一种水井钻井装置的制作方法

本发明涉及钻井装备技术领域，尤其涉及一种水井钻井装置。

背景技术：

钻井是指利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作；钻井在国民经济建设中的应用极为广泛。在农业钻井的过程中，一般采用车装钻机来实现钻井工作。车装钻机是一种可移动式的钻机组，其全部钻探设备(钻机、水泵或压气机、钻塔)组装在各种型式的车辆上，构成一个整体。在钻井成孔的方式中包括正循环钻进成孔和反循环钻进成孔等方式。正循环钻进是采用钻机回转装置通过钻杆带动钻头回转切削破碎岩土，泥浆泵泵送泥浆经过钻杆内腔输送到孔底，悬浮并携带钻渣，再经过钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面，实现排渣和护壁。反循环钻进指的是使冲洗介质由钻具与孔壁之间的环状空间流向孔底，携带岩屑再由钻具内孔返回地表的钻进方法。

现有的农用水井车装钻井装置均多采用反循环钻井方式进行作业，此种作业方式，排渣干净，但是渣土从钻杆中向上被抽出，钻杆内部容易出现堵塞情况，现有的钻井装置钻杆内部堵塞时处理不方便，给钻井工作带来较大阻碍。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷提供的一种水井钻井装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种水井钻井装置，包括：

钻井台；

钻杆，所述钻杆内部为中空结构，所述钻杆铰接在钻井台上并穿过钻井台；

泥浆泵，所述泥浆泵固定在钻井台上，所述泥浆泵的进料口与钻杆的上端密封连接且与钻杆的内部相连通；所述泥浆泵的出料口连接有出水管；

手控单向阀，所述手控单向阀固定在出水管上，所述手控单向阀包括壳体，所述壳体上端敞口且敞口上端覆盖有壳盖，所述壳体与壳盖之间设置有密封圈；所述壳体的一侧与出水管相连通，所述壳体另一侧设有与壳体的内腔连通的接头管，所述出水管延伸至壳体内部，所述壳体内设有阀瓣，所述阀瓣上端铰接在壳体内侧且阀瓣覆盖在出水管的端面，所述阀瓣靠近出水管端面一侧设有密封垫，所述壳体侧壁上铰接有转轴，所述转轴位于阀瓣与接头管之间，所述转轴上固定有挂钩，所述挂钩的端部设有弯钩部，所述弯钩部位于阀瓣的靠近出水管一侧；所述转轴用于旋转打开阀瓣；所述手控单向阀用于自由状态向出口方向单向通液以及控制状态双向通液；所述转轴的一端伸出壳体外侧并固定连接有旋转把手；

驱动电机，所述驱动电机固定在钻井台上，所述驱动电机的输出端与钻杆传动连接；

钻头，所述钻头可拆卸的连接在钻杆的下端。

进一步的，所述出水管的位于壳体内的一端端面为倾斜面，所述倾斜面与壳体侧壁垂直，且倾斜面底端与接头管的距离小于倾斜面上端与接头管的距离。

进一步的，所述出水管上设有抽气口，所述抽气口通过管路与外部车载真空泵的真空管相连。

进一步的，所述抽气口外连接有闸阀。

进一步的，所述钻井台一侧固定有托架，所述托架的两侧穿套有导杆，所述导杆的下端固定在支撑架上，所述支撑架与托架之间设有提升液压缸，所述提升液压缸的缸体底端铰接在支撑架上，所述提升液压缸的活塞杆端部铰接在托架上。

进一步的，所述支撑架的四周固定有支撑液压缸。

进一步的，所述支撑架上铰接有挡泥板，所述挡泥板设置数量为2件且布置在钻杆两侧。

进一步的，所述钻杆的外壁上固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮下方设有轴承；所述钻杆通过第一齿轮下方的轴承铰接在钻井台上，所述驱动电机的输出端固定连接有第二齿轮且第二齿轮与第一齿轮啮合传动。

进一步的，所述钻头包括钻筒，所述钻筒的外壁周圈均布有多个翼板，所述翼板端部设有斜边，多个翼板的斜边端部汇聚于一点且位于钻筒的中轴线上，所述翼板的斜边外侧固定有切割刀，切割刀上设有刀刃。

