一种地面挖掘钻井装置的制作方法

本发明涉及地震勘探领域，具体的说是一种地面挖掘钻井装置。

背景技术：

地震勘探过程中，厚土成孔是一个重要的环节，需要挖掘几米到几十米深放置炸药地震效果才好，以前挖掘常用洛阳铲成孔，成孔十几米深一般需要时间长，费力且挖掘效率低。

为了快速高效掘进，有必要开发一款好用、快速的挖掘钻井设备。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种地面挖掘钻井装置，大大缩短了成孔时间，挖掘速度快，放置炸药效率高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括钻井单元和设置在所述钻井单元上方的运输单元，所述钻井单元包括固定设置在钻杆端部的钻头和与所述钻杆连接的驱动电机，所述运输单元包括设置在防水保护的驱动电机上方的传送带和固定设置在所述传送带上的单向叶片，所述传送带在双层井筒内输送将双层井筒下方被钻头翻起的碎土送到双层井筒的井筒口将碎土甩出。

本发明的进一步改进在于：所述双层井筒包括第一井筒和设置在所述第一井筒内部的第二井筒，所述第一井筒和第二井筒之间设有夹缝，所述传送带沿所述夹缝向下行至第一井筒和第二井筒的下方，单向叶片将碎土托起，在传送带的作用下沿第二井筒的内部上行。

本发明的进一步改进在于：所述第一井筒与第二井筒之间固定设有与所述第一井筒、第二井筒一体连接的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板、第二固定板将夹缝分割成电线通过区和传送带的下行通过区。

本发明的进一步改进在于：所述第一井筒和第二井筒与固定设置在地面上的井筒支架连接，所述井筒支架包括支腿和与所述支腿固定连接的卡环，所述卡环与第一井筒的外壁可滑动连接。

本发明的进一步改进在于：所述传送带靠设置在井筒斜上方的转轮驱动。

本发明的进一步改进在于：所述驱动电机上固定设有风扇式的翻土叶片，所述翻土叶片与单向叶片对应设置。

本发明的进一步改进在于：所述驱动电机固定设置在电机支架上，所述电机支架与第一井筒的底部固定连接。

本发明的进一步改进在于：所述电机支架下方的钻杆上固定设有旋土刀片。

本发明的进一步改进在于：所述单向叶片上行的频率与翻土叶片翻土的频率一致。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

本发明设计新颖，结构合理，能实现快速挖掘，成孔速度快，野外施工效率大大提高。还能根据需要延长双层井筒，顺利实现挖掘，还可经由输送部分双层井筒壁间隙注水冷却电机和钻头，提高钻探效率，满足施工的需求。

附图说明

图1是本发明的内部剖视结构示意图；

图2是本发明双层井筒的俯视结构示意图；

图3是本发明的井筒支架的结构示意图。

其中，1、传送带；2、转轮；3、夹缝；4、第一井筒；5、第二井筒；6、单向叶片；7、下行通过区；8、支腿；9、翻土叶片；10、驱动电机；11、电机支架；12、旋土叶片；13、钻杆；14、钻头；15、第一固定板；16、电线通过区；17、第二固定杆；18、卡环。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

一种地面挖掘钻井装置，如图1-3所示，其包括钻井单元和设置在所述钻井单元上方的运输单元。如图1所示，所述钻井单元包括固定设置在钻杆13端部的钻头14和与所述钻杆13连接的驱动电机10，具有防水保护的驱动电机10转动带动钻杆13高速旋转，进而带动钻杆13下方的钻头14旋转，实现钻进。所述钻头14为金刚石三棱钻头，金刚石硬度大，三棱状设置更容易钻进。钻起的碎土、泥浆等随运输单元带到井筒外，便于更深层的钻井。

所述运输单元包括设置在驱动电机10上方的传送带1和固定设置在所述传送带1上的单向叶片6，所述单向叶片6规则分布在传送带1上为顺利输送碎土而设置。所述传送带1由多个鳞片状叠合的传送带组件构成，在双层井筒内输送将双层井筒下方被钻头14翻起的碎土，碎土被送到单向叶片6上，在传送带1的作用下送到双层井筒的井筒口，然后随着顶部角度变化，单向叶片6向井筒外方向翻倒将碎土甩出。

