一种分体式车载钻机及其施工方法与流程

本发明涉及一种钻机及其施工方法，属于工程机械领域，具体是涉及一种分体式车载钻机及其施工方法。

背景技术：

车载钻机主要适用于地面煤层气抽采孔、电缆孔、浅层石油钻孔和矿山地面救援孔的施工。较常规塔架式钻机不同之处在于，车载钻机需要同时兼顾钻井时所需的多功能和运输时的紧凑性。由于部分钻场进场道路条件较差，现有车载钻机，虽在功能上能够满足钻井需求，但存在钻机外形尺寸过大，整备质量过大等问题，限制了车载钻机的通过性，使得车载钻机只能在井场小范围使用，无法实现远距离运输。

同时，由于整备质量过大，因此在运输安全性降低，从而使得车载钻机的使用受到限制。以现有技术及国内装备制造水平看，很难解决钻机功能及整备质量之间的矛盾，而且由于钻机柴油动力系统一般布置安装于给进系统下侧，受柴油动力系统高度限制，车载钻机总高都同样很难降低。目前常用的解决办法由两种，一种是通过对进入钻场路面修整，使其满足车载钻机运输行驶条件。这种方法不仅增加了钻机使用成本，降低了车载钻机使用的便捷性，而且在实际使用中，特别是跨区域运输时，此方法的可操作性较差。另一种是为了满足车载钻机使用需要，不考虑车载钻机整备质量及高度。此方法虽然能满足钻机的功能需要，在路况条件较好的区域转场运输没有问题，但是在部分受限场地，只能将车载钻机拆解分开运输，到达钻场以后，重新组装。由于车载钻机拆装需要专业技术人员及专业的装配场地，特别是在液压系统安装过程中，对污染控制要求较高，若液压系统受到污染，将大大降低车载钻机性能及使用寿命。而井场条件无法满足污染控制要求。这种方法不仅降低了钻机使用的便利性，增加了钻机使用成本，且可操作性不强。以上问题与车载钻机的设计初衷相违背，在实际使用中大大增加了用户的准备时间及成本。若无法解决上述问题，以现有条件看，车载钻机的推广应用受到了极大的限制。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的通过性受限的问题，提出了一种分体式车载钻机及其施工方法。该钻机及施工方法采用分体式布局，连接方便快捷，通过性好，布置方式灵活，提高了车载钻机使用范围。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种分体式车载钻机，包括：

主机车，包括横置于汽车底盘上并能够在变幅装置的驱动下竖起或放下的给进装置；

动力站，与主机车分体式设计，并且通过高压管路与主机车上的液控阀组相连，用于为主机车上的各执行机构提供高压油源。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，所述给进装置底端铰接汽车底盘尾部，上端设置输辅助吊臂，中部连接多级油缸的一端，所述多级油缸的另一端铰接于汽车底盘上。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，所述主机车尾部铰接操纵台，所述操纵台的底部安装下防护罩。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，所述动力站包括：柴油动力系统、液压泵组、液压油箱、回油过滤系统，冷却系统、柴油机控制系统、预加热系统，所述液压油箱与液压泵组轴线方向垂直设置。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，高压管路包括：

高压集成阀组，用于连接动力站并选择和控制多个不同油源的输出；

液压胶管，其两端设置快速接头，用于在高压集成阀组和液控阀组之间构成液压油回路。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，所述高压集成阀组包括：多个单向阀、梭阀，所述单向阀连接不同油源，各油源之间通过梭阀相互连接构成受控于液控方向阀的高压油网络。

优化的，上述的一种分体式车载钻机，所述主机车上还设置有用于收集不同油源的回油集合阀块，所述回油集合阀块与动力站上的回油过滤系统相连。

一种利用上述的分体式车载钻机进行施工的方法，包括以下选择步骤：

撬装施工步骤，采用撬装动力站并通过平板车转运至现场再连接主机车后施工；

普通施工步骤，将动力站置于汽车底盘上转场运输后施工。

因此，本发明具有如下优点：

(1)采用分体式布局，将钻机主要工作装置安装于汽车底盘上集成为主机车，钻机动力单元作为独立动力站为车载钻机工作机构提供动力，动力站与主机车之间采用液压胶管及快速接头连接，连接方便快捷，开钻准备时间短，对使用人员专业技术要求低；

(2)在动力站与主机车之间设计有液压过滤系统，根据液压流向设计液压过滤系统，可有效防止管路连接过程中，污染物进入液压系统，因此在分体式车载钻机使用中，无需特殊的污染控制手段，对转配环境要求较低，提高了钻机使用可靠性。

(3)动力站与主机车之间的高压回路设置有安全阀及泄荷回路，当钻机开机时，卸荷回路关闭，钻机正常工作，当钻机停机时，卸荷回路自动实现动力站与主机车之间管路卸荷，从而避免了管路拆装过程中憋压造成安全事故；

(4)主机车整备质量降低，转场运输过程中，对道路级桥梁的承载力要求降低，特别是跨区域转场时，不受道路运输条件的限制，提高了钻机通过性，使得车载钻机使用范围大大提高，有利于车载钻机的大范围推广应用；

