一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统的制作方法

1.本发明属于钻机技术领域，尤其涉及一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统。


背景技术：

2.相关技术中，钻孔施工常会发生卡钻，甚至螺纹连接掰断的问题发生，经过反复测试，其原因是由于钻杆由中空钢管组装而成，介质从中心通孔进入，钻下的物料沿着钢管外表与钻孔之间的间隙排出。在此过程中，介质和物料的流动会破坏钻孔，引起钻孔变大、偏离，从而导致上述故障的发生。
3.本人通过设计双通道钻杆，解决了其排渣问题，从而克服了上述技术难题。然而双通道钻杆在持续使用过程中，为了对其排渣进行进一步的优化，据此本发明提供了一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
5.本发明采用如下技术方案：
6.在一些可选的实施例中，本发明提供一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，包括：用于驱动外钻杆转动的外驱动单元以及用于驱动内钻杆转动的内驱动单元；
7.所述外驱动单元包括：输出连接头以及第一动力输出轴，所述输出连接头设置在所述第一动力输出轴的前端，且所述输出连接头的前端外壁开设与外钻杆适配的扭矩传动配合面；
8.所述内驱动单元包括：排渣轴以及第二动力输出轴，所述排渣轴位于所述第一动力输出轴内部，且所述排渣轴的前端外壁依次开设与内钻杆适配的扭矩传动配合面及密封面，所述排渣轴的末端外壁依次开设与所述第二动力输出轴适配的扭矩传动配合面及密封面。
9.进一步的，所述第一动力输出轴、排渣轴以及第二动力输出轴均为空心钻杆；所述排渣轴的外表面与所述第一动力输出轴的内表面之间形成外通道，且所述外通道与双通道钻杆的排渣通道相连通；所述排渣轴以及所述第二动力输出轴的内部相连通以形成内通道，且所述内通道与双通道钻杆的介质通道相连通。
10.进一步的，所述的一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，还包括：收渣装置；所述收渣装置的收渣腔室与所述外通道相连通。
11.进一步的，所述外驱动单元还包括：第一驱动器以及第一齿轮；所述第一齿轮设置在所述第一动力输出轴的外壁上，且所述第一驱动器的输出端与所述第一齿轮相啮合。
12.进一步的，所述内驱动单元还包括：第二驱动器以及第二齿轮；所述第二齿轮设置
在所述第二动力输出轴的外壁上，且所述第二驱动器的输出端与所述第二齿轮相啮合。
13.进一步的，所述的一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，还包括：支撑法兰以及轴承；所述支撑法兰设置在所述第一动力输出轴的内壁，所述轴承的外圈与所述支撑法兰连接，所述轴承的内圈与所述排渣轴的外表面连接。
14.进一步的，所述排渣轴的外表面设置螺旋排渣叶片。
15.进一步的，所述的一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，还包括：轴承座外体及连接法兰，所述连接法兰设置在所述轴承座外体上，所述连接法兰与所述收渣装置的收渣腔室的室壁连接。
16.进一步的，所述的一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，还包括：支撑连接座、牵引耳座以及导向座；所述支撑连接座设置在所述导向座上，所述导向座通过牵引耳座与钻架上的动力头移动结构连接；所述内驱动单元还包括：箱体连接座，所述箱体连接座安装在所述支撑连接座上。
17.本发明所带来的有益效果：本发明的一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统可专用于驱动双通道钻杆，尤其是可驱动内外钻杆可不同方向不同转速旋转的双通道钻杆，本发明通过单独驱动双通道钻杆的内钻杆和外钻杆，实现双通道钻杆在钻探时可大幅度的提升排渣效率，解决钻孔施工常发生卡钻，甚至螺纹连接掰断的问题。
附图说明
