钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机的制作方法

本发明涉及钻井施工，特别涉及一种钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机。

背景技术：

对于第四系松散地层，钻井通常采用正循环龙门钻机，正循环龙门钻机主要通过钻杆和钻具的自身重力向下钻进，若第四系沉积物颗粒较细（粘土、中细砂等），此种钻机钻进速度快，成孔效率高。

在施工过程中，遇到粗颗粒地层（漂石、卵石、砾石等），在钻进过程中钻机只能通过钻具将大颗粒的沉积物研磨成细粒物，然后反浆成孔，其钻进速度明显下降，只有细颗粒地层钻进速度的10%，钻进效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机，它具有能快速钻进粗颗粒地层的特点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机，包括履带总成、设置于履带总成上的履带车平台、设置于履带车平台四角的四个用于升降履带车平台的立柱以及钻具，还包括设置于履带车平台上的支撑架，下端铰接于支撑架的机架，倾斜设置于履带车平台上用于推举机架使其保持竖直状态的调斜油缸、设置于履带车平台上用于搭放机架的放置架、竖直滑移连接所述机架的滑移架、连接于机架用于驱使滑移架上下运动的双向进给油缸、连接于滑移架上用于连接钻具的托板以及连接于滑移架上用于加重的加重组件，所述加重组件包括连接于机架上的承重箱以及设置于承重箱中的加重物。

通过采用上述技术方案，钻具连接于托板，托板连接于滑移架。使用时，在双向进给油缸的作用下滑移架沿着机架做竖直方向上的往复运动，进而带动钻具在竖直方向上做往复运动，对地层进行钻进。相比现有技术，钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机除了利用钻具（钻杆、钻头）的重力进行钻进，还依靠滑移架、托板的重力以及双向进给油缸的力量向下钻进，钻进力度更大，对粗颗粒地层的钻进效率更高。同时在滑移架上设置有加重组件，通过调节承重箱中加重物的数量，可以调节整个加重组件的重量，使用时针对粗颗粒地层的具体情况可以对加重组件的重量进行调节，使得钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机对粗颗粒地层的钻进效率更高。

本发明进一步设置为：所述钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机还包括连接于双向进给油缸上端用于缓冲滑移架向下运动的缓冲组件。

通过采用上述技术方案，钻机在钻凿粗颗粒地层时，有时会遇到体积较大的漂石、卵石、砾石等，这些石头短时间是不能钻开的，如果钻具长时间硬性接触这些石头，钻具的发热量会很高，进而造成钻具磨损较快。同时双向进给油缸向下进给时，钻具会以较快的速度与石头接触，钻具受到的冲击力大，容易损坏。缓冲组件可以在一定程度上减轻钻具与石头的硬性接触，进而可以有效的保护钻具。

本发明进一步设置为：所述缓冲组件包括水平连接于滑移架上端的顶板、竖直向下穿透顶板的“T”字形连杆、套设于连杆上且位于顶板上方的弹簧、连接于连杆下端的耳板以及穿设于耳板中的销轴，双向进给油缸的上端开设有与销轴配合的销孔。

通过采用上述技术方案，当双向进给油缸向上进给时，其上端推动耳板向上运动，进而耳板推动顶板向上运动，顶板带动滑移架向上运动。当双向进给油缸向下进给时，其上端拉动耳板向下运动，耳板拉动连杆向下运动，连杆向下压缩弹簧。这样钻具在钻凿粗颗粒地层时，钻具向下进给时和石头接触的冲击力以及后续钻具与石头的钻凿都能得到弹簧的缓解，进而缓冲组件能对钻具起到保护作用。

本发明进一步设置为：所述双向进给油缸的下端铰接有用于支撑于履带车平台的支撑底板，所述机架上位于双向进给油缸上端的位置处设置有用于固定双向进给油缸的“C”字形压板，所述压板扣合在双向进给油缸的外壁上且两侧通过螺栓与机架连接。

