专利名称：地质探矿使用的多功能钻塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地质探矿使用的多功能钻塔。
背景技术：
目前，我国在地质探矿领域所使用的钻塔主要有早期"北京冶金地质机械 修配厂"生产的14.5米四角斜塔，现在已由原来的角钢结构改进成钢管塔；还 有22米直塔；此外就是近几年各厂家和勘探单位自行设计制造的几种简易钻 塔。如改自SPJ300水井钻机用的A型塔，改自工程钻的"门"字塔，及仿自 国外的安在钻机上的整体式塔机一体钻塔等。
由于14.5米钻塔是和北京一800钻机配套用的，所以用在液压立轴钻机上 就存在巻扬机钢丝绳与巻扬之间的夹角问题。有时定绳定在某一塔脚时还有拉 弯塔脚的现象。另外它只能打大倾角的角度孔，再者就是其重量太大，建塔时 即费力又不安全。
22米直塔不能打角度孔，同样存在重量大，建塔费时费力等不安全的现象。 改自SPJ300水井钻机用的A字形钻塔存在的主要问题是不能打角度孔， 或只能打大倾角的角度孔。并且在地形狭小的山区建塔比较困难。特别是放塔 一端在陡坡上或峭壁上时将无法建塔。 -
钻塔和钻机一体型钻塔最大的特点就是轻便。虽然能打角度孔，但缺点是 这种钻塔只能用在一种型号的钻机上，不能互换。另外缺少强度大的钻杆依梁， 施工深度较大的钻孔时提升的钻杆全部要放倒，安全隐患大，辅助时间长，影 响效率。
行业内部人员公知，立轴式液压钻机特点在于回转器轴心与巻扬中心有一距离(e )，为了便于井口操作，钻机上部可整体后移a距离。这样，巻扬中心 距井口中心线距离就会变为e+d ,见
图1。其中，L:为井口上天车中心和后 天车外缘钢丝绳中心距离，e :为立轴中心与巻鼓中心距离，a :为钻机移车 距离。X、 1/2巻鼓长度。为了使天车滑轮即能对准井口，又能对准钻机巻扬 中心。天车的结构就要设计成前后两个滑轮组，前滑轮组中心到后滑轮外缘钢 丝绳中心距离为L=e+a。这样就增加了天车的长度，从而使桅杆式或框架式 钻塔类天车成为悬臂梁式结构。其受力中心偏移出框架塔体外，造成钻塔整体 不稳定，承载力不高。 发明内容
本实用新型的发明目的在于提供一种地质探矿使用的多功能钻塔，要解决 的第一个技术问题是建塔时安装难度大，在地形狭小、陡峭的山区不能建塔， 以及不能钻任意角度孔的难题。要解决的第二个技术问题是提高该钻塔整体的 稳定性和适应性。
为了解决第一个技术问题，本实用新型采用以下技术方案，该多功能钻塔 包括钻机、塔体、钻杆依梁、天车、塔体斜支撑和塔基台。
塔体为桅杆式桁架结构，由多节分塔体构成，相邻两节分塔体间用螺栓相 连，连接面一侧设有折叠铰链，下塔体的底端为塔基台。下塔体直接铰接在塔 基台上，具体结构是加长塔体使其与竖直方向成一角度e ，并通过支撑铰链直 接安装在塔基台上，另一侧用前右副支腿支撑在塔基台上。油缸的底端铰接在 塔基台上，顶端铰接在下塔体上。
本设计的钻塔设有多种支撑，包括前斜支承杆，后斜支承杆，前左副支腿、 前右副支腿，后左副支腿，后右副支腿。塔体侧后部由后右副支腿，后左副支 腿通过铰链支撑在塔基台后部各种支撑由钢管、调节丝杠组件及调节杆接头焊接而成，副支腿上调节杆 接头由内、外套管构成，内、外套管的管壁上设有一排线性等距排列的调节孔， 两套管和调节孔的间距取值不同。 、
下塔体还可以通过塔底座安装在塔基台上，塔底座设在下塔体的下方，与 钻机机架相邻。塔底座的形状为台阶状，其上阶梯上设有塔体支承座，下阶梯 上设有油缸铰支座。下塔体的底端通过塔底座顶部的塔体支承座与塔底座铰接。 油缸的底端铰接在下阶梯上的油缸绞支座上，顶端铰接在下塔体上。
在以上设计中，上部塔体支承座孔中心高度h接近钻机巻扬轴线高度H减 去巻扬刹车鼓半径R，即接近或等于机架高度。e为立轴中心与巻鼓中心的距 离，其大小由钻机架决定，在不影响钻机移车的情况下塔体支承座尽量靠近钻 机机架。
为了解决本实用新型的第二个技术问题，即提高该钻塔的稳定性和适应性， 本实用新型采用以下技术方案。
在天车梁上设有副支撑，天车梁为简支梁；其具体结构是天车梁的一侧固 定在上塔体的顶部，另一侧底部设有前、后两个铰支座，在塔体的中部装有钻 杆依梁，在该钻杆依梁顶面上也设有前、后两个铰支座，前斜支撑杆和后斜支 撑杆分别铰接在上、下对应的铰支座间。
在下塔体的上方再加装一个中塔体和下钻杆依梁，钻杆依梁与下钻杆依梁 之间由前竖支撑杆和后竖支撑杆铰接支撑。下钻杆依梁与前左副支腿和后左副 支腿的上端铰接，下端分别支撑在塔基台上。
