一种自行走集成式水平定向钻的制造方法
【专利摘要】一种自行走集成式水平定向钻机，包括钻机平台，钻机平台的底部设有行走机构，钻机平台的顶部设有钻机本体，钻机本体包括机械钻进单元和液压驱动单元，行走机构包括两个前驱动轮和两个后驱动轮，在四个驱动轮的内侧均安装有行走驱动马达；所述液压驱动单元包括电动机液压泵站和柴油机液压泵站。本实用新型机动能力强、集成化程度高、准备时间短，将四个驱动轮的行走驱动马达与柴油机液压泵站相接，并通过调节柴油机转速和压力油的分配方式，使钻机获得不同的行驶速度和爬坡能力，将前驱动轮的转向油缸通过转向优先阀与柴油机液压泵站相接，从而实现钻机行驶时的转向和制动。
【专利说明】一种自行走集成式水平定向钻机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地质钻探设备，特别是一种自行走集成式水平定向钻机。
【背景技术】
[0002]随着先进开采方法的采用和生产的快速发展，钻掘交替矛盾日益突出，尤其是年采量超过千万吨的煤矿企业，对煤矿瓦斯抽采技术及先进钻探设备提出了更高的要求。目前煤矿井下所施工的长距离瓦斯抽放钻孔一般采用履带式或散装式自行走集成式水平定向钻机来完成。这两种钻机成孔速度相对较快，在纯钻进时间上可以满足目前煤矿生产的要求，但高的成孔速度也导致了高频率的搬迁，因这两种钻机一般采用电动机作为动力，电动机的电缆限制了搬迁的距离与灵活性，故较长距离的搬迁只能采用车载或人工的方式来完成，直接制约了大口径瓦斯抽采技术的推广，同时，不能满足煤矿瓦斯抽采钻进的需要，大大地限制了钻机的工作效率。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种机动能力强、集成化程度高、准备时间短、工作效率高，可满足煤矿瓦斯抽采钻进需要的自行走集成式水平定向钻机。
[0004]本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种自行走集成式水平定向钻机，包括钻机平台，钻机平台的四个角处分别设有液压支腿，钻机平台的底部设有行走机构，钻机平台的顶部设有钻机本体，钻机本体包括机械钻进单元和液压驱动单元，所述机械钻进单元包括泥浆泵、桅杆、滑动安装在桅杆上的动力头和固定安装在桅杆上与动力头配合的夹持器，在动力头与桅杆之间设有给进油缸，其特点是:行走机构包括前后对称设置的两个前驱动轮和两个后驱动轮，两个后驱动轮之间通过浮动桥相接，在四个驱动轮的内侧均安装有行走驱动马达；所述液压驱动单元包括安装在钻机平台中前部的电动机液压泵站和安装在电动机液压泵站后方钻机平台上的柴油机液压泵站，柴油机液压泵站的柴油机飞轮端串联有一个闭式液压泵和一个齿轮泵，闭式液压泵通过分流阀与四个行走驱动马达相接，齿轮泵通过转向优先阀与前驱动轮的转向油缸相接，在电动机液压泵站的输出轴端串接有两个柱塞液压泵，柱塞液压泵通过换向阀分别与动力头的液压马达、给进油缸、泥浆泵和液压支腿相接。
[0005]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在电动机液压泵站与柴油机液压泵站之间的钻机平台上安装有液压油箱。
[0006]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述桅杆的后部与钻机平台之间设有固定架，桅杆通过横向铰接轴与固定架铰接，在桅杆的前部与钻机平台之间铰接有长度可调的支撑杆，在桅杆的中部与钻机平台之间安装有钻进角度调节装置。
[0007]本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述钻进角度调节装置为调节油缸，调节油缸设有2个且左右对称设置。
[0008]与现有技术相比，本实用新型机动能力强、集成化程度高、准备时间短，将四个驱动轮的行走驱动马达通过分流阀与柴油机液压泵站的液压泵相接，并通过调节柴油机转速和压力油的分配方式，使钻机获得不同的行驶速度和爬坡能力，将前驱动轮的转向油缸通过转向优先阀与柴油机液压泵站的齿轮泵相接，从而实现钻机行驶时的转向和制动；将电动机液压泵站的柱塞液压泵通过换向阀分别与动力头的液压马达、给进油缸、泥浆泵和液压支腿相接，为钻机施工所需的辅助动作提供动力源。本实用新型满足了煤矿瓦斯抽采钻进的需要。而且，基于其卓越的自身性能，该钻机也可用于井下探放水、地质构造和煤层厚度探测、煤层注水、顶底板注浆等各类施工。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为图1的俯视图；
