一种轻型便捷式液压电动钻井机的制作方法

本实用新型涉及钻井打桩机械，尤其涉及一种轻型便捷式液压电动钻井机。

背景技术：

在工程应用中，有很多液压式电动钻井机，但这类钻井机体积庞大，安装维修麻烦，移动不变。在一些钻井条件比较苛刻情况下，钻井机很难进行平衡操作，并且工作噪音大，极大影响了居民生活。在一些民用的水井的施工中，耗能高，钻井成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种轻型便捷式液压电动钻井机，适合在泥土层、流沙层、岩土层和卵石等地质条件下钻井，结构简单，操作容易，体积小，重量轻，噪音小。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种轻型便捷式液压电动钻井机，包括液压站、动力系统、机架、自卸系统，机架包括内机架、外机架、底座，内机架与外机架滑动连接，外机架固定在底座上，液压站放置在机架的底座上，液压站中航程液压顶的缸体与外机架通过销轴连接，航程液压顶的活塞与内机架固定连接，动力系统通过链条与外机架连接，链条的一端连接动力系统，另一端绕过固定于内机架顶部的滑轮连接外机架，动力系统与内机架滑动连接；自卸系统包括自卸底盘和自卸挂钩，自卸底盘放置在机架底座上，自卸挂钩安装在动力系统传动轴的底部。

所述液压站包括二号电动机、油泵、油箱、航程液压顶、液压小顶、分配阀、油管，二号电动机与油泵传动连接，油泵和分配阀分别与油箱连接，分配阀通过油管连接航程液压顶和液压小顶；

分配阀上有A、B、C、D四个油口，D油口通过一号油管连接油泵，A油口通过五号油管连接航程液压顶，C油口通过三号油管连接油箱，B油口通过七号油管连接三号油管，在七号油管上安装有液压小顶控制阀，钻探控制阀的两端分别连接七号油管和五号油管，四号油管的一端连接液压小顶的上腔，另一端连接七号油管，二号油管的一端连接五号油管和钻探控制阀，另一端连接液压小顶的下腔。

油泵通过六号油管连接油箱。

所述动力系统包括一号电动机、一号电动机支架、进水口管、平衡阀、变速箱、变速箱支架、传动轴、皮带、皮带轮，一号电机固定在一号电机支架上，一号电动机支架的下端设有长孔，通过螺栓与变速箱的四个角相连，一号电机通过皮带轮和皮带连接变速箱蜗杆，变速箱的上端通过平衡阀连接进水口管，进水口管与泥浆水泵或空压机相连，变速箱的下端连接传动轴，变速箱固定在变速箱支架上，变速箱支架与内机架滑动连接，并与链条连接。

所述自卸底盘包括固定架、把手、门板、挡块、轴，门板通过轴与固定架铰接，两个门板的中间部位设有圆孔，圆孔的边缘固定有挡块，把手固定在门板上。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

一种轻型便捷式液压电动钻井机，只需控制两台电动机及水泵的电力按钮，通过调节分配阀来控制整个钻井过程。钻井机结构简单、操作容易、重量轻、耐用、维修安装方便，钻井速度快，适合任何地点任何地势钻井工作；本实用新型采用液压上下驱动，工作噪音低，且驱动力较大，面对复杂的地形，钻井机能够进行轻微调整，使其在雨天泥泞场地依旧可以方便移动；液压自动系统和自卸钻杆系统让原本需三人操作的钻井机，变成只需要两人就能完成钻井过程，极大地减少了人力资源和生产成本。

