一种气水两用模块化钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气水两用模块化钻机，尤其涉及一种适用于软、中、硬岩性区域内施工，不受钻井介质限制的钻机，属于液压钻机技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，现有常用的钻机主要包括空气钻机、车载式钻机、履带式钻机、拖拉机钻机、水力冲洗回转类钻机、工程类钻机、冲击钻机和Seis GAP跟管钻机。按钻机适应范围及能力来划分，空气钻机主要用于山区硬岩层及缺水区域的钻井作业；车载式和履带式及拖拉机钻机主要用于具备交通条件区域内的钻井作业；水力冲洗回转类钻机主要用于软或中硬岩层，且取水不困难地区的钻井作业；工程类钻机用于超深井钻井作业，冲击钻机和Seis GAP跟管钻机用于河滩砾石区及垮塌地段的钻井作业。
[0003]其中，使用最为广泛的是空气钻机和水力冲洗回转类钻机。
[0004]空气钻机虽然能够适用于山区硬岩层和取水十分困难地区的钻井作业，但是现有的空气钻机因其主要原件为国外进口件，价格昂贵，使用及维护费用较高，加之空气钻机的动力头转速较低，小于140r/min ;因此，现有的空气钻机不适宜中软岩性的切削钻进。因此其保有量不多，一般只能部署在硬岩层区域或非常缺水区域内施工。
[0005]水力冲洗回转钻机则用于有水源地区的软或中硬岩层的钻井。为了克服在软或中硬岩性缺水施工区钻井的困难，现有施工队普遍用水力冲洗回转钻机配以国产活塞式空压机进行有限的钻进作业，俗称“土风钻”。由于水力冲洗回转钻机的本质是回转式钻机，其带动钻具转动的方式是机械传动。这种结构形式决定了既是配置空压机进行钻井也不能像空气钻机那样的旋转/冲击复合钻进，只能是有限的空气钻进，尤其是针对石英砂岩、灰岩等中硬岩层是无效的。另外，尤其是当采用空气冲击钻进时，由于井下空气锤对岩层高频率的冲击震动，这种冲击震动的反作用力直接传递给钻机的回转器，对钻机回转器和变速箱产生急剧的破坏性，增大维修费用。除此之外，水力冲洗回转类钻机虽然适应中软岩性的切削钻进，使用和维护费用低，但又受水资源贫乏和气候异常的限制，增加了与当地用水的协调难度和用水成本，从而抬高了钻井生产成本。
[0006]现有的QPY-30或WTY-30水力冲洗回转钻机，因其转动的方式是变速箱带动回转器转动，再以回转器带动主动钻杆转动传递给井下钻具的机械式转动方式，而给钻具加压则采用的是与回转器装配为一体的油缸式加压。适应在有水源地区的软或中硬岩层的回转钻井作业。该钻机钻进旋转由机械传动，具备快、中、慢三档，不能实现无极调速；靠油缸加压，回转行程短；起下钻具通过卷扬机完成，操作较繁琐，劳动强度大，钻井辅助时间多，也容易出现安全事故。
[0007]另外，现有的QPY-30或WTY-30钻机拆卸安装时间长，安装钻机时需要平整地面，分解后的单元部件至少有一个在130kg左右。搬迀不如SKZ-30钻机方便，劳动强度大。
[0008]现有的QPY-30或WTY-30钻机的桅杆高4米多，钻机安装或拆卸时，倒架、立架安全要求较高，钻进中如果供水高压皮管缠绕主动钻杆以及进行起下钻作业，稍有不慎容易发生伤人事故。
[0009]因此，针对于水资源的匮乏和气候异常的地区，急需一种使用机械化程度高，劳动强度低，受环境地理条件和气候影响小的地震钻井设备，既能适应软、中、硬岩性且不受取水条件限制、安全性能高的钻机。
【发明内容】