18.图1是本发明双驱动动力系统的结构示意图；
19.图2是本发明外驱动单元的结构示意图；
20.图3是图2的b-b向视图；
21.图4是本发明排渣轴的结构示意图；
22.图5是本发明内驱动单元的结构示意图；
23.图6是图5的d向视图；
24.图7是本发明双驱动动力系统的工艺装配图；
25.图8是双通道钻杆的结构示意图。
具体实施方式
26.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
27.如图1-7所示，在一些说明性的实施例中，本发明提供一种内排渣双通道钻机的双驱动动力系统，包括：外驱动单元1、内驱动单元23及收渣装置14。
28.如图7-8所示，本发明的双驱动动力系统用于驱动钻机的双通道钻杆41进行转动，其中，双通道钻杆41包括：外钻杆33以及设置在外钻杆33内部的内钻杆34，内钻杆34可在外钻杆33内进行转动，且内钻杆34的外表面与外钻杆33的内表面之间形成用于排渣的排渣通道39，内钻杆34的内部形成用于输送介质的介质通道38。
29.本发明的内驱动单元23用于驱动内钻杆34转动，外驱动单元1用于驱动外钻杆33
转动，多个双通道钻杆41依据实际钻探情况依次连接，最终形成整体钻杆，双驱动动力系统即可实现驱动整体的钻杆进行旋转。
30.外驱动单元1包括：第一驱动器22、第一齿轮2、第一动力输出轴3以及输出连接头4。
31.第一驱动器22的输出端与第一齿轮2相啮合，具体的，第一驱动器22可选用电机，电机的输出轴上设置动力齿轮，使电机输出轴上的动力齿轮与第一齿轮2相啮合，从而实现第一驱动器22带动第一齿轮2旋转的目的。第一齿轮2设置在第一动力输出轴3的外壁上，因此，当第一齿轮2旋转时，即可带动第一动力输出轴3进行旋转。输出连接头4设置在第一动力输出轴3的前端，当第一驱动器22驱动第一动力输出轴3旋转时，进而可带动输出连接头4进行旋转。
32.如图8所示，外钻杆33其中一端的内壁开设有第一扭矩传动配合面37。
33.本发明将与外钻杆33适配的扭矩传动配合面定义为第二扭矩传动配合面11，即输出连接头4的前端外壁开设第二扭矩传动配合面11，且第一扭矩传动配合面37与第二扭矩传动配合面11相适配。其中，相适配是指，第一扭矩传动配合面37与第二扭矩传动配合面11上均开设有螺纹或花键，两个配合面上的螺纹或花键相啮合，从而实现传动扭矩。
34.综上，外驱动单元1的工作过程：第一驱动器22带动第一齿轮2旋转，进而带动第一动力输出轴3旋转，从而驱动前端的输出连接头4旋转，最终带动外钻杆33进行旋转。
35.内驱动单元23包括：第二驱动器44、第二齿轮24、排渣轴6以及第二动力输出轴25。
36.排渣轴6位于第一动力输出轴3的内部，且排渣轴6的末端与第二动力输出轴25连接。第二驱动器44的输出端与第二齿轮24相啮合，具体的，第二驱动器44可选用电机，电机的输出轴上设置动力齿轮，使电机输出轴上的动力齿轮与第二齿轮24相啮合，从而实现第二驱动器44带动第二齿轮24旋转的目的。第二齿轮24设置在第二动力输出轴25的外壁上，因此，当第二齿轮24旋转时，即可带动第二动力输出轴25进行旋转，进而带动排渣轴6旋转。
37.如图8所示，内钻杆34其中一端的内壁开设有第三扭矩传动配合面36以及第一密封面35。
38.本发明将与内钻杆34适配的扭矩传动配合面定义为第四扭矩传动配合面8，且将与内钻杆34适配的密封面定义为第二密封面9，即排渣轴6的前端外壁依次开设第四扭矩传动配合面8及第二密封面9，且第三扭矩传动配合面36与第四扭矩传动配合面8相适配，同时，第一密封面35与第二密封面9相适配。
39.上文中相适配是指，第三扭矩传动配合面36与第四扭矩传动配合面8上均开设有螺纹或花键，两个配合面上的螺纹或花键相啮合，从而实现扭矩的传动；第一密封面35与第二密封面9均为平滑面，当内钻杆34与排渣轴6连接时，第一密封面35与第二密封面9相贴合，实现密封，避免漏液。
40.如图5所示，第二动力输出轴25与排渣轴6相连接的一端外壁依次开设有第五扭矩传动配合面26以及第三密封面27。