附图说明

图1是一种轻型便捷式液压电动钻井机立体结构示意图(后面)。

图2是一种轻型便捷式液压电动钻井机立体结构示意图(前面)。

图3是一种轻型便捷式液压电动钻井机立体结构示意图(安装有钻杆)。

图4是一种轻型便捷式液压电动钻井机中机架示意图。

图5是一种轻型便捷式液压电动钻井机中液压油管分布示意图一。

图6是一种轻型便捷式液压电动钻井机中液压油管分布示意图二。

图7是一种轻型便捷式液压电动钻井机中分配阀油口分示意布图。

图8是链条与变速箱支架的连接示意图。

图9是皮带松紧调节螺栓的结构示意图。

图10是一种轻型便捷式液压电动钻井机中传动轴示意图一。

图11是一种轻型便捷式液压电动钻井机中传动轴示意图二。

图12是一种轻型便捷式液压电动钻井机中传动轴示意图三。

图13是自卸挂钩的结构示意图。

图14是钻杆与下端三通出水管连接示意图。

图15是自卸底盘的结构示意图。

图16是一种轻型便捷式液压电动钻井机中钻杆示意图。

图17是一种轻型便捷式液压电动钻井机中控制柜内部元件分布示意图。

图中：1-皮带轮、2-皮带、3-控制箱、310-一号电动机接线口、311-双排跳动器、312-备用开关、313-总闸开关、314-单向电插排、315-单排跳动器、316-二号电动机接线口、317-水泵接线口、4-航程液压顶、5-扶手支架、6-油泵、7-钻头、8-油箱、9-液压小顶、10-二号电机、11-油管、111-一号油管、112-二号油管、113-三号油管、114-四号油管、115-五号油管、116-六号油管、117-七号油管、12-液压小顶控制阀、13-升降操作杆、14-分配阀、15-钻探控制阀、16-内机架、17-外机架、171-装卸挂钩、172-短圆管、173-底座、174-角铁支架、175-横梁、18-链条、19-一号电机、20进水口管、21-一号电机支架、22-平衡阀、23-变速箱、24-变速箱支架、25-传动轴、251-上端三通进水管、252-中轴、253-胶管、254-下端三通出水管、255-扭力轴、256-三孔圆盘、257-外螺纹短管、26-自卸挂钩、27-轮胎、28-自卸底盘、281-把手、282-轴、283-挡块、284-固定架、285-门板、29-皮带松紧调节螺栓、291-定位螺母、30-钻杆、301-外螺纹管、302-钢管、303-内螺纹管、304-自卸铆头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进一步说明：

如图1、图2所示，一种轻型便捷式液压电动钻井机，包括液压站、动力系统、机架、自卸系统，机架包括内机架16、外机架17、底座173，内机架16与外机架17滑动连接，外机架17固定在底座173上，液压站放置在机架的底座173上，液压站中航程液压顶4的缸体与外机架17通过销轴连接，航程液压顶4的活塞与内机架16固定连接，动力系统通过链条18与外机架17连接，链条18的一端连接动力系统，另一端绕过固定于内机架16顶部的滑轮连接外机架17，动力系统与内机架16滑动连接；自卸系统包括自卸底盘28和自卸挂钩26，自卸底盘28放置在机架底座173上，自卸挂钩26安装在动力系统传动轴25的底部。

见图3，钻杆30和钻头7安装在传动轴25的底部。

见图4，外机架的底座173是由方管组焊而成，固定在外机架17的底部，在外机架17的底部固定有横梁175，航程液压顶4的缸体通过销轴连接在横梁175上。在外机架17的两侧还固定有短圆管172用于安装轮胎27。液压站放置在机架的底座173上，液压站的液压小顶9固定在底座173的横梁上，活塞穿过底座173顶在地面上。固定在底座173上的角钢支架174用于放置和固定液压站。在外机架17的外侧固定有用于调运的装卸挂钩171。外机架17是用槽钢组焊而成，内机架16槽钢外侧上安装有轴承作为滑轮设置在外机架槽钢的内槽中，二者之间可以相对滑动。

见图1、图5、图6、图7，所述液压站包括二号电动机10、油泵6、油箱8、航程液压顶4、液压小顶9、分配阀14、油管11，二号电动机10与油泵6传动连接，油泵6和分配阀14分别与油箱8连接，分配阀14通过油管连接航程液压顶4和液压小顶9；

分配阀14上有A、B、C、D四个油口，D油口通过一号油管111连接油泵，A油口通过五号油管115连接航程液压顶4，C油口通过三号油管113连接油箱8，B油口通过七号油管117连接三号油管113，在七号油管117上安装有液压小顶控制阀12，钻探控制阀15的两端分别连接七号油管117和五号油管115，四号油管114的一端连接液压小顶9的上腔，另一端连接七号油管117，二号油管112的一端连接五号油管115和钻探控制阀15，另一端连接液压小顶9的下腔；

油泵6通过六号油管116连接油箱8。

见图1、图2，所述动力系统包括一号电动机19、一号电动机支架21、进水口管20、平衡阀22、变速箱23、变速箱支架24、传动轴25、皮带2、皮带轮1，一号电机19固定在一号电机支架21上，一号电动机支架21的下端设有长孔，通过螺栓与变速箱23的四个角相连，一号电机19通过皮带轮1和皮带2连接变速箱23蜗杆，变速箱23内部采用蜗轮蜗杆结构，通过控制一号电动机19与变速箱23的皮带轮1的配比，改变钻具转速，变速箱23的上端通过平衡阀22连接进水口管20，进水口管20与泥浆水泵或空压机相连，实现泥浆液或气体的循环运输，变速箱23的下端连接传动轴25，变速箱23固定在变速箱支架24上，变速箱支架24与内机架16滑动连接，并与链条18连接。

