一種氣水兩用模塊化鉆機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣水兩用模塊化鉆機(jī)，尤其涉及一種適用于軟、中、硬巖性區(qū)域內(nèi)施工，不受鉆井介質(zhì)限制的鉆機(jī)，屬于液壓鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有常用的鉆機(jī)主要包括空氣鉆機(jī)、車載式鉆機(jī)、履帶式鉆機(jī)、拖拉機(jī)鉆機(jī)、水力沖洗回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)、工程類鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)和Seis GAP跟管鉆機(jī)。按鉆機(jī)適應(yīng)范圍及能力來劃分，空氣鉆機(jī)主要用于山區(qū)硬巖層及缺水區(qū)域的鉆井作業(yè)；車載式和履帶式及拖拉機(jī)鉆機(jī)主要用于具備交通條件區(qū)域內(nèi)的鉆井作業(yè)；水力沖洗回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)主要用于軟或中硬巖層，且取水不困難地區(qū)的鉆井作業(yè)；工程類鉆機(jī)用于超深井鉆井作業(yè)，沖擊鉆機(jī)和Seis GAP跟管鉆機(jī)用于河灘礫石區(qū)及垮塌地段的鉆井作業(yè)。
[0003]其中，使用最為廣泛的是空氣鉆機(jī)和水力沖洗回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)。
[0004]空氣鉆機(jī)雖然能夠適用于山區(qū)硬巖層和取水十分困難地區(qū)的鉆井作業(yè)，但是現(xiàn)有的空氣鉆機(jī)因其主要原件為國外進(jìn)口件，價(jià)格昂貴，使用及維護(hù)費(fèi)用較高，加之空氣鉆機(jī)的動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速較低，小于140r/min ;因此，現(xiàn)有的空氣鉆機(jī)不適宜中軟巖性的切削鉆進(jìn)。因此其保有量不多，一般只能部署在硬巖層區(qū)域或非常缺水區(qū)域內(nèi)施工。
[0005]水力沖洗回轉(zhuǎn)鉆機(jī)則用于有水源地區(qū)的軟或中硬巖層的鉆井。為了克服在軟或中硬巖性缺水施工區(qū)鉆井的困難，現(xiàn)有施工隊(duì)普遍用水力沖洗回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配以國產(chǎn)活塞式空壓機(jī)進(jìn)行有限的鉆進(jìn)作業(yè)，俗稱“土風(fēng)鉆”。由于水力沖洗回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的本質(zhì)是回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，其帶動(dòng)鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)的方式是機(jī)械傳動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了既是配置空壓機(jī)進(jìn)行鉆井也不能像空氣鉆機(jī)那樣的旋轉(zhuǎn)/沖擊復(fù)合鉆進(jìn)，只能是有限的空氣鉆進(jìn)，尤其是針對(duì)石英砂巖、灰?guī)r等中硬巖層是無效的。另外，尤其是當(dāng)采用空氣沖擊鉆進(jìn)時(shí)，由于井下空氣錘對(duì)巖層高頻率的沖擊震動(dòng)，這種沖擊震動(dòng)的反作用力直接傳遞給鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)器，對(duì)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)器和變速箱產(chǎn)生急劇的破壞性，增大維修費(fèi)用。除此之外，水力沖洗回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)雖然適應(yīng)中軟巖性的切削鉆進(jìn)，使用和維護(hù)費(fèi)用低，但又受水資源貧乏和氣候異常的限制，增加了與當(dāng)?shù)赜盟膮f(xié)調(diào)難度和用水成本，從而抬高了鉆井生產(chǎn)成本。
[0006]現(xiàn)有的QPY-30或WTY-30水力沖洗回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，因其轉(zhuǎn)動(dòng)的方式是變速箱帶動(dòng)回轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)動(dòng)，再以回轉(zhuǎn)器帶動(dòng)主動(dòng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給井下鉆具的機(jī)械式轉(zhuǎn)動(dòng)方式，而給鉆具加壓則采用的是與回轉(zhuǎn)器裝配為一體的油缸式加壓。適應(yīng)在有水源地區(qū)的軟或中硬巖層的回轉(zhuǎn)鉆井作業(yè)。該鉆機(jī)鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)由機(jī)械傳動(dòng)，具備快、中、慢三檔，不能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；靠油缸加壓，回轉(zhuǎn)行程短；起下鉆具通過卷揚(yáng)機(jī)完成，操作較繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鉆井輔助時(shí)間多，也容易出現(xiàn)安全事故。
[0007]另外，現(xiàn)有的QPY-30或WTY-30鉆機(jī)拆卸安裝時(shí)間長，安裝鉆機(jī)時(shí)需要平整地面，分解后的單元部件至少有一個(gè)在130kg左右。搬迀不如SKZ-30鉆機(jī)方便，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
[0008]現(xiàn)有的QPY-30或WTY-30鉆機(jī)的桅桿高4米多，鉆機(jī)安裝或拆卸時(shí)，倒架、立架安全要求較高，鉆進(jìn)中如果供水高壓皮管纏繞主動(dòng)鉆桿以及進(jìn)行起下鉆作業(yè)，稍有不慎容易發(fā)生傷人事故。
