械動力頭鉆機的電動頂驅動裝置。
目前國內多數(shù)機械動力頭鉆機，如G-3、G-2型等鉆機屬于低速大扭矩鉆機，動力頭轉速范圍小，不適用于金剛石鉆頭的高速鉆進，機械動力頭輸出的最高轉速一般低于300轉/分，僅適合于淺孔大口徑井的施工、施工的鉆頭主要有螺旋鉆頭、合金鉆頭、牙輪鉆頭和刮刀鉆頭等。當鉆井較深的勘察孔到達基巖或是在基巖上施工時，一般需改用復合片鉆頭或金剛石鉆頭鉆進，鉆機的回轉速度需在500-1000轉/分以上才能保證鉆進速度不致下降過快，這時只能將機械動力頭鉆機換成立軸鉆機才能繼續(xù)施工。當在砂礫層中鉆進時，機械動力鉆機只能采用潛孔錘鉆進法，但需增加空壓設備，且施工噪聲大、投資大。
本實用新型的目的是在原有機械動力頭鉆機上加裝電動頂驅動裝置，加裝該裝置后就能使這類鉆機既保持原來“長行程給進”和“大扭矩施工”的優(yōu)勢，又適合于金剛石鉆頭的高速鉆進，而且還能夠實現(xiàn)“跟管鉆進”這一新的鉆進手段，從而改善了現(xiàn)有機械動力頭鉆機的性能，拓寬了其適用范圍。
為達到上述目的，本實用新型在不改變原有機械動力頭結構的基礎上，利用動力頭的上下接頭及其頂蓋加裝了一套頂驅動裝置，動力頭和頂驅動裝置均由鉆機液壓系統(tǒng)加壓，二者共用一水龍頭。頂驅動裝置外形為筒狀結構，內部接近中空，其結構主要由旋轉機構、加減壓機構、水龍頭、頂驅動裝置安裝機構和電機安裝架等組成。電機或電機帶簡單變速箱的輸出軸聯(lián)接到聯(lián)軸套上，旋轉機構通過連接在聯(lián)軸套上的主軸將旋轉運動傳遞給鉆桿柱和鉆頭，從而使普通機械動力頭鉆機既能進行低速大口徑鉆進，又能實現(xiàn)高速小口徑鉆進和跟管鉆進。
機械動力頭與頂驅動裝置在各自獨立運行或同時運行時不會相互干撓。加裝頂驅動裝置后的機械動力頭鉆機可以有以下三種運行狀態(tài)(1)機械動力頭運轉，適用于低速大口徑鉆進；(2)電動頂驅動裝置運轉，適用于高速小口徑鉆進；(3)機械動力頭和電動頂驅動裝置同時運轉，實現(xiàn)一種新的鉆進方法一跟管鉆進。
本實用新型的優(yōu)點是(1)結構簡單，安裝、操作和更換電動頂驅動裝置十分簡便；(2)加裝該驅動裝置后使機械動力頭鉆機既能低速大口徑鉆進，又能高速小口徑鉆進，能減少起下鉆次數(shù)，改善井內工作條件，提高工程質量、縮短施工周期；(3)若機械動力頭和電動頂驅動裝置同時運行還能實現(xiàn)“跟管鉆進”這種新的鉆進方法；(4)該驅動裝置不改變機械動力頭鉆機結構和操作程序，投資小、成本低，能為施工生產(chǎn)企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益。
下面結合本實用新型實施例作進一步詳細的描述。


圖1是本實用新型機械動力頭鉆機的電動頂驅動裝置主剖視圖圖2是本實用新型加減壓機構剖視圖圖3是本實用新型水龍頭剖視圖圖4是本實用新型軸承裝配結構圖由
圖1可以看出，電動頂驅動裝置主要由旋轉機構、加減壓機構、水龍頭、頂驅動裝置安裝機構和電機安裝架等組成。
旋轉機構由聯(lián)軸套1、主軸28、軸承壓蓋9、軸瓦10、上軸承11、下軸承20組成。電機或電機帶簡單變速箱的輸出軸聯(lián)接到聯(lián)軸套1的一端，聯(lián)軸套1的另一端與主軸28的上接頭相連接，主軸28的下接頭接鉆桿，電機輸出的旋轉運動就可由主軸28將其傳遞到鉆桿柱和鉆頭上。軸瓦10、上軸承11和下軸承20通過上接頭12和承壓體上接頭17將主軸28和原動力頭的上下接頭相聯(lián)接，可將主軸28的旋轉運動與動力頭隔開，即主軸28旋轉時，動力頭的上下接頭不旋轉；反之，若動力頭的上下接頭旋轉時，主軸28不轉動。此外，主軸28與原動力頭亦可同時旋轉進行跟管鉆進，二者互不干撓。
電機安裝架由電機支架2，水龍頭支架8、墊圈13和聯(lián)軸套1組成。電機支架2上端用于安裝電機或簡單變速箱，下端與水龍頭支架8，墊圈13一起用螺釘固定到原動力頭外殼上。電機輸出軸或簡單變速箱的輸出軸直接與聯(lián)軸套1相聯(lián)接。