见图1、见图8，变速箱支架24与链条18的一端固定连接，链条18另一端绕过固定于内机架16顶部的滑轮连接外机架17。内机架16是用槽钢组焊而成，变速箱支架24上安装有轴承作为滑轮设置在内机架槽钢的内槽中，变速箱支架24与内机架16之间可以相对滑动。

见图9，在靠近皮带轮1侧，一号电动机支架21的两个支腿的旁边设有两个皮带松紧调节螺栓29，定位螺母291固定在一号电动机支架21支腿上，皮带松紧调节螺栓29旋拧在定位螺母291中，螺栓头顶住变速箱23侧缘上。松开一号电动机支架21的固定螺栓，旋拧皮带松紧调节螺栓29可以调节皮带轮1上的皮带2的松紧。

见图10、图11、图12，传动轴25包括上端三通进水管251、下端三通出水管254、胶管253、扭力轴255、中轴252，中轴252通过扭力轴255与上端三通进水管251连接，扭力轴255四边为四个突出的圆柱体，其中相对的两个圆柱体与中轴252上面的两个内孔转动连接，另两个相对的圆柱体与上端三通进水管251下面的两个内孔转动连接，通过扭力轴255加大变速箱23传递给钻杆30的扭矩，同时减小钻杆30反作用于变速箱23蜗轮蜗杆的扭矩，减小其损伤，上端三通进水管251设置在变速箱23输出轴外侧，通过螺纹连接，下端三通出水管254固定在中轴252的底部，上端三通进水管251和下端三通出水管254通过胶管253相连，实现通水通气。

在下端三通出水管254的底部设有三孔圆盘256和外螺纹短管257，三孔圆盘256用于连接自卸挂钩26，外螺纹短管257用于连接钻杆30。

见图2、图3，钻井机工作时，泥浆水泵开启，水经过进水口管20、平衡阀22、变速箱23、上端三通进水管251、胶管253、下端三通出水管254和钻杆30进入钻头7旋转工作位置，挖出的泥土溶于水形成泥浆，泥浆从钻井口溢出，将泥土带出地面，同时也可以使土质酥松，减少钻头7阻力，易于钻井工作。为了节约用水，当泥浆足够多且泥浆中泥土较少时，可以将泥浆循环利用，当泥浆中泥土过多时，此时可以继续加入水。

见图15，所述自卸底盘28包括固定架284、把手281、门板285、挡块283、轴282，门板285通过轴282与固定架284铰接，两个门板285的中间部位设有圆孔，圆孔的边缘固定有挡块283，把手281固定在门板285上。

见图16，钻杆30包括外螺纹管301、钢管302、内螺纹管303、自卸铆头304，外螺纹管301和内螺纹管303固定在钢管302的两端，在内螺纹管303的外壁上固定有自卸铆头304。钻头7通过螺纹连接在外螺纹管301上。

见图14、图15，钻井时由于钻井深度较深，需要将多个钻杆30首尾相连在一起，延长钻杆30的长度。安装钻杆30时，先将第一个钻杆30一端和钻头7连接，另一端连接在下端三通出水管254的外螺纹短管257上，启动一号电机19和航程液压顶4，将钻头7和钻杆30钻于地下。安装第二根钻杆30时，将自卸底盘28放置在底座173上，将两个门板285合扣在一起，将已经钻到地下的第一根钻杆30的内螺纹管303露在门板285的圆孔外，第一个钻杆30内螺纹管303上的自卸铆头304卡在挡块283上，将第二根钻杆30的外螺纹管301与第一根钻杆30的内螺纹管303对接，然后将第二根钻杆30的内螺纹管303与下端三通出水管254的外螺纹短管257对接，将一号电机19正转(轻点正转开关)，此时下端三通出水管254、第二根钻杆30和第一根钻杆30相互拧紧，然后撤掉自卸底盘28，进行钻井工作。以此类推进行下一个钻杆30的安装。

见图13、图15，自卸挂钩26的上端设有法兰，下端设有挂钩。钻井工作完成以后，需要将连在一起的诸多钻杆30依次卸掉。卸钻杆30之前将泥浆水泵关闭，此时将一号电机19反转(轻点反转开关)，并配合航程液压顶4的抬起动作，将下端三通出水管254的外螺纹短管257从离地面的第一个钻杆30上卸下。将自卸挂钩26通过螺栓连接在下端三通出水管254底部的三孔圆盘256上，将离地面第一个钻杆30的自卸铆头304挂在自卸挂钩26的挂钩上。将自卸底盘28放置在底座173上，将两个门板285合扣在一起，自卸挂钩26向上拉起，将离地面的第二根钻杆30的内螺纹管303露在门板285的圆孔外，此钻杆30内螺纹管303上的自卸铆头304卡在挡块283上，此时将一号电机19反转(轻点反转开关)，并配合航程液压顶4的抬起动作，将离地面第一个钻杆30卸下，人为地将该钻杆30从自卸挂钩26上取下。以此类推进行下一个钻杆30的拆卸。

