专利名称：小型门架式农用钻井机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钻井机械，特别是用于一般农田灌溉及民用水井钻井的小型门架式钻井机。
已有技术的钻井机械，均为大型的复杂结构的装置，设备庞大，操作复杂，费用高，一般钻一口井要半个月才能完成。钻机移动困难，不适合当前农田水浇条件的要求。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，操作方便的小型钻井机，特别适合于庭院及农田灌溉用水井的钻井。
本实用新型的目的是这样达到的，整个装置由一个底坐和一个门架支承。全部的组件均安装于底坐上。门架安装于底坐上，支承并引导横杆在其上滑动，同时固定于横杆上的回转龙头和钻杆及钻头的重量，回转套组件支承于底坐的上面板上，对钻杆轴向定位，并通过大小齿轮传动副传递旋转运动。绳轴也安装于上面板上，供钻井用水的水泵及其他传动件均安装于底坐上。本实用新型的钻井机体积结构较小，配用功率小，一般土质地层用12马力柴油机或7.5－15千瓦的电动机均可驱动即可。操作简单方便，占地面积较小，整机重量(不包括原动机)不超过350公斤，若适应特殊需要对关键部件加强处理重量可能增加，占地面积小，即达到了本实用新型提出的目的。
本实用新型的突出优点是结构简单，打井占地面积小，速度快，一般钻一眼口径100毫米，30米深的水井只需8－12小时，打一眼6管口径100毫米深30米的梅花井只需5天时间，占地10平方米，用人工30个。而打一眼直径10米，深12米的大口井用工1600个，占地110平方米。若用大型钻机，打一口同样的井，钻井的装、卸及钻井操作要半个月，动力消耗大。
，图1是本实用新型的结构图，图2是图1的左视图的底坐和绳轴部分，图3是钻头的仰视图。
在附图中，1、门架，2、横杆，3、进水管，4、固定回转龙头，5、方钻杆，6、绳轴，7、手轮，8、加压钢丝绳，9、提升钢丝绳，10、滑轮，11、底坐，12、轴承支架，13、回转套，14、轴承，15、轴承盒，16、大齿轮，17、钻杆，18、钻头，19、螺栓，20、上压板，21、下压板，22、轴承架，23、填料，24、轴承组，25、转动轴，26、水泵，27、三角皮带轮，28、皮带轮，29、小齿轮，30、主轴，31、刀片(硬质合金)，32、出水孔，33、上面板。
以下结合附图对具体的实施例进行说明，实施例的结构见附图中所示；整个设备的重量由底座［11］承受。门架［1］固定安装在底座［11］，支承引导横杆［2］并允许横杆［2］在其侧立柱上滑动，横杆［2］用提升钢丝绳拴系于门架［1］上；承荷回转龙头［4］和方钻杆［5］，钻杆［17］和钻头［18］的重量。钻杆［17］和方钻杆［5］的轴向定位和回转运动由回转套组件［13］实现。回转套组件［13］支承其轴向定位，并通过大齿轮［16］和小齿轮［29］传递旋转运动。水泵［26］也装配于底座［11］上，通过三角皮带轮［27］传递自皮带轮［28］主轴［30］传递过来的旋转运动。绳轴［6］由两个轴承支架［12］装于底座［11］的上板面［33］上，如图2中所示，与门架平行，但不在同一轴线上。水泵［26］采用泥浆泵。
回转龙头［4］，有进水管［3］，转动轴［25］是中空轴，上压板［20］，下压板［21］，轴承架［22］，填料［23］及轴承组［24］通过四个螺栓［19］紧固于横杆［2］上。轴承组至少有三个轴承组成，一个轴向推力轴承，二个向心轴承，或滚子轴承。转动轴［25］作回转运动，其余均不转动。由水泵出水口接过来的水自水管［3］传到中空的转动轴［25］，至钻杆到钻头。中空轴［25］的下端螺纹与方钻杆［5］联接。水的密封靠填料［23］实现，填料可选用石棉绳，盘根或者柔性石墨及其他的耐磨密封材料。龙头由横杆在钢丝绳［9］的牵引下上下移动(滑动)。
