超大口径钻机吸排机头结构的制作方法
【专利摘要】超大口径钻机吸排机头结构，有一个行走电机封闭壳，内安装有行走电机，两侧分别连接着行走滚轮，行走滚轮与行走轨道匹配吻合；吸排外壳配装有弹性吸排管道，吸排外壳的法兰顺序连接着吸排筒，吸排筒下面连接有锥形的吸排罩，吸排罩下面连接着褶皱的可以伸缩的弹性裙；在吸排外壳下部的两侧，连接着承载滚轮，承载滚轮与承载轨道匹配吻合；在吸排外壳的外围安装有支撑杆；该结构的电源线，另一端与旋转钻架中的总电源线连接，该结构巧妙地安装在旋转钻架下部的导向轨道和承载轨道上，使得钻井作业配合旋转钻架地转动，能够覆盖整个的超大面积的作业面，结构简单、节能、体积小、成本低，能够很好地配合钻井的掘进作业。
【专利说明】超大口径钻机吸排机头结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻井机的吸排机头结构，尤其是一种超大口径钻机吸排机头结构。
【背景技术】
[0002]目前，用于钻井作业的钻井机，钻井口径大都比较小，并且钻井的深度也不够。这样对探井及工程作业非常的不利，不仅不能满足钻井的口径要求，在钻井作业过程中还浪费了过多的资源，一是现有的钻机体积大，难以运输，二是使用能量大，使钻井成本增加，尤其对超大直径的钻机更是如此，三是大型钻机的结构复杂，整机价格昂贵，比如地铁工程中使用的钻机就是如此。
[0003]目前，虽然有超大口径钻机出现，它的结构及作业原理是，它由旋转转架结构、钻掘头结构、吸排结构及旋转连接装置等部分组成,作业时,首先驱动旋转钻架转动，在旋转转架大圆径转动的同时，其旋转转架结构上安装的钻掘头结构与吸排结构，在同时自动自身转动挖掘，吸排结构同步在轨道中跟随钻掘头结构由小直径到大直径的来回往复移动，进行吸附及排渣，但是目前对超大口径钻机的具体结构均没有详细具体的解决，这些结构的解决目前还是较大的难题之一。
实用新型内容
[0004]为了解决在实际钻井作业中，存在的钻井钻机的诸多问题，本实用新型提供一种超大口径钻机吸排机头结构，该吸排机头结构是超大钻井口径钻机的结构之一，该结构安装在旋转钻架下部的导向轨道和承载轨道上，使得钻井作业配合旋转钻架的转动，能够覆盖整个的超大面积的作业面进行吸排作业，其结构简单、节能、体积小、成本低，能够很好地配合钻井的钻掘作业。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该超大口径钻机吸排机头结构，包括行走轨道、行走滚轮、支撑杆、行走电机、弹性吸排管道、行走电机封闭壳、吸排外壳、承载滚轮、承载轨道、吸排筒、吸排罩、弹性裙、电源线、钢环、弹性橡塑材料、旋转钻架，该超大口径钻机吸排机头结构，有一个碗状的行走电机封闭壳，该行走电机封闭壳一端带有法兰，该法兰与管状的吸排外壳的封闭端固定连接；行走电机封闭壳内安装有行走电机，行走电机的通轴穿过行走电机封闭壳的两侧，分别连接着行走滚轮，行走滚轮与行走轨道匹配吻合；吸排外壳上部横向的配装有弹性吸排管道，吸排外壳的下部法兰顺序连接着管状的吸排筒、锥形的吸排罩和褶皱的可以弹性伸缩的弹性裙，该弹性群能够贴近作业面更好地吸附泥沙，从而使渣土通过弹性吸排管道吸排出去。
[0006]所述的行走轨道和承载轨道是超大口径钻机旋转钻架结构中的轨道结构，该旋转钻架的轨道结构为一个矩形的框架结构，分为上下两层，上层为根行走轨道，下层为根承载轨道，该超大口径吸排机头结构就安装在其行走轨道和承载轨道上，该行走轨道和承载轨道的两端部，为一个平面的竖直面，两竖直面之间安装有圆柱形支撑杆，该支撑杆承载着电源线和弹性吸排管道，使其能够自如的压缩和展开。