本实用新型的有益效果是经过几年来的试用效果良好，首先是大幅度地降 低了工人的劳动强度和辅助工作时间，提高了工作效率。本设计钻塔的建塔时 间仅需2小时，比过去减少了80%。由于安装速度大大加快，因而如需搬迁时能够实现当日搬迁，当日开钻。第二是由于塔体能够旋转，因而具有立塔和斜
塔两种功能，可以在0—-90度范围内实现任意角度钻孔。第三是由于塔体为折 叠式设计，这就为在地形狭小、陡峭，地形复杂的山区建塔提供了极大的方便。 由于本设计可拆分成易搬运的几大件，因而即使是在山区、林区施工，主要部 件也不易丢失。第四是由于天车梁的安装由过去的悬臂梁转变为简支梁，因而 其稳定性能明显提高，自然也大大地增加了该钻塔的使用性能。另外，通过改 变天车轮的轮距可以和各种型号的立轴式钻机相结合，实现一塔多用。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型加以详细说明。
图l是背景技术中天车滑轮与立轴钻机关系图
图2例1中下塔体直接铰接在塔基台上的结构示意图
图3例1中的左视图
图4是例2中下塔体通过与塔底座铰接固定在塔基台上的结构示意图
图5是例1中钻塔在地形复杂的山坡上施工状态示意图
图6是例3中塔底座与钻机关系图
图7是例3中主视图
图8是例3中主视图
图中标号
1、钻机2、天车梁3、铰支座 4、塔体 5、上塔体 6、折叠铰链 7、下塔体 8、前斜支承杆9、后斜支承杆
10、前左副支腿11、前右副支腿12、后左副支腿13、后右副支腿 14、钻杆依梁 15、塔底座16、塔基台17、油缸18、塔底支撑架 19、塔底支撑杆20、塔底斜拉架21、塔体支承座22、钻机架23、油缸铰支座24、支承铰链 25、调节孔26、中塔体 27、下钻杆依梁28、前竖支撑杆29、后竖支撑杆具体实施方式例l
如图2、图3所示，该多功能钻塔包括钻机1、塔体4、钻杆依梁14、天 车2、塔体斜支撑和塔基台16。
塔体4为桅杆式桁架结构，本例中由两节分塔体5和7构成，上塔体5、 和下塔体7间的连^面用螺栓相连， 一侧设有折叠铰链6，下塔体7的底端为 塔基台15。下塔体7直接铰接在塔基台16上，具体结构是加长塔体7使其与 竖直方向成一角度e，并通过支撑铰链24直接安装在塔基台16上，另一侧用 前右副支腿11支撑在塔基台16上。油缸17的底端铰接在塔基台16上，顶端 铰接在下塔体7上。
本设计的钻塔设有多种支撑，包括前斜支承杆8，后斜支承杆9，前左副 支腿IO、前右副支腿ll，后左副支腿12，后右副支腿13。塔体侧后部由后右 副支腿13，后左副支腿12通过铰链支撑在塔基台16后部。
各种支撑由钢管、调节丝杠组件及调节杆接头焊接而成，副支腿上调节杆 接头由内、外套管构成，内、外套管的管壁上设有一排线性等距排列的调节孔 25，两套管和调节孔25的间距取值不同，使调节丝杠调节不超过两孔距之差就 可有一对孔相重合。
由于采取了上述设计，本实用新型的多性能钻塔不仅可以实现在0~卯度 范围任意角度打孔，而且在一些地形狭小、陡峭的山区也能够很方便、快速地 完成建塔作业。图5是本设计在地形复杂的山坡上施工状态示意图。
例2本例中下塔体—通过塔底座15安装在塔基台16上，塔底座15设在下塔体 7的下方，与钻机机架22相邻。塔底座15的形状为台阶状，其上阶梯上设有 塔体支承座21，下阶梯上设有油缸铰支座23。下塔体7的底端通过塔底座15 顶部的塔体支承座21与塔底座15铰接。油缸17的底端铰接在下阶梯上的油缸 绞支座23上，顶端铰接在下塔体7上，界图2、图4。
在以上设计中,上部塔体支承座21孔中心高度h接近钻机巻扬轴线高度H 减去巻扬刹车鼓半径R，即接近或等于机架高度。e为立轴中心与巻鼓中心的 距离，其大小由钻机架决定，见图6的塔座与钻机关系图。
例3
为了解决本实用新型的第二个技术问题，即提高该钻塔的稳定性和适应性, 本实用新型采用以下技术方案。
在天车梁2上设有副支撑，天车梁2为简支梁；其具体结构是天车梁2的 一侧固定在上塔体5的顶部，另一侧底部设有前、后两个铰支座3，在塔体4 的中部装有钻杆依梁14,在该钻杆依梁14顶面上也设有前、后两个铰支座3， 前斜支撑杆8和后斜支撑杆9分别铰接在上、下对应的铰支座3间。
例4
在下塔体7的上方再加装一个中塔体26和下钻杆依梁27，钻杆依梁14与 下钻杆依梁27之间由前竖支撑杆28和后竖支撑杆29铰接支撑。下钻杆依梁 27与前左副支腿11和后左副支腿12的土端铰接，下端分别支撑在塔基台16 上。见图7、图8。