所述双层井筒包括第一井筒4和设置在所述第一井筒4内部的第二井筒5，所述第一井筒4和第二井筒5之间设有夹缝3，如图2所示，所述第一井筒4与第二井筒5之间固定设有与所述第一井筒4、第二井筒5一体连接的第一固定板15和第二固定板17，所述第一固定板15、第二固定板17将夹缝3分割成电线通过区16和传送带1的下行通过区7。所述电线通过区16的设置为下部驱动电机10的电源线顺利穿过，满足钻杆13的正常工作。传送带1沿所述下行通过区7向下行至第一井筒4和第二井筒5的下方，在第二井筒5底部设置的支撑杆处由单向叶片6将碎土托起，在传送带1的带动下沿第二井筒5的内部上行将碎土带出双层井筒。需要说明的是：所述驱动电机10为防水电机，可随时向下行通过区7内注水，便于给驱动电机10和钻头14降温，以及应对胶结度高的特殊土质的钻进和方便散土向上运送。

所述传送带1靠设置在井筒斜上方的转轮2驱动。所述转轮2与传送带1等宽度设置，且周身布满了咬合摩擦小齿的转轮2与鳞片式衔接的传送带1完美配合，这样的设置增大了转轮2与传送带1之间的摩擦力，避免了传送带1在传送过程中打滑现象的出现。

所述转轮2在电机的带动下旋转时，带有若干单向叶片6的鳞片式衔接的传送带1随转轮2的旋转而向上行进，向井口外输送破碎的土屑泥浆。所述单向叶片6与传送带1固定连接，随传送带1的传送状态不断变化。当传送带1下行时，单向叶片6呈下垂状态，上行时呈托土状态，到井筒口时呈竖直状态向井外甩出碎土。

如图1所示，每个单向叶片6到达井筒顶端的咬合转轮2上时，随着角度变化，单向叶片6由水平托举碎土状态过度到竖直状态，向井筒外甩出碎土；随着传送带1的运动，再到下垂状态后，跟随鳞片式衔接的传送带1从下行通过区7中下行，到达井筒底部时随泥土的阻力而张开、在风扇式翻土叶片9协助下，单向叶片6铲上碎土、在重力作用下平拖起碎土，跟随鳞片式衔接的传送带1在第二井筒5内上行至井筒口，上行到布满咬合小齿的转轮2处时，随着传送带1的弯曲角度变化，托着碎土的单向叶片6再一次由水平到垂直，再向井筒外甩出碎土，再到下垂状态，并跟随鳞片式衔接的传送带1从下行通过区7中下行，周而复始，直到成孔完成。

所述第一井筒4和第二井筒5与固定设置在地面上的井筒支架连接，如图3所示，所述井筒支架包括支腿8和与所述支腿8固定连接的卡环18，所述支腿8为可拆卸设置，也可根据施工需要更换不同长度，所述卡环18为略大于第一井筒4外径的半圆弧形设置，卡环18与第一井筒4的外壁可滑动连接。支腿8的端部牢固地插入地下，起到固定和支撑双层井筒的作用，第一井筒4的外壁沿卡环18向下滑动，顺利实现钻井。

如图1所示，所述驱动电机10上固定设有风扇式的翻土叶片9，所述翻土叶片9与单向叶片6对应设置，且不与单向叶片6发生碰撞，方便将翻起的碎土放置到单向叶片6上。

所述驱动电机10固定设置在电机支架11上，所述电机支架11与第一井筒4的底部固定连接，所述电机支架11下方的钻杆13上固定设有旋土刀片12，所述旋土刀片12为两个或多个双片设置的侧旋破碎刀片，旋土刀片12的设置能将钻头14附近松动的碎土旋起，方便旋土刀片12上方的翻土叶片9将碎土送到单向叶片6上。

调整驱动转轮2和驱动电机10的转速，使两台电机的转速匹配，以满足所述单向叶片6上行的频率与翻土叶片9翻土的频率一致，保证翻土叶片9翻出的碎土及时被单向叶片6带出井筒。

双层井筒随着钻头14的下沉而下沉，长度不足时，通过双层井筒上部的螺旋卡扣拼接另一根双层井筒直至满足要求。如果钻头14在钻进过程中遇到坚硬不可破碎的固体，则安装一段倾斜螺口的双层井筒，通过改变井筒壁侧面重力，让钻头14避开坚硬的地面而打成斜孔，直至所要求的足够深度。双层井筒接长的同时，鳞片式衔接传送带1也相应接长。当井深达到要求的深度时，在井筒上方支起第二组井筒支架，支架顶端放置第二组电机带动的动滑轮，通过动滑轮向上拉动双层井筒，逐节取出放进的双层井筒及双层井筒底部的驱动电机10和钻进设备。

最后应该说明的是：上述实施例只是为清楚说明本发明而做的举例，绝非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。