[0007]所述的吸排外壳，在它下部的两侧，通过横轴横向垂直的连接着承载滚轮，承载滚轮与承载轨道匹配吻合；在吸排外壳的外围安装有支撑杆，使得该钻挖吸排机头整体结构能够被行走电机拉动行走，从而带动整个钻井吸排机头结构沿着承载轨道来回行走；该超大口径钻机吸排机头结构的电源线，弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑杆上，该电源线连接着行走电机，由于行走电机与安装在钻掘头的导线同步连接，因此该钻机吸排机头结构能够与钻机钻掘头同步行走；该吸排机头结构在轨道架之间移动时，该弹性螺旋电源线能够舒展或收缩，从而保证该吸排机头结构的供电。
[0008]所述的弹性吸排管道，是一种由钢环做支撑筋的圆管形的弹性橡塑材料管道，它既有很好的伸缩弹性，又有着很好的钢性，它由钢环做弹性吸排管道外围圆周内的支撑筋，使弹性吸排管道能够适应较高的正负压环境，既不会被压瘪，也不会被涨破；在弹性吸排管道的两侧，各设置有支撑杆，该支撑杆不仅能承担螺旋形电源线，使其既能压缩又能伸长，同时也能承担弹性吸排管道两侧的承托环，承托着弹性吸排管道，不仅使其压缩及伸长，又使它不至于打弯下垂，该弹性吸排管道穿过行走轨道和承载轨道折弯处，向上走与上部固定的吸排管道连通，通过地面上的吸排设备，通过吸排管道给与吸排机头2-5个负压，从而完成钻机钻掘头挖出的细碎的泥、沙、水等碎渣的吸排作业。
[0009]本实用新型的主要运作原理是，在地面上设有输电控制装置及负压吸渣排渣控制装置，输电装置需要有电源上下沟通，吸渣排渣装置需要有管道上下沟通，就是要在钻掘结构钻挖作业的同时，许多被挖的渣土需要及时的排吐出去，这就需要一个吸排结构，该结构不仅要动态的环境下能够很好地吸排作业，并且还能够与钻掘头15的移动挖掘同步地沿着钻掘头挖掘地轨迹，同步地进行吸排作业。
[0010]电流导线A、B、C通过L1、L2、L3端子顺序电连接隔离开关QS，低压断路器QF及交流接触器KM，交流接触器KM的输出端，分别接通行程控制器SA的输入端a、b、c端和a’、b’、c’端，行程控制器SA的输出端再分别通过热继电器接入电机Ml、M2的接线端子，电机外壳再接地，以上电路的控制原理是:当交流接触器KM启动时，电流通过行程控制器SA使电机正方向运转，当钻掘头结构触碰到限位点时，行程控制器通过开关触点的转换，促使电机Ml、M2反向转动，反之电机又正转。
[0011]该行程控制器SA通过其常开和常闭触点变换，完成电机Ml和M2的往返行进，从而促使钻机钻掘头和吸排机头的同步往返于承载轨道上，并完成钻掘和吸排作业。
[0012]本实用新型的有益效果是，该吸排机头结构是超大钻井口径钻挖的关键结构之一，该结构巧妙地安装在旋转钻架下部的导向轨道和承载轨道上，使得钻井作业配合旋转钻架地转动，能够覆盖整个的超大面积的作业面，结构简单、节能、体积小、成本低，能够很好地配合钻井的掘进作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]图1:为超大口径钻机吸排机头结构的剖面结构示意图。
[0015]图2:为超大口径钻机吸排机头结构安装在超大口径钻机的旋转钻架上的结构示意图。
[0016]图3:为超大口径钻机的弹性吸排管道纵剖面结构示意图。
[0017]图4:为超大口径钻机吸排机头结构的电路原理示意图。
[0018]图1中:1.行走轨道，2.行走滚轮，3.支撑杆，4.行走电机，5.弹性吸排管道，6.行走电机封闭壳，7.吸排外壳，8.承载滚轮，9.承载轨道，10.吸排筒，11.吸排罩，12.弹性裙。
[0019]图2中:1.行走轨道，9.承载轨道，12.弹性裙，13.吸排机头结构，14.电源线，
15.钻机钻掘头，18.旋转钻架。
[0020]图3中:16.钢环，17.弹性橡塑材料。