[0010]本实用新型的目的在于:提供一种气水两用模块化钻机，解决现有空气钻机制作、使用和维护成本高，动力头转速较低，以及现有水力冲洗回转钻机不能够适应水资源匮乏和气候异常地区，以至于目前的钻机不能够同时有效适用于软、中、硬岩性区域内施工的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
[0011]本实用新型目的通过下述技术方案来实现:一种气水两用模块化钻机，包括桅杆总成、机架、液压系统、空气压缩机组、水力冲洗系统、供气、供水软管和钻具，所述液压系统包括液压栗组、操作台、油冷却器和前车发动机，空气压缩机组包括并联的空压机和后车汽油机；水力冲洗系统包括发动机和尚心水栗；液压系统与桅杆总成、空气压缩机组与桅杆总成、水力冲洗系统与桅杆总成通过供气、供水软管相连，所述液压系统、空气压缩机组和水力冲洗系统的外部分别设有相应的外部框架，液压系统、空气压缩机组和水力冲洗系统和桅杆总成分别与机架可拆卸连接；所述液压栗组包括升降单元和旋转单元，所述升降单元和旋转单元并联于双联齿轮栗上，升降单元内包括一与钻具相连的升降液压马达，旋转单元内包括一与钻具相连的旋转液压马达。
[0012]作为一种优选方式，所述液压栗组包括油箱、出油滤芯、原动机、双联齿轮栗、一号换向阀、一号可变节流阀、旋转马达、二号换向阀、二号可变节流阀、双向液压锁、升降马达和回油滤芯，所述油箱的出油口通过出油滤芯与双联齿轮栗的进油口相连，原动机的输出端与双联齿轮栗的输入端相连，双联齿轮栗的其中一出油口与旋转马达相连，在双联齿轮栗和旋转马达之间的油路上设有一号换向阀，一号换向阀的其中一路的油路上连接一号可变节流阀，一号换向阀的另一路通过回油滤芯接入油箱；双联齿轮栗的另一出油口与升降马达相连，在双联齿轮栗和升降马达之间设有二号换向阀，二号换向阀的其中一路通过双向液压锁与升降马达相连，二号换向阀后方的油路上连接一二号可变节流阀，二号可变节流阀与一号可变节流阀后方的管路并联后通过回油滤芯接入油箱；二号换向阀的另一路通过回油滤芯接入油箱。
[0013]作为一种优选方式，空压机包括空气滤清器、压力表、压力存储器、油气分离器、发动机油门气缸、液压油滤清器、液压油冷却器、螺杆式空压机体、空气吸入阀、最大压力阀、卸压阀、供气截止阀、最小压力阀、安全阀和温度控制开关，发动机油门气缸设置于压力存储器和空压机体之间，液压油滤清器和液压油冷却器并联，并联后的一端与压力存储器相连，另一端与空压机体后方的管路相连；所述空气吸入阀设置于汽油发动机和油气分离器之间，所述最小压力阀设置于空气压缩机的冷却润滑油路上，所述最大压力阀设置于汽油发动机后方的连接管路上，所述供气截止阀与发动机油门气缸的出气管路相连，所述安全阀设置于压力存储器。
[0014]作为一种优选方式，操作台包括设置于钻机上的操作台本体、旋转操作阀、旋转速度调节阀、升降压力调节阀、升降操作阀、单机截止阀、供气总阀、旋转马达、气水龙头和双向液压锁，所述旋转操作阀设置在操作台本体的一侧，旋转操作阀的一出口端与钻机的齿轮栗输出油端口相连接，另一出口端与旋转速度调节阀相连接，所述旋转速度调节阀的出口端与钻机的回油端口相连接；升降压力调节阀设置在升降操作阀的一出口端，升降压力调节阀的出口端与钻机的回油端口相连接；升降操作阀设置在操作台本体的另一侧，升降操作阀与钻机的齿轮栗输出油端口相连接，且升降操作阀分别与旋转液马达和气水龙头分别控制相连；单机截止阀和供气总阀均设置在钻机的供气管路上；双向液压锁设置在操作台本体的背板上，双向液压锁与升降操作阀的进出油管相连。
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