41.本发明将与第二动力输出轴25适配的扭矩传动配合面定义为第六扭矩传动配合面13，且将与第二动力输出轴25适配的密封面定义为第四密封面12，即排渣轴6的末端外壁依次开设第六扭矩传动配合面13及第四密封面12，且第五扭矩传动配合面26与第六扭矩传动配合面13相适配，同时，第三密封面27与第四密封面12相适配。
42.上文中相适配是指，第五扭矩传动配合面26与第六扭矩传动配合面13上均开设有螺纹或花键，两个配合面上的螺纹或花键相啮合，从而实现扭矩的传动；第三密封面27与第四密封面12均为平滑面，当第二动力输出轴25与排渣轴6连接时，第三密封面27与第四密封面12相贴合，实现密封，避免漏液。
43.综上，内驱动单元23的工作过程：第二驱动器44带动第二齿轮24旋转，进而带动第二动力输出轴25旋转，从而驱动前端的排渣轴6在第一动力输出轴3内部旋转，最终带动内钻杆34在外钻杆33的内部进行旋转。
44.外驱动单元1与内驱动单元23的结构设计使得本发明的双驱动动力系统可驱动双通道钻杆41的内外两个钻杆实现不同方向不同转速的旋转，从而可依据钻探的实际情况实时调整双通道钻杆的工作状态。
45.双驱动动力系统的结构设计便于矿渣的通畅排出，不易堵塞，与双通道钻杆41配合使用，进而大幅提升钻杆的排渣效率；
46.本发明双驱动动力系统的结构设计具有便于组装连接的优点，同时还可保证连接的稳定性以及具有较高的密封性，而且制造工艺简单。
47.本发明的第一动力输出轴3、排渣轴6以及第二动力输出轴25均为空心钻杆。排渣轴6的外表面与第一动力输出轴3的内表面之间形成外通道21，且外通道21与双通道钻杆的排渣通道39相连通。排渣轴6以及第二动力输出轴25的内部相连通以形成内通道20，且内通道20与双通道钻杆的介质通道38相连通。
48.工作时，介质从介质通道38进入内通道20，并随同矿渣从外通道21与排渣通道39排出，从而减轻了钻下的物料和介质对钻孔的破坏，可以确保钻孔的施工尺寸及精确度。其中，介质可选为空气或水。优选的，排渣轴6的外表面设置螺旋排渣叶片10，排渣轴6旋转时带动螺旋排渣叶片10进行转动，进而实现排渣，螺旋排渣叶片10的设计具有提升排渣效率，保证排渣稳定性的优点。
49.收渣装置14的收渣腔室16与外通道21相连通。收渣装置14用于收渣，且实现排气、缓冲的目的。
50.本发明还包括：轴承座外体28及连接法兰29，连接法兰29设置在轴承座外体28上，连接法兰29与收渣装置14的收渣腔室16的室壁通过螺栓连接，进而保证收渣装置14的稳定性。
51.收渣装置14的外壁设置收渣腔室外配合面15，连接法兰29面向收渣装置14的一侧设置前端配合面30，收渣腔室外配合面15与前端配合面30均为光滑平面，安装完成后两者紧密贴合，从而保证系统的连接稳定性。
52.本发明还包括：支撑法兰5以及轴承7。支撑法兰5设置在第一动力输出轴3的内壁，起到支撑排渣轴6的作用。轴承7的外圈与支撑法兰5连接，轴承7的内圈与排渣轴6的外表面连接，即排渣轴6的两端通过轴承7安装在第一动力输出轴3的内壁上。
53.轴承7的设计使得第一动力输出轴3与排渣轴6、第二动力输出轴25的旋转方向及转动速度互不影响，即内外两轴在第一驱动器22与第二驱动器44的驱动下可进行同向同转速的转动，同向不同转速的转动，同转速不同向的转动，不同转速不同向的转动多种配合运动方式，从而可依据钻探的实际情况实时驱动双通道钻杆的内钻杆34与外钻杆33的工作状态。
54.双通道钻杆的前端设置有钻头40，本发明的双驱动动力系统最终实现带动钻头40旋转，达到钻探目的。
55.本发明还包括：支撑连接座17、牵引耳座18以及导向座19。支撑连接座17设置在导向座19上，外驱动单元1与内驱动单元23安装在支撑连接座17上，导向座19通过牵引耳座18与钻架42上的动力头移动结构43连接，动力头移动结构43为油缸或链条。工作时，动力头移动结构43带动导向座19在钻架42上滑动，从而实现对本发明双驱动动力系统的位置调整，上述结构设计具有结构简单、运行稳定的优点。
56.内驱动单元23还包括：箱体连接座32，箱体连接座32安装在支撑连接座17上，从而保证内驱动单元23的稳定性。
57.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围内。