专利名称：地源热泵深孔钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种施工机械，具体说是一种地源热泵深孔的专用钻机。
背景技术：
为减轻燃煤取暖造成的城市大气污染，现在很多地方采用空调机。由于室内外温差越大，空调机的热泵效率越低、起动越困难，于是又利用地层深处的恒温作为室外热源。这就需要向地下钻深孔，一般要钻到200m左右或更深。钻这种深孔目前没有专用钻机。各地一直采用现有的在地质勘探取样时用的地质钻来施工。这种钻机也在农村用来打井。一个200m的井快则一天慢则三天钻成，非常适用。但用来钻地源热泵项目的深孔就太慢了，因为一个工地不是只钻一个孔而是成百上千个孔。陕西宝鸡一工地钻孔钻了三年。为推广节能减排的地源热泵项目，必须设计制造大幅度提闻钻孔速度的专用深孔钻机。为此让我们首先分析目前采用的钻孔方法及设备为什么钻孔速度慢。原因是钻机功能不适应。钻200m深孔必须多次接长钻杆。现有底驱式小型地质钻钻孔时，2/3以上的时间用在接钻杆上，而且都是人工完成。四个工人一台钻机，十分辛苦。如果把连接和拆卸钻杆的工作由机械完成，不仅减轻了工人劳动强度，而且机械操作不必考虑钻杆是否人工拿得动，可以做长一些，减少同样钻深尺寸下所需用钻杆的根数，从而减少装卸次数。顶驱方式也能省去接、拆驱动杆的麻烦，加快钻进速度。压缩2/3的非钻进时间，就能将钻孔速度提高数倍。
发明内容我们要解决的技术问题是:设计一种不烧油全电动的遥控操作的深孔钻机，要求它具有足够大施压钻进能 力和足够大的拔钻力以及足够大的转动钻头扭矩，装卸钻杆的工作全部由机械代替人力完成。我们解决上述技术问题的方法是:设计一种全电动的地源热泵深孔钻机，其由履带行走系统、钻机平台、立柱、顶驱动力头和电控系统构成，其特征在于:钻机立柱上下两端分别装有顶驱钻孔和底驱卸钻杆装置，立柱下端一侧或两侧装有钻杆转动吊架，吊架上装有钻杆夹头，电控系统中装有遥控接收装置。
通过附图说明这种同时安装了顶驱、底驱和钻杆装卸装置的钻机结构。图1钻机整体视图图2钻杆转动吊架结构图3钻杆吊架夹头结构图 4底驱卸钻杆结构图5下卡盘俯视图图中:1.立柱，2.底驱电机减速机，3.主卷扬机，4.起架卷扬机，5.电动支腿，
6.电控箱，7.加压卷扬机,8.钻机平台,9.履带行走系统,10.钻杆小卷扬机,11.下卡盘，12.卸钻杆底驱装置，13.钻杆吊架，14.钻杆，15.顶驱动力头，16.钻杆夹头，17.吊架调整杆，18.丁字形转动架，19.弹簧，20.夹头常闭挂销，21.链条，22.底驱中空轴，23.底驱转盘挡轴。
具体实施方式
钻孔时利用钻杆吊架14将钻杆15吊至钻机中心钻孔位置，将钻杆插入底驱中空轴23内，放松钻杆小卷扬11，常开状的钻杆夹头17自动松开脱离钻杆，人工用扳手卡住钻杆、下降顶驱动力头16并使之正转，动力头下锥螺纹拧入钻杆上端成为一体。在下卡盘12的下方将钻头装到钻杆上即可进行钻孔。每续接一节钻杆只需卡住下节钻杆，反转动力头退出下节钻杆后提升动力头至立柱顶端，将续接钻杆接入即可，钻进时需要施压可用加压卷扬机8通过滑轮对顶驱动力头16加压。顶驱动力头中空轴上端装有正反循环泥浆导流器。钻至预定深度拆卸钻杆过程如下:提升顶驱动力头16将一节钻杆提至卸钻杆底驱装置13上方。合起下卡盘12防止钻杆下落，用扳手卡住要卸的钻杆，反转动力头使之与钻杆上端脱离，用扳手卡住下节钻杆另一扳手卡住应卸的上节钻杆并将此扳手置于卸钻杆底驱转盘上，反转底驱装置13使转盘上挡轴24带动扳手反转使此节钻杆与下节钻杆脱离。用钻杆吊架上夹头17(弹簧20横置挂在夹头常闭挂销21上，使其处于常闭状态，钻杆夹头可通过改变其上弹簧与挂销相连接位置使夹头处于常开或常闭状态。)夹住钻杆，上提至顶端将钻杆吊离卸下。下降动力头正转拧入下一节钻杆，提至顶端重复上述过程。本新型钻机一台钻机仅需要2名工人操作。遥控操作使操作工人得以从钻机上脱身，便于上述装卸钻杆工作完成。本钻机如果将钻杆换成盒式吊管，就可以使用振冲器成孔。使用时随振冲器钻进土中不断续接盒形吊管。盒形吊管可以是圆形，但方形容易加工多为方形，两节之间插入销子连接。续接时将电缆水管气管纳入盒中关上盒盖，下端用销子连接上端由盒式吊管压头压住即成一封闭管状长盒，保护电缆水管气管同时抵制振冲器的反向转动。振冲器成孔的速度比正反循环钻孔快数十倍。本新型钻机一举将地源热泵深孔的钻进速度提高6 12倍。在减少了一半操作工人的同时大大降低了操作者的劳动强度。
权利要求1.一种地源热泵深孔钻机，其由履带行走系统、钻机平台、立柱、顶驱动力头和电控系统构成，其特征在于:钻机立柱上下两端分别装有顶驱钻孔和底驱卸钻杆装置，立柱下端一侧或两侧装有钻杆转动吊架，吊架上装有钻杆夹头，电控系统中装有遥控接受装置。
2.根据权利要求1所述的地源热泵深孔钻机，其特征是:所说的钻杆夹头通过改变其上弹簧与挂销相连接位置使夹头处于常开或常闭状态。
专利摘要一种采用机械装卸钻杆的地源热泵深孔钻机。钻机的立柱上下两端分别装有顶驱钻孔和底驱卸钻杆装置，立柱下端一侧或两侧装有钻杆转动吊架，吊架上有钻杆夹头，此夹头装钻杆时处于常开状态，卸钻杆时处于常闭状态。遥控操作使工人得以从钻机上脱身，采用机械代替人力装卸钻杆。从而缩短了装卸钻杆的非钻进工作时间，提高钻进速度6倍以上。此钻机可以用多节的盒式吊管代替钻杆使用振冲器成孔，更将钻孔速度提高数十倍。这种深孔钻机减少操作工人一半的同时大大减轻了工人劳动强度。
文档编号E21B15/00GK203008777SQ20122059047
公开日2013年6月19日 申请日期2012年10月28日 优先权日2012年10月28日
发明者石午江, 郝庆林, 任明俊, 石允中, 张巍, 陈 峰, 史香芸, 石兴 申请人:石午江