[0009]因此，針對(duì)于水資源的匱乏和氣候異常的地區(qū)，急需一種使用機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，受環(huán)境地理?xiàng)l件和氣候影響小的地震鉆井設(shè)備，既能適應(yīng)軟、中、硬巖性且不受取水條件限制、安全性能高的鉆機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種氣水兩用模塊化鉆機(jī)，解決現(xiàn)有空氣鉆機(jī)制作、使用和維護(hù)成本高，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速較低，以及現(xiàn)有水力沖洗回轉(zhuǎn)鉆機(jī)不能夠適應(yīng)水資源匱乏和氣候異常地區(qū)，以至于目前的鉆機(jī)不能夠同時(shí)有效適用于軟、中、硬巖性區(qū)域內(nèi)施工的技術(shù)問題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0011]本實(shí)用新型目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種氣水兩用模塊化鉆機(jī)，包括桅桿總成、機(jī)架、液壓系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)組、水力沖洗系統(tǒng)、供氣、供水軟管和鉆具，所述液壓系統(tǒng)包括液壓栗組、操作臺(tái)、油冷卻器和前車發(fā)動(dòng)機(jī)，空氣壓縮機(jī)組包括并聯(lián)的空壓機(jī)和后車汽油機(jī)；水力沖洗系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和尚心水栗；液壓系統(tǒng)與桅桿總成、空氣壓縮機(jī)組與桅桿總成、水力沖洗系統(tǒng)與桅桿總成通過供氣、供水軟管相連，所述液壓系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)組和水力沖洗系統(tǒng)的外部分別設(shè)有相應(yīng)的外部框架，液壓系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)組和水力沖洗系統(tǒng)和桅桿總成分別與機(jī)架可拆卸連接；所述液壓栗組包括升降單元和旋轉(zhuǎn)單元，所述升降單元和旋轉(zhuǎn)單元并聯(lián)于雙聯(lián)齒輪栗上，升降單元內(nèi)包括一與鉆具相連的升降液壓馬達(dá)，旋轉(zhuǎn)單元內(nèi)包括一與鉆具相連的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)。
[0012]作為一種優(yōu)選方式，所述液壓栗組包括油箱、出油濾芯、原動(dòng)機(jī)、雙聯(lián)齒輪栗、一號(hào)換向閥、一號(hào)可變節(jié)流閥、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、二號(hào)換向閥、二號(hào)可變節(jié)流閥、雙向液壓鎖、升降馬達(dá)和回油濾芯，所述油箱的出油口通過出油濾芯與雙聯(lián)齒輪栗的進(jìn)油口相連，原動(dòng)機(jī)的輸出端與雙聯(lián)齒輪栗的輸入端相連，雙聯(lián)齒輪栗的其中一出油口與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)相連，在雙聯(lián)齒輪栗和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)之間的油路上設(shè)有一號(hào)換向閥，一號(hào)換向閥的其中一路的油路上連接一號(hào)可變節(jié)流閥，一號(hào)換向閥的另一路通過回油濾芯接入油箱；雙聯(lián)齒輪栗的另一出油口與升降馬達(dá)相連，在雙聯(lián)齒輪栗和升降馬達(dá)之間設(shè)有二號(hào)換向閥，二號(hào)換向閥的其中一路通過雙向液壓鎖與升降馬達(dá)相連，二號(hào)換向閥后方的油路上連接一二號(hào)可變節(jié)流閥，二號(hào)可變節(jié)流閥與一號(hào)可變節(jié)流閥后方的管路并聯(lián)后通過回油濾芯接入油箱；二號(hào)換向閥的另一路通過回油濾芯接入油箱。
[0013]作為一種優(yōu)選方式，空壓機(jī)包括空氣濾清器、壓力表、壓力存儲(chǔ)器、油氣分離器、發(fā)動(dòng)機(jī)油門氣缸、液壓油濾清器、液壓油冷卻器、螺桿式空壓機(jī)體、空氣吸入閥、最大壓力閥、卸壓閥、供氣截止閥、最小壓力閥、安全閥和溫度控制開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)油門氣缸設(shè)置于壓力存儲(chǔ)器和空壓機(jī)體之間，液壓油濾清器和液壓油冷卻器并聯(lián)，并聯(lián)后的一端與壓力存儲(chǔ)器相連，另一端與空壓機(jī)體后方的管路相連；所述空氣吸入閥設(shè)置于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和油氣分離器之間，所述最小壓力閥設(shè)置于空氣壓縮機(jī)的冷卻潤滑油路上，所述最大壓力閥設(shè)置于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)后方的連接管路上，所述供氣截止閥與發(fā)動(dòng)機(jī)油門氣缸的出氣管路相連，所述安全閥設(shè)置于壓力存儲(chǔ)器。
[0014]作為一種優(yōu)選方式，操作臺(tái)包括設(shè)置于鉆機(jī)上的操作臺(tái)本體、旋轉(zhuǎn)操作閥、旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)閥、升降壓力調(diào)節(jié)閥、升降操作閥、單機(jī)截止閥、供氣總閥、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、氣水龍頭和雙向液壓鎖，所述旋轉(zhuǎn)操作閥設(shè)置在操作臺(tái)本體的一側(cè)，旋轉(zhuǎn)操作閥的一出口端與鉆機(jī)的齒輪栗輸出油端口相連接，另一出口端與旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)閥相連接，所述旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)閥的出口端與鉆機(jī)的回油端口相連接；升降壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)置在升降操作閥的一出口端，升降壓力調(diào)節(jié)閥的出口端與鉆機(jī)的回油端口相連接；升降操作閥設(shè)置在操作臺(tái)本體的另一側(cè)，升降操作閥與鉆機(jī)的齒輪栗輸出油端口相連接，且升降操作閥分別與旋轉(zhuǎn)液馬達(dá)和氣水龍頭分別控制相連；單機(jī)截止閥和供氣總閥均設(shè)置在鉆機(jī)的供氣管路上；雙向液壓鎖設(shè)置在操作臺(tái)本體的背板上，雙向液壓鎖與升降操作閥的進(jìn)出油管相連。
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