见图1、图17，在外机架17上还固定有控制柜3，控制柜3由总闸开关313、备用开关312、单相电插排314、一号电动机接线口310、二号电动机接线口316、水泵接线口317组成，其中的总闸开关313上端口为外线接入端口，分为一号线、二号线、三号线和零线接线口，备用开关312上端口与总闸开关313相连，备用开关312下端口呈断开状态，单相电插排314接单相电电器，一号电动机接线口310由双排跳动器311组成，控制一号电动机19正反转，二号电动机接线口316与水泵接线口317由单排跳动器315组成，单向控制二号电动机10与水泵的运转。控制柜3侧面设有水泵开关、油泵(二号电机)开关、一号电动机开关和正反转开关，点动开关控制一号电动机19全转和点转。

液压小顶9用于将钻机顶起，方便轮胎27的拆装。

一种轻型便捷式液压电动钻井机的钻井方法，通过控制液压站油路的运行控制航程液压顶4和液压小顶9的升起和降落，通过控制一号电机19和变速箱23配合航程液压顶4的升起和降落进行钻井，同时通过控制一号电机19和变速箱23实现钻杆30的安装和自卸；液压站油路运行的具体方式如下：

1)航程液压顶4上升：关闭钻探控制阀15，往里推升降操作杆13，此时，分配阀14的A、D油口接通，B、C油口不通，液压油经六号油管116、油泵8、一号油管111、分配阀14的A、D油口和五号油管115进入航程液压顶4，推动液压杆上升，使内机架16上升；

2)航程液压顶4快速下降：此时二号电动机10停止，往外拉升降操作杆13，此时分配阀14的A、C油口接通，B、D油口接通，由于动力系统等部件自重的缘故，液压油经五号油管115、分配阀14的A、C油口、三号油管113回到油箱8，实现航程液压顶4快速下降；

3)航程液压顶4速度可调下降：不操作升降操作杆13，分配阀14的A、B油口不通，C、D油口接通，液压小顶控制阀12打开，钻探控制阀15控制回油速度，液压油经五号油管115、钻探控制阀15、液压小顶控制阀12、三号油管113回到油箱8，实现航程液压顶4的速度控制；

4)液压小顶9上升：液压小顶控制阀12和钻探控制阀15关闭，升降操作杆13向外拉，此时分配阀14的A、C油口接通，B、D油口接通，液压油经六号油管116、油泵6、一号油管111、分配阀14的B、D油口、四号油管114进入液压小顶9的上腔，液压小顶9下腔的液压油经二号油管112、分配阀14的A、C油口、三号油管113被迫流回油箱8，实现其上升；

5)液压小顶9复位：打开液压小顶控制阀12，液压油经四号油管114、液压小顶控制阀12、三号油管113回到油箱8，液压小顶9恢复原位。

本实用新型的具体操作如下：

(1)将钻井机移动至钻井点，撤掉轮胎27，使钻井机底座173着地，通过木板来调节钻机的钻探平衡状态，保证钻头7与地面处于垂直状态。

(2)安装钻头7，调节钻探控制阀15使钻头7缓慢垂直落在钻井点，打开泥浆水泵开关，出水后，调节钻探控制阀15，打开一号电动机19正转开关，配合升降操作杆13的使用，开始进行钻探工作，钻井机正常运转后，适当调节钻探控制阀15，控制钻探的速度。

(3)换钻杆30过程，通过自卸底盘28卡住下端钻杆30的自卸铆头304，关闭水泵和钻探控制阀15，伴随升降操作杆13的使用，点击一号电动机19的正反转按钮，进行钻杆30的拆卸和安装。

(4)钻探过程，每钻一根钻杆30，需上下来回拉升钻杆2到3次，主要目的使井的内壁光滑，在钻探完成后易进行下管道或钢筋笼子的放置操作。

操作中应注意事项：

(1)在钻进过程中，注意各运动部件的温升情况。钻机表面温升和变速箱23中的油液温升≤40℃，油泵6和变速箱23外表面最高温度≤60℃，油箱8出油口液压油的最高温度≤60℃，一号电动机19与二号电动机10的最高温度≤85℃，否则应停机检查并加以处理。

(2)观察钻机在钻进过程中的运动状态，若发现有异常声响、动力系统振动过大、机架有摆动，应停机检查并加以处理。

(3)换向不能过快，以免造成液压冲击，损坏机件。

(4)发现油泵6声音异常，应及时检查油箱8液压油的油量，低于油箱8三分之二，应停机加油。