(5)动力站布置方式较灵活，对井场要求较低，动力站布置形式灵活，可根据需要灵活调整，既可以布置于汽车底盘上，方便的实现转场运输。当钻场空间条件受限时，动力站又可采用撬装方式，布置方式灵活。

附图说明

图1现有整体式车载钻机；

图2是本发明的实施例中主机车主视图；

图3是本发明的实施例中主机车俯视图；

图4是本发明的实施例中动力站主视图；

图5是本发明的实施例中动力站左视图；

图6是本发明的实施例中主机车工作状态；

图7是本发明的实施例中对开式操纵台运输状态；

图8是本发明的实施例中对开式操纵台工作状态；

图9是本发明的实施例液压原理图；

图10是本发明的实施例中动力站车载形式。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例的车载钻机如图2-图4所示，包括主机车1、动力站2。

主机车1由汽车底盘101、辅助吊臂102、液控阀组103、操纵台104、孔口装置105、动力头106、给进装置107、变幅装置108、高压过滤系统109、稳固装置110组成。

主机车1集成了钻机主要工作装置，较附图1中常规车载钻机，没有集成车载钻机动力单元，因此降低了整备质量。由于没有钻机动力单元限制整车高度，而给进装置107的变幅装置108采用多级油缸108a,可在有限的安装距内获得较大的行程，可有效降低主机车1整车高度，主机车行驶通过性得到了提高。操纵台104安装于主机车尾部，操纵台可为图2整体式结构或者图7、图8的对开式结构，在运输状态下，操纵台104摆动至主机车后尾部，操纵台104最低端高于主机车后尾灯，不影响车辆行驶过程中后尾灯视野，在操纵台104下部安装有下防护装置104a，可作为主机车后下防护，可有效保障主机车1后尾部安全性，主机车1工作状态如附图6所示。

动力站2为车载钻机工作装置运行提供动力源，其包括：柴油动力系统201、液压泵组202、液压油箱203、回油过滤系统204、冷却系统205、柴油机控制系统206、预加热系统207组成。柴油动力系统201驱动液压泵组202从液压油箱203吸入液压油并输出高压油。回油过滤系统204对流回液压油箱203液压油进行过滤，以保证回流液压油清洁度。冷却系统205对柴油动力系统201及液压油进行冷却。柴油机控制系统206控制柴油动力系统201启动/停机、状态监测、报警保护等控制功能。预加热系统207可确保柴油柴油动力系统在低温环境下正常工作。

如图9所示，主机车1与动力站2之间采用液压胶管302、306连接，液压胶管302、306端部安装有快速接头303、307，可方便快速实现主机车1与动力站2之间连接。在两装置之间连接回路上安装有过滤系统，高压过滤系统109安装于主机车1，动力站2输出高压油源流经液压胶管302、快速接头303经高压过滤系统109过滤以后进入液压系统；主机车1液压系统回油流经液压胶管306、快速接头307经回油过滤系统204过滤后回油箱。本发明将过滤系统分别设置在液压油流向的下游，可有效防止管路连接过程中污染物污染液压系统。

在动力站1设计有高压集成阀组301，可将主机多个油源汇集然后通过胶管302为主机车提供高压油源。主机车1设计有回油集合阀块305可将主机车个系统回油集合，然后通过液压胶管306回油箱。此设计可有效减少动力站2于主机车1之间管路，提高车载钻机使用的便捷性，减少连接管路泄漏点。

高压集成阀组301各油源设置有单向阀301a,可防止各油源之间相互干扰。在各油源之间设置有梭阀301b组成液控方向阀301c控制网络，液控方向阀301c与油箱连接。当高压油源供油时液控方向阀301c与液压油箱203之间回路闭合，当高压油源停止供油时，液控方向阀301c与液压油箱203之间回路打开。液控方向阀301c控制单向阀301a与快速接头303a之间管路卸压；在高压集成阀组301设置有安全阀301d避免系统超压；液压表301e、梭阀301e组成压力采集回路，可显示高压集成阀组301当前最高压力，操作人员通过观察压力值确定拆装胶管是否安全。通过以上多种手段可有效减少管路拆装过程中的安全隐患。

车载钻机动力站2可灵活布置，当需要节省钻机成本或者钻机使用现场空间受限时，可采用撬装动力站如图4，动力站可通过平板车方便转运。在钻机成本或者使用空间不受限时，可将动力站2置于汽车底盘如图10上，提高机动性，便于转场运输。

具体施工时，可以采用以下步骤:

(1)主机车停放至钻孔位；

(2)使用吊车将动力站吊装至主机车一侧；

(3)将动力站辅助高压管路快速接头与主机车对应连接；

(4)启动动力站，操纵主机车稳固装置稳固主机车；

(5)操纵变幅装置，立起给进装置；

(6)伸出辅助吊臂，辅助吊装主高压油管及主回油油管；

(7)完成其它开钻准备；

(8)开始钻井；

(9)完成钻井；

(10)操纵变幅装置，收回给进装置，收回辅助支腿；

(11)动力站停机；

(12)观察管路压力表，等待显示压力低于安全值；

(13)拆分动力站与主机车之间所有管路快速接头；

(14)主机车及动力站转场。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。