[0011]图3为本实用新型行驶液压系统原理图；
[0012]图4为本实用新型钻进液压系统原理图。
【具体实施方式】
[0013]一种自行走集成式水平定向钻机，包括钻机平台1，钻机平台I的四个角处分别设有液压支腿10，钻机平台I的底部设有行走机构，钻机平台I的顶部设有钻机本体，钻机本体包括机械钻进单元和液压驱动单元，所述机械钻进单元包括泥浆泵11、桅杆3、滑动安装在桅杆3上的动力头6和固定安装在桅杆3上与动力头6配合的夹持器9，在动力头6与桅杆3之间设有给进油缸，行走机构包括前后对称设置的两个前驱动轮2和两个后驱动轮8，两个后驱动轮8之间通过浮动桥相接，在四个驱动轮的内侧均安装有行走驱动马达；所述液压驱动单元包括安装在钻机平台I中前部的电动机液压泵站14和安装在电动机液压泵站14后方钻机平台上的柴油机液压泵站16，柴油机液压泵站16的柴油机飞轮端串联有一个闭式液压泵17和一个齿轮泵30，闭式液压泵17通过分流阀29与四个行走驱动马达相接，齿轮泵30通过转向优先阀20与前驱动轮2的转向油缸21相接，在电动机液压泵站14的输出轴端串接有两个柱塞液压泵，柱塞液压泵通过换向阀36分别与动力头的液压马达35、给进油缸、泥浆泵的液压马达37和液压支腿10相接。所述钻机平台I的左前部安装一个工作台13，工作台13内集成了方向盘、行车制动阀25、驻车制动阀23、行驶档位切换按钮、照明开关、各种钻探操作手柄、以及各种监控仪表等，并配上相应的操作座椅，工作台13高度集成化，几乎所有钻进及行驶的操作都可在此完成。在钻机平台I上，还可按需要集成真空电磁启动器12、钻进导向仪器、各种灯具、脚踏板等，以方便或满足钻探施工及行驶的需要。
[0014]在电动机液压泵站14与柴油机液压泵站16之间的钻机平台上安装有液压油箱15 ;所述桅杆3的后部与钻机平台I之间设有固定架7，桅杆3通过横向铰接轴与固定架7铰接，在桅杆3的前部与钻机平台I之间铰接有长度可调的支撑杆4，在桅杆3的中部与钻机平台I之间安装有钻进角度调节装置5 ;所述钻进角度调节装置5为调节油缸，调节油缸设有2个且左右对称设置。
[0015]所述行走驱动马达都带有行车制动和驻车制动功能，其中设置在前驱动轮上的行走驱动马达27又有自由轮的功能，设置在后驱动轮上的行走驱动马达26为双速马达，可以在全排量工作和半排量工作两种状态之间自如切换。所述柴油机液压泵站16安装在钻机平台I中部的后端，在其飞轮端安装有一个闭式液压泵17和一个齿轮泵30。电动机液压泵站14安装在钻机平台I中部的前端，在其输出轴上安装两个柱塞液压泵。钻机平台右侧安装有桅杆3、动力头6、夹持器9、卡盘等。钻机平台的左前侧安装有工作台13，钻机平台I的四角安装有四个液压支腿10，用来在钻机施工时对钻机进行定位固定。液压油箱15安装在钻机平台的中间位置。在钻机平台的其余空闲部分还可按需要安装供钻机行驶和工作的泥浆泵11、真空电磁启动器12等。
[0016]本实用新型行驶液压原理为:在柴油机的飞轮端串接了闭式液压泵17及齿轮泵30，当柴油机开始运转时，向上扳动安装在工作台上的液控阀18的手柄，闭式液压泵17输出的高压油经A 口通过分流阀29后分为四路，其中两路通过两个自由轮阀28分别进入到钻机平台的两个前驱动轮行走驱动马达27的A 口，另两路直接进入到两个后驱动轮行走驱动马达26的A 口，前、后驱动轮行走驱动马达在压力油作用下正转转，钻机开始向前行驶。操作换挡阀块19按钮使分流阀29处于自由分流状态，四个行走驱动马达可以工作在不同的流量和压力下，此时钻机适合在平坦路面行驶；操作换挡阀块19按钮使分流阀29处于强制分流状态，四个行走驱动马达工作分配到的流量一致，四个驱动轮的转动速度基本一致，整机适合在坑洼路面行驶；这两种状态下，四个行走驱动马达均工作在全排量下，整机行驶速度较低，但爬坡能力强，此为钻机行驶的第I档。