通过采用上述技术方案，使得双向进给油缸的安装、拆卸均较为方便。

本发明进一步设置为：所述履带车平台上还连接有竖直方向上呈“U”字形的换装台，换装台的开口能供钻具向下穿出且能够阻止托板向下穿出。

通过采用上述技术方案，将托板搭放在换装台上，然后向上移动滑移架，然后再托板和滑移架之间增加延长的钻具，最后向上移动托板至合适位置留待下次延长钻具时使用。充分结合了托板的形状以及现场延长钻具的方法，使得钻具的延长更为方便。

本发明进一步设置为：所述换装台的侧边连接有登踏梯，所述登踏梯上端与换装台铰接且能向上折起，所述换装台上设置有用于使登踏梯保持折起状态的卡扣件，所述卡扣件包括设置于登踏梯上的“U”字形扣座以及转动连接于换装台“L”形扣杆。

通过采用上述技术方案，通过登踏梯，工作人员可以较为方便的登上换装台，同时登踏梯的收叠较为方便。

本发明进一步设置为：所述加重物为沙子，所述承重箱的顶部设置有箱盖，所述承重箱的底部设置有放沙口，所述放沙口上配合有封盖。

通过采用上述技术方案，沙子能够为加重组件均匀加压，其向承重箱中的添加和放出均较为方便，而且它在钻井现场较为常见，可以就地取材，节省材料。

本发明进一步设置为：所述滑移架的两侧设置有横截面呈“U”形的卡口，所述机架上设有与所述卡口配合的卡沿。

通过采用上述技术方案，滑移架和机架的滑移结构较为简单，滑移较为流畅。

本发明进一步设置为：所述支撑架呈三角形，其上端设置有与机架转动连接的转轴，所述机架上设置有与转轴配合的轴孔。

通过采用上述技术方案，三角形支撑架的稳定性以及承重能力均较好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：使用时，在双向进给油缸的作用下滑移架沿着机架做竖直方向上的往复运动，进而带动钻具在竖直方向上做往复运动，对地层进行钻进。相比现有技术，钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机除了利用钻具（钻杆、钻头）的重力进行钻进，还依靠滑移架、托板的重力以及双向进给油缸的力量向下钻进，钻进力度更大，对粗颗粒地层的钻进效率更高。同时在滑移架上设置有加重组件，通过调节承重箱中加重物的数量，可以调节整个加重组件的重量，使用时针对粗颗粒地层的具体情况可以对加重组件的重量进行调节，使得钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机对粗颗粒地层的钻进效率更高。

附图说明

图1是钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机的正视图；

图2是钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机的轴测图；

图3是为了显示双向进给油缸与滑移架的配合所做图2的A部的放大图；

图4为了显示加重组件、换装台、托板以及登踏梯的结构所做的视图。

图中，1、履带总成；2、履带车平台；3、立柱；4、支撑架；40、转轴；5、放置架；6、机架；61、卡沿；60、连接部；600、轴孔；7、调斜油缸；8、滑移架；80、卡口；9、双向进给油缸；90、支撑底板；10、压板；11、钻具；12、缓冲组件；120、顶板；121、连杆；122、弹簧；123、耳板；13、加重组件；130、承重箱；131、加重物；132、放沙口；133、封盖；14、换装台；15、托板；16、登踏梯；17、卡扣件；170、扣座；171、扣杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机，参照图1、图2，包括履带总成1，履带总成1的上方固定连接有水平设置的履带车平台2，履带车平台2的四角分别连接有一个用于升降履带车平台2的立柱3。

履带车平台2的一侧对称设置有两组支撑架4，履带车平台2的另一侧设置有放置架5。支撑架4上转动连接有机架6，机架6整体呈门形，其两侧设置有钢材焊接的连接部60用于和支撑架4配合。支撑架4呈三角形，两个支撑架4的上端之间连接有转轴40，机架6的连接部60上设置有轴孔600并通过轴孔600与转轴40的配合实现与支撑架4的转动连接。当钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机使用时，机架6处于竖直状态；当钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机不使用时，机架6处于水平状态。这时机架6的另一端搭放在放置架5上面，放置架5呈“门”字形且固定在履带车平台2上。

在机架6和履带车平台2还连接有调斜油缸7，调斜油缸7一端和履带车平台2铰接，另一端和机架6的连接部60铰接。调斜油缸7的输出端伸出时能使机架6处于竖直状态；调斜油缸7的输出端缩回时，机架6恢复到水平放置位置。