[0021]图4中:电机M2为行走电机4，电机Ml为钻机钻掘头15的行走电机。
【具体实施方式】
[0022]在图1中，该超大口径钻机吸排机头结构，包括行走轨道1、行走滚轮2、支撑杆3、行走电机4、弹性吸排管道5、行走电机封闭壳6、吸排外壳7、承载滚轮8、承载轨道9、吸排筒10、吸排罩11、弹性裙12、电源线14、钢环16、弹性橡塑材料17、旋转钻架18，该超大口径钻机吸排机头结构，有一个碗状的行走电机封闭壳6，该行走电机封闭壳6 —端带有法兰，该法兰与管状的吸排外壳7的封闭端固定连接；行走电机封闭壳6内安装有行走电机4，行走电机4的通轴穿过行走电机封闭壳6的两侧，分别连接着行走滚轮2，行走滚轮2与行走轨道I匹配吻合；吸排外壳7上部横向的配装有弹性吸排管道5，吸排外壳7的下部法兰顺序连接着管状的吸排筒10、锥形的吸排罩11和褶皱的可以弹性伸缩的弹性裙12，该弹性裙12能够贴近作业面更好地吸附泥沙，从而使渣土通过弹性吸排管道5吸排出去。
[0023]在图1、图2中，所述的行走轨道I和承载轨道9是超大口径钻机旋转钻架18结构中的轨道结构，该旋转钻架18的轨道结构为一个矩形的框架结构，分为上下两层，上层为2根行走轨道1，下层为2根承载轨道9，该超大口径吸排机头结构就安装在其行走轨道I和承载轨道9上，该行走轨道I和承载轨道9的两端部，为一个平面的竖直面，两竖直面之间安装有圆柱形支撑杆3，该支撑杆3承载着电源线14和弹性吸排管道4，使其能够自如的压缩和展开。
[0024]在图1中，所述的吸排外壳7，在它下部的两侧，通过横轴横向垂直的连接着承载滚轮8，承载滚轮8与承载轨道9匹配吻合；在吸排外壳7的外围安装有支撑杆3，使得该钻挖吸排机头整体结构能够被行走电机拉动行走，从而带动整个钻井吸排机头结构沿着承载轨道9来回行走；该超大口径钻机吸排机头结构的电源线14，弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑杆3上，该电源线14连接着行走电机4，由于行走电机4与安装在钻掘头的导线同步连接，因此该钻机吸排机头结构13能够与钻机钻掘头15同步行走；该吸排机头结构13在轨道架之间移动时，该弹性螺旋电源线14能够舒展或收缩，从而保证该吸排机头结构的供电。
[0025]在图1，2，3中，所述的弹性吸排管道5，是一种由钢环16做支撑筋的圆管形的弹性橡塑材料17管道，它既有很好的伸缩弹性，又有着很好的钢性，它由钢环16做弹性吸排管道5外围圆周内的支撑筋，使弹性吸排管道5能够适应较高的正负压环境，既不会被压瘪，也不会被涨破；在弹性吸排管道5的两侧，各设置有支撑杆3，该支撑杆3不仅能承担螺旋形电源线14，使其既能压缩又能伸长，同时也能承担弹性吸排管道5两侧的承托环，承托着弹性吸排管道5，不仅使其压缩及伸长，又使它不至于打弯下垂，该弹性吸排管道5穿过行走轨道I和承载轨道9折弯处，向上走与上部固定的吸排管道连通，通过地面上的吸排设备，通过吸排管道给与吸排机头2-5个负压，从而完成钻机钻掘头15挖出的细碎的泥、沙、水等碎渣的吸排作业。
[0026]在图1，2，3中，本实用新型的主要运作原理是，在地面上设有输电控制装置及负压吸渣排渣控制装置，输电装置需要有电源上下沟通，吸渣排渣装置需要有管道上下沟通，就是要在钻掘结构钻挖作业的同时，许多被挖的渣土需要及时的排吐出去，这就需要一个吸排结构，该结构不仅要在动态的环境下能够很好地吸排作业，并且还能够与钻掘头15的移动同步地沿着钻掘头挖掘地轨迹，同步地进行吸排作业。