操作换挡阀块19按钮使自由轮阀28切换，前驱动轮工作在自由轮状态，后驱动轮行走驱动马达全排量驱动，此时钻机行驶速度提高一倍，爬坡能力却降低一半，此为钻机行驶的第II档。操作换挡阀块按钮使自由轮阀仍保持在切换状态，后驱动轮行走驱动马达切换到半排量状态，此时钻机行驶速度再提升一倍，但爬坡能力也再降一半，此即为钻机行驶的第III档。向下液控阀的手柄，闭式液压泵反转，闭式液压泵的压力油口转为吸油口，而吸油口变为压力油口，行走驱动马达反转，钻机向后行驶，向后行驶的档位切换控制方式与向前行驶一致。当液控阀的手柄置于中位时，闭式液压泵不输出压力油，此时柴油机虽转动，钻机却处于停止状态。钻机行驶过程中，通过蹬踏安装在工作台上的柴油机油门踏板，可以加大或减小柴油机转速，闭式液压泵的转速增大，输出的压力油的流量也相应增加或减少，钻机行驶速度相应加快或减慢。齿轮泵输出的压力油通过安装在方向盘下端的转向优先阀20，扳动方向盘，转向优先阀20将压力油分配到转向油缸21并推动转向油缸21活塞运动,带动前驱动轮转向。当钻机不需要转向流量或所需转向流量较低时，转向优先阀20通过充液阀22为蓄能器24充液，为驻车制动或行车制动储蓄压力油。当需要对钻机进行制动时，操作驻车制动阀的手柄或行车制动阀的脚踏板，蓄能器24内储存的压力油通过驻车制动阀或行车制动阀进入到前驱动轮行走驱动马达和后驱动轮行走驱动马达内，行走驱动马达在压力油作用下制动，从而实现了钻机的驻车制动和行车制动。
[0017]本实用新型钻进液压原理为:电动机31输出轴端串接了两个前后设置的柱塞泵液压32、33，在电动机31驱动下，前柱塞泵32液压从油箱吸油，输出的压力油进入换向阀36后分为三路，第一路进入动力头马达35，驱动动力头马达35正转、反转或停止；第二路进入给进油缸，推动动力头快速前进或后退；第三路进入泥浆泵马达37或11联手动换向阀38，进入泥浆泵马达37的压力油驱动泥浆泵工作，为钻进施工提供钻进液；进入11联手动换向阀38的压力油可按需要分配到各个支撑、固定或调角油缸中，对钻机进行安装固定及对钻进角度进行调节。液控手柄39用来对换向阀的各联提供控制油，控制各联换向或停止；后柱塞泵33从油箱吸油，输出的压力油进入组合控制阀块34，组合控制阀块34将高压油进行调压后按需要分配到夹持器、卡盘、主轴抱紧装置或给进油缸中，驱动卡盘、夹持器及主轴抱紧装置工作，或推动动力头慢速前进或后退。
【权利要求】
1.一种自行走集成式水平定向钻机，包括钻机平台，钻机平台的四个角处分别设有液压支腿，钻机平台的底部设有行走机构，钻机平台的顶部设有钻机本体，钻机本体包括机械钻进单元和液压驱动单元，所述机械钻进单元包括泥浆泵、桅杆、滑动安装在桅杆上的动力头和固定安装在桅杆上与动力头配合的夹持器，在动力头与桅杆之间设有给进油缸，其特征在于:行走机构包括前后对称设置的两个前驱动轮和两个后驱动轮，两个后驱动轮之间通过浮动桥相接，在四个驱动轮的内侧均安装有行走驱动马达；所述液压驱动单元包括安装在钻机平台中前部的电动机液压泵站和安装在电动机液压泵站后方钻机平台上的柴油机液压泵站，柴油机液压泵站的柴油机飞轮端串联有一个闭式液压泵和一个齿轮泵，闭式液压泵通过分流阀与四个行走驱动马达相接，齿轮泵通过转向优先阀与前驱动轮的转向油缸相接，在电动机液压泵站的输出轴端串接有两个柱塞液压泵，柱塞液压泵通过换向阀分别与动力头的液压马达、给进油缸、泥浆泵和液压支腿相接。
2.根据权利要求1所述的自行走集成式水平定向钻机，其特征在于:在电动机液压泵站与柴油机液压泵站之间的钻机平台上安装有液压油箱。
3.根据权利要求1所述的自行走集成式水平定向钻机，其特征在于:所述桅杆的后部与钻机平台之间设有固定架，桅杆通过横向铰接轴与固定架铰接，在桅杆的前部与钻机平台之间铰接有长度可调的支撑杆，在桅杆的中部与钻机平台之间安装有钻进角度调节装置。
4.根据权利要求3所述的自行走集成式水平定向钻机，其特征在于:所述钻进角度调节装置为调节油缸，调节油缸设有2个且左右对称设置。
【文档编号】E21B7/04GK203835256SQ201420163289
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】卢明立, 姜汉勇, 黎毅力 申请人:连云港天宏装备制造有限公司