在绳轴［6］上装绕了三组钢丝绳，靠近轴承支架［12］的两端顺时针绕有二组加压钢丝绳［8］，在中间一段反时针方向绕有一组提升钢丝绳［9］。各组钢丝绳的绕段上由隔离柱隔开，以防混绕。加压钢丝绳［8］一端栓固于底座［2］上，另一端栓固于底座［11］的上面板［33］上的滑轮［10］上提升钢丝绳一端拴固于横杆［2］的中心部位，通过门架顶上的滑轮［10］变向后至绳轴［6］，并固定在绳轴上。加压和提升钢丝绳在横杆上的栓固位置方向相反。当使用钻井机时，转动手轮［7］，若反时针转动手轮(从图1中自右向左看)；两组加压钢丝绳收紧，而提升钢丝绳放松，收紧的力作用于横杆上，迫使其向下移动，带动钻杆和钻头下移，即实现钻井的轴向进给。横杆在门架上的移动范围至少应能容许一根钻杆的轴向装配空间。如1.5米长的钻杆和1.8米长的方钻杆，横杆在门架上的移动距离应大于2.5～3.5米，亦即门架的有效空间(高度)为2.5～3.5米。钢丝绳的卷绕长度应当大于钻杆长度的2～5倍。大少则不利于加压。钢丝绳的绕向也可以同上述的方向相反，只要保证提升和加压绳的绕向相反即可。
与回转龙头［4］连接的方钻杆［5］的方轴卡在回转套组件［13］的方孔内，传递动力和扭距。回转套组件［13］在本实用新型的装置中只用一个轴承［14］支承。如果钻井深度增加至40米以上或遇特殊地层，可以再按实际需要增加轴承的数量，以保证充分满足定位支承和运动要求。轴承盒［15］内安装轴承后，由螺栓紧固于上面板［33］的下表面，在轴承下面安装大齿轮［16］，以健和园螺母固定。整个钻井机的回转运动由该齿轮通过回转套组件至方孔经钻杆完成。各钻杆均由螺纹联接。
钻头［18］为一顶端平嵌一组硬质合金刀片［31］，在钻头前部园台的侧母线上镶嵌一组硬质合金刀片［31］，并在其侧面钻通一对出水孔［32］，与钻杆［17］的中空管道相通。顶端的一组硬质合金刀片与出水孔的轴线方向一致。侧面的一组硬质合金刀片对称于园心，且有0～15度的前角，和0～20度后角，前后角过大，过小对切削和钻进均不利，同时影响钻头的使用寿命，硬合金材料优先选用YG8。
原动机的动力由皮带轮［28］通过主轴［30］传到小齿轮［29］，至大齿轮［16］实现回转运动。在主轴上另外分一路由三角皮带轮［27］驱动水泵。一台动力源同时驱动两个设备，手动进给，因此，结构比较简单，重量轻、操作方便，易于运输和位移。水泵的出水口与进水管［3］连通，进水口接水源。手轮［7］手运操作，若将手轮更换，可以实现机械化或半机械化的钻进进给操作。
权利要求1.一种具有门架[1]，底座[11]、绳轴[6]，回转龙头[4]、方钻杆[5]、钻杆[17]、钻头[18]及回转套组件[13]，水泵[26]的小型门架式农用钻井机，其特征是安装在底座[11]上的门架[1]支承引导横杆[2]，并允许横杆[2]在侧立柱上滑动，同时承荷回转龙头[4]和钻头[18]、钻杆[17]和方钻杆[5]的重量，方钻杆[5]、钻杆[17]由回转套组件[13]轴向定位，绳轴[6]安装于底座的上面板[33]上。
2.按照权利要求1所述的钻井机，其特征是所说的回转龙头［4］由进水管［3］，转动轴［25］，上压板［20］下压板［21］，轴承架［22］，填料［23］及轴承组［24］通过螺栓［19］紧固于横杆［2］上。
3.按照权利要求1所述的钻井机，其特征是所说的绳轴［6］上靠近轴承支架的两端顺时针绕有二组加压钢丝绳［8］，中间段是反时针绕的一组提升钢丝绳［9］，加压钢丝绳［8］一端拴固于横杆［2］上，另一端拴固于底座［11］上面板［33］上的滑轮［10］上，提升钢丝绳一端拴固于横杆的中心部位，通过门架顶上的滑轮［10］变向后至绳轴［6］，并固定在其上。
4.按照权利要求1所述的钻井机，其特征是所说的回转套组件［13］由轴承［14］和轴承盒［15］支承固定底座［11］的上面板［33］的下表面。
5.按照权利要求1所述的钻井机，其特征是所说的钻头［18］上有两组硬质合金刀片［31］和一对出水孔［32］，顶端的一对与出水口的轴线方向一致，侧面的一对具有0～15度的前角和0～20度的后角。
专利摘要本实用新型公开了一种小型门架式农用钻井机，其主要特征是除原动机以外，全部安装在底座(11)，门架(1)上有一个横杆(2)，固定回转龙头(4)。在底座的上面板(33)上安装有一个绳轴(6)。回转套组件(13)由轴承(14)和轴承盒(15)固定在上面板的下面，对钻杆(17)定位和传递运动。龙头上的转动轴(25)与方钻杆(5)和钻杆(17)顺序连接，水泵(26)的出水口与龙头上的进水管(3)连通。只需一台12马力柴油机即可驱动。打一眼Φ100毫米×30米的井只需8～12小时。
文档编号E21B3/00GK2075254SQ90210839
公开日1991年4月17日 申请日期1990年4月4日 优先权日1990年4月4日
发明者冀升光, 赵洪义, 冀庆忠, 尹洪滨, 李宝兴 申请人:青州市钻井机械厂