参照图2、图3，在机架6内部竖直方向上滑移连接有滑移架8。滑移架8的两侧设置有横截面呈“U”形的卡口80，机架6上设有与卡口80配合的卡沿61。机架6上连接有用于驱使滑移架8上下运动的双向进给油缸9。在机架6上上下间隔设置有两个用于固定双向进给油缸9的“C”字形压板10，压板10扣合在双向进给油缸9的外壁上且两侧通过螺栓与机架6连接。双向进给油缸9的下端铰接有用于支撑于履带车平台2的支撑底板90。

结合图4，在滑移架8的下方连接有钻具11。当机架6处于竖直状态，且双向进给油缸9向下施力时，钻具11依靠滑移架8的重力以及双向进给油缸9的下压力向下钻进。钻机在钻凿地层时，有时会遇到体积较大的漂石、卵石、砾石等，这些石头短时间是不能钻开的，如果钻具11长时间硬性接触这些石头，钻具11的发热量会很高，磨损较快。同时双向进给油缸9向下进给时，钻具11会以较快的速度与石头接触，钻具11受到的冲击力大，容易损坏。

参照图3，鉴于上述问题，我们在双向进给油缸9的上端设置了缓冲组件12，通过缓冲组件12与滑移架8连接。缓冲组件12包括水平连接于滑移架8上端的顶板120、竖直向下穿透顶板120的“T”字形连杆121、套设于连杆121上且位于顶板120上方的弹簧122、连接于连杆121下端的耳板123以及穿设于耳板123中的销轴，双向进给油缸9的上端开设有与销轴配合的销孔。这样滑移架8带动钻具11向下冲击时会受到弹簧122的缓冲，钻具11碰到硬质石头时也能受到弹簧122的缓冲，进而对钻具11起到了保护作用。

参照图4，钻机在钻进时除了要依靠钻具11的旋转速度，还要依靠钻具11施加在地层上的压力。为了使钻具11钻进力度更大，对粗颗粒地层的钻进效率更高，我们在滑移架8上设置了加重组件13。加重组件13包括连接于机架6上的承重箱130以及设置于承重箱130中的加重物131。这里的加重物131选为沙子，在承重箱130的顶部设置箱盖，在承重箱130的底部设置放沙口132，在放沙口132上配置封盖133。

这样通过调节承重箱130中沙子量的多少，就可以调节钻具11施加在地层上的钻进力度。使用时工作人员可以根据粗颗粒地层的具体情况对加重组件13的重量进行调节，使得钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机对粗颗粒地层的钻进效率更高。

因为随着钻孔深度的不断加深，工作人员需要不断的上下拼接钻具11的长度。为了便于钻具11的拼接，在履带车平台2上连接有竖直方向上呈“U”字形的换装台14。换装台14的开口能供钻具11向下穿出且能够阻止托板15向下穿出。托板15可拆卸连接于钻具11上。延长钻具11时，托板15搭在换装台14上对其下方连接的部分钻具11进行固定，然后向上移动滑移架8，在滑移架8和托板15之间连接延长的钻具11，连接完成后将托板15向上移动至合适位置，留待下次使用。

为了便于人登上换装台14，在换装台14的侧边连接有登踏梯16。登踏梯16上端与换装台14铰接且能向上折起。换装台14上设置有用于使登踏梯16保持折起状态的卡扣件17。卡扣件17包括设置于登踏梯16上的“U”字形扣座170以及转动连接于换装台14“L”形扣杆171。

本实施例的使用方法是：参照图4，调斜油缸7的输出端伸出使机架6处于竖直状态；双向进给油缸9的支撑底板90支撑于履带车平台2上，并使滑移架8沿着机架6向下运动，对地层进行钻进。钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机利用钻具11的重力、滑移架8、托板15的重力、加重组件13的重力以及双向进给油缸9的力量向下钻进，钻进力度更大，对粗颗粒地层的钻进效率更高。

参照图1，钻凿粗颗粒地层的液压式履带型钻机使用完成后，调斜油缸7的输出端缩回，机架6恢复到水平位置并搭放在放置架5上。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。