由圖2可以看出，加減壓機構由承壓體上接頭17、下接頭27、密封壓環(huán)16、承壓體外殼21，軸瓦18、軸瓦套環(huán)19、軸承20、間隔環(huán)22、23、24、螺栓25、螺母26等組成。
加壓時鉆機的液壓系統(tǒng)將壓力傳至動力頭下接頭后，通過承壓體上接頭17、密封壓環(huán)16、軸承20、間隔環(huán)22和24傳遞給螺母26，螺母26通過絲扣與主軸28固定，通過螺母26可將加載壓力傳到主軸、鉆桿直至鉆頭上。
減壓時鉆機的液壓系統(tǒng)將壓力傳至動力頭下接頭后，通過承壓體上接頭17、密封壓環(huán)16、承壓體外殼21、軸承20、間隔環(huán)22和23傳給軸瓦18，軸瓦18通過臺肩將減載壓力傳到主軸28、鉆桿直至鉆頭上。
由圖3可以看出，水龍頭由水龍頭壓蓋3、封圈4、透水支承環(huán)5、水管接頭6、水龍頭殼體7、水龍頭支架8等組成。水泵的輸出管接至水管接頭6上，沖洗液由水泵輸出管依次流經(jīng)水管接頭6、透水支承環(huán)5、主軸28后流至鉆桿和鉆頭。水龍頭由水龍頭支架8支撐并用螺釘固定于動力頭外殼上。透水支承環(huán)5、水龍頭壓蓋3和水龍頭殼體7與主軸28之間為松配合。
由圖4可以看出，頂驅動裝置安裝機構由上接頭12，軸承壓蓋9，軸瓦10，軸承11，防松螺釘15、主軸28和加減壓機構組成。上接頭12和承壓體下接頭17將頂驅動裝置聯(lián)接于動力頭上，軸承11和軸承20用于隔離主軸與動力頭之間的旋轉運動，軸瓦18、軸瓦套環(huán)19和螺母26用于對頂驅動裝置的有效定位和加減壓機構的鎖緊。軸瓦18是由兩個半圓柱形軸瓦構成。為防止頂驅動裝置與動力頭上下接頭間的松動，在上接頭12與動力頭上接頭之間，承壓體上接頭17與動力頭下接頭之間裝有鎖緊螺釘。
頂驅動裝置的安裝過程先安裝加減壓機構，再將主軸和加減壓機構連接到動力頭上，最后安裝水龍頭和電機支架。為拆卸方便，在軸承11與主軸28之間加裝了一個軸瓦10，軸瓦10上裝有螺釘，有利于軸瓦的拆卸。由于加減壓機構內的軸承與主軸間屬于緊配合，若無特殊情況，可將加減壓機構與主軸28作為一體，裝上后一般不必隨便拆卸。
權利要求1.一種機械動力頭鉆機的電動頂驅動裝置，外形為筒狀結構、內部接近中空，其特征在于電動頂驅動裝置的結構主要由旋轉機構、加減壓機構、水龍頭、頂驅動裝置安裝機構和電機安裝架等組成。
2.按照權利要求1所述的旋轉機構，其特征在于軸瓦(10)、上軸承(11)和下軸承(20)通過上接頭(12)和承壓體上接頭(17)將主軸(28)與原動力頭的上下接頭相聯(lián)接。
3.按照權利要求1所述的加減壓機構，其特征在于承壓體上接頭(17)與原動力頭下接頭相聯(lián)，通過承壓體外殼(21)、軸承(20)、間隔環(huán)(21)、(22)、(23)分別與螺母(26)和軸瓦(18)相連接，螺母(26)通過絲扣與主軸(28)固定；軸瓦(18)通過軸瓦套環(huán)(19)與主軸(28)固定。軸瓦(18)由兩個圓柱形軸瓦構成。
4.按照權利要求1所述的水龍頭，其特征在于水管接頭(6)的前端直接與水泵輸出管相聯(lián)接，后端通過透水支承環(huán)(5)與主軸(28)相連，透水支承環(huán)(5)、水龍頭壓蓋(3)和水龍頭殼體(7)與主軸(28)之間均為松配合；透水支承環(huán)(5)的兩側設有密封圈(4)，水龍頭由水龍頭支架(8)支撐并固定于動力頭外殼上。
5.根據(jù)權利要求1的所述的頂驅動裝置安裝機構，其特征在于在軸承(11)與主軸(28)之間加裝了一個軸瓦(10)。
專利摘要機械動力頭鉆機的電動頂驅動裝置,在不改變原有機械動力頭結構的基礎上,利用動力頭上下接頭加裝了一套電動機驅動裝置,該裝置由旋轉機構、加減壓機構、水龍頭、頂驅動裝置安裝機構和電機安裝架組成,使普通機械動力頭鉆機既能進行低速大口徑鉆進又能實現(xiàn)高速小口徑鉆進和跟管鉆進。
文檔編號E21B3/02GK2371327SQ9824145
公開日2000年3月29日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權日1998年10月23日
發(fā)明者桂暖銀, 劉寶林 申請人:桂暖銀, 劉寶林