权利要求1、一种地质探矿使用的多功能钻塔，包括多功能钻塔包括钻机、塔体、钻杆依梁、天车、塔体斜支撑和塔基台；其特征是所述的塔体(4)为桅杆式桁架结构，由多节分塔体构成，相邻两节分塔体间用螺栓相连，在连接面的一侧设有折叠铰链(6)，下塔体(7)的底端为塔基台(15)，下塔体(7)直接铰接在塔基台(16)上，具体结构是加长塔体(7)使其与竖直方向成一角度θ，并通过支撑铰链(24)直接安装在塔基台(16)上，另一侧用前右副支腿(11)支撑在塔基台(16)上，油缸(17)的底端铰接在塔基台(16)上，顶端铰接在下塔体(7)上。
2、 根据权利要求l所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是该钻 塔设有多种支撑，包括前斜支承杆(8)，后斜支承杆(9),前左副支腿(10)、 前右副支腿(11)，后左副支腿(12)，后右副支腿(13)，塔体侧后部由后右副 支腿(13)，后左副支腿(12)通过铰链支撑在塔基台(16)后部。
3、 根据权利要求2所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是各种 支撑由钢管、调节丝杠组件及调节杆接头焊接而成，副支腿上调节杆接头由内、 外套管构成，内、外套管的管壁上设有一排线性等距排列的调节孔(25)，两套 管和调节孔(25)的间距取值不同。
4、 根据权利要求l所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是下塔 体(7)通过塔底座(15)安装在塔基台(16)上，塔底座(15)设在下塔体(7) 的下方，与钻机机架(22)相邻。
5、 根据权利要求4所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是塔底座(15)的形状为台阶状，其上阶梯上设有塔体支承座(21)，下阶梯上设有油 缸铰支座(23)，下塔体(7)的底端通过塔底座(15)顶部的塔体支承座(21) 与塔底座(15)铰接；油缸(17)的底端铰接在下阶梯上的油缸绞支座(23) 上，顶端铰接在下塔体(7)上。
6、 根据权利要求5所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是在以 上设计中，上部塔体支承座(21)孔中心高度h接近钻机巻扬轴线高度H减去 巻扬刹车鼓半径R,即接近或等于机架高度，e为立轴中心与巻鼓中心的距离， 其大小由钻机架决定，在不影响钻机移车的情况下塔体支承座(21)尽量靠近 钻机机架(22)。
7、 根据权利要求l所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是在天 车梁(2)上设有副支撑，天车梁(2)为简支梁；其具体结构是天车梁(2)的 一侧固定在上塔体(5)的顶部，另一侧底部设有前、后两个铰支座(3)，在塔 体(4)的中部装有钻杆依梁(14)，在该钻杆依梁(14)顶面上也设有前、后 两个铰支座(3)，前斜支撑杆(8)和后斜支撑杆(9)分别铰接在上、下对应 的铰支座(3)间。
8、 根据权利要求7所述的地质探矿使用的多功能钻塔，其特征是在下 塔体(7)的上方再加装一个中塔体(26)和下钻杆依梁(27)，钻杆依梁(14) 与下钻杆依梁(27)之间由前竖支撑杆(28)和后竖支撑杆(29)铰接支撑； 下钻杆依梁(27)与前左副支腿(11)和后左副支腿(12)的上端铰接，下端 分别支撑在塔基台(16)上。
专利摘要本实用新型公开了一种地质探矿使用的多功能钻塔，包括钻机、塔体、钻杆依梁、天车、塔体斜支撑和塔基台；塔体为桅杆式桁架结构，由多节分塔体折叠铰接构成，下塔体可以直接或通过塔底座安装在塔基台上，在天车梁上设有副支撑，天车梁为简支梁；在塔体的中部装有钻杆依梁；有益效果是大幅度地降低了工人的劳动强度和辅助工作时间，提高了工作效率；由于塔体能够旋转，因而具有立塔和斜塔两种功能，可以在0-90度范围内实现任意角度钻孔；还为在地形狭小、陡峭，地形复杂的山区建塔在方便性和安全性方面都提供了极大的方便；由于天车梁为简支梁，因而其稳定性能明显提高，另外，通过改变天车轮的轮距可以和各种型号的立轴式钻机相结合，实现一塔多用。
文档编号E21B15/00GK201358720SQ200920099298
公开日2009年12月9日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者冯海权, 刘俊英, 刘银伟, 孙旭光, 张志明, 李玥珉, 维 王, 赵晓舟, 赵树山, 赵盛雯 申请人:赵树山