[0027]电流导线A、B、C通过L1、L2、L3端子顺序电连接隔离开关QS，低压断路器QF及交流接触器KM，交流接触器KM的输出端，分别接通行程控制器SA的输入端a、b、c端和a’、b’、c’端，行程控制器SA的输出端再分别通过热继电器接入电机Ml、M2的接线端子，电机外壳再接地，以上电路的控制原理是:当交流接触器KM启动时，电流通过行程控制器SA使电机正方向运转，当钻掘头结构触碰到限位点时，行程控制器通过开关触点的转换，促使电机Ml、M2反向转动，反之电机又正转。
[0028]该行程控制器SA通过其常开和常闭触点变换，完成电机Ml和M2的往返行进，从而促使钻机钻掘头15和吸排机头13的同步往返于承载轨道9上，并完成钻掘和吸排作业。
【权利要求】
1.超大口径钻机吸排机头结构，包括行走轨道(I)、行走滚轮(2)、支撑杆(3)、行走电机(4 )、弹性吸排管道(5 )、行走电机封闭壳(6 )、吸排外壳(7 )、承载滚轮(8 )、承载轨道(9)、吸排筒(10)、吸排罩(11)、弹性裙(12)、电源线(14)、钢环(16)、弹性橡塑材料(17)，其特征是:该超大口径钻机吸排机头结构，有一个碗状的行走电机封闭壳(6)，该行走电机封闭壳(6)—端带有法兰，该法兰与管状的吸排外壳(7)的封闭端固定连接；行走电机封闭壳(6)内安装有行走电机(4)，行走电机(4)的通轴穿过行走电机封闭壳(6)的两侧，分别连接着行走滚轮(2)，行走滚轮(2)与行走轨道(I)匹配吻合；吸排外壳(7)上部横向的配装有弹性吸排管道(5)，吸排外壳(7)的下部法兰顺序连接着管状的吸排筒(10)、锥形的吸排罩(11)和褶皱的可以弹性伸缩的弹性裙(12)。
2.根据权利要求1所述的超大口径钻机吸排机头结构，其特征是:所述的行走轨道(I)和承载轨道(9 )是超大口径钻机旋转钻架(18 )结构中的轨道结构，该旋转钻架(18 )的轨道结构为一个矩形的框架结构，分为上下两层，上层为2根行走轨道(I )，下层为2根承载轨道(9)，该超大口径吸排机头结构就安装在其行走轨道(I)和承载轨道(9)上，该行走轨道(I)和承载轨道(9)的两端部，为一个平面的竖直面，两竖直面之间安装有圆柱形支撑杆(3)，该支撑杆(3)承载着电源线(14)和弹性吸排管道(4)。
3.根据权利要求1所述的超大口径钻机吸排机头结构，其特征是:所述的吸排外壳(7)，在它下部的两侧，通过横轴横向垂直的连接着承载滚轮(8)，承载滚轮(8)与承载轨道(9)匹配吻合；在吸排外壳(7)的外围安装有支撑杆(3);该超大口径钻机吸排机头结构的电源线(14)，弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑杆(3)上，该电源线(14)连接着行走电机(4)，行走电机(4)与安装在钻掘头的导线同步连接。
4.根据权利要求1所述的超大口径钻机吸排机头结构，其特征是:所述的弹性吸排管道(5)，是一种由钢环(16)做支撑筋的圆管形的橡塑复合材料管道(17)管道，它由钢环(16)做弹性吸排管道(5)外围圆周内的支撑筋；在弹性吸排管道(5)的两侧，各设置有支撑杆(3)，该弹性吸排管道(5)穿在行走轨道(I)和承载轨道(9)折弯处，向上与上部固定的吸排管道连通。
5.根据权利要求1所述的超大口径钻机吸排机头结构，其特征是:电流导线A、B、C通过L1、L2、L3端子顺序电连接隔离开关QS，低压断路器QF及交流接触器KM，交流接触器KM的输出端，分别接通行程控制器SA的输入端a、b、c端和a’、b’、c’端，行程控制器SA的输出端再分别通过热继电器接入电机M1、M2的接线端子，电机外壳再接地。
【文档编号】E21B7/00GK204002552SQ201420393718
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】李付星, 陈亮, 李清伟, 黄传辉, 李沛霖, 李传琪 申请人:徐州工程学院