本发明还提供一种水井钻井车，安装有上述的水井钻井装置。

本发明使用时，驱动电机带动钻杆对地面泥土进行钻井作业，泥浆水从井口流入井内，泥浆泵将井底的渣土及泥水一起从钻杆内抽出，夹杂有渣土的泥水从出水管经手控单向阀后喷出，实现反循环作业成孔；在作业过程中，提升液压缸收缩，钻井台下降，使得钻杆下压钻孔，下降到底需加长钻杆时，将钻头与钻杆拆下，提升液压缸的伸缩杆伸出，将钻井台抬起，使得钻杆与钻头脱离，在钻杆与钻头之间连接中间钢管，然后继续钻井；手控单向阀的阀瓣覆盖在出水管的端面上，泥浆水从出水管端冲开铰接的阀瓣，阀瓣打开后泥浆水从接头管喷出；在加长钻杆或者停钻时，钻杆内的泥水回流，泥浆泵内有气体，此时通过外部真空泵对出水管内进行抽真空，阀瓣在真空作用下贴紧在出水管端部并将出水管端部封闭，保证泥浆泵内能够产生足够大的负压将泥浆水泵出；钻头堵塞时，泥浆泵停止工作，扳动手控单向阀外侧的旋转把手，转轴旋转带动弯钩部旋转，弯钩部将阀瓣扳动开启，使得接头管与出水管连通，接头管外接压力水源，压力水从接头管进入出水管再进入钻头中，将堵塞渣土冲出，对钻头进行清理；同时，钻头旋转钻井实现正循环钻井作业。

与现有技术相比，本发明提供的一种水井钻井装置，具有以下有益效果：

1、水井钻井装置能够实现反循环钻井，在钻头堵塞时，能够向钻头中冲入压力水，对钻头进行清理，防止堵塞；结构运行顺畅，操作方便；

2、出水管的端部设置倾斜面，阀瓣在重力作用下对出水管进行封闭，能够使得单向流通效果好；

3、通过提升液压缸与钻井台、托架、导杆、支撑架配合，提升液压缸驱动托架，导杆对托架进行导向，托架带动钻井台进行上下移动，支撑架支撑对提升液压缸、钻井台、托架、导杆进行支撑，使得结构运行平稳；

4、钻头采用多个翼板结构，切割效果好，能够方便清渣。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述：

图1为本发明提供的一种水井钻井装置的主视示意图；

图2为本发明提供的一种水井钻井装置的局部剖视示意图；

图3为本发明提供的一种水井钻井装置的侧视示意图；

图4为本发明提供的一种水井钻井装置中的手控单向阀与出水管结构示意图；

图5为本发明提供的一种水井钻井装置中的转轴、旋转把手、挂钩、弯钩部结构示意图；

图6为本发明提供的一种水井钻井装置中的钻头结构示意图；

图7为图6中a-a断面结构示意图。

图中标号说明：1-钻井台，2-钻杆，3-泥浆泵，4-钻头，5-手控单向阀，11-托架，12-导杆，13-支撑架，14-提升液压缸，15-支撑液压缸，16-挡泥板，31-出水管，311-抽气口，312-闸阀，313-倾斜面，51-壳体，52-壳盖，53-密封圈，54-密封垫，55-接头管，56-阀瓣，57-转轴，58-旋转把手，571-挂钩，572-弯钩部，41-钻筒，42-翼板，43-切割刀。

具体实施方式：

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚-完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明的实施例中所有方向性指示(诸如上-下-左-右-前-后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系-运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6及图7所示，一种水井钻井装置，包括：

钻井台1；

钻杆2，所述钻杆2内部为中空结构，所述钻杆2铰接在钻井台1上并穿过钻井台1；

泥浆泵3，所述泥浆泵3固定在钻井台1上，所述泥浆泵3的进料口与钻杆2的上端密封连接且与钻杆2的内部相连通；所述泥浆泵3的出料口连接有出水管31；

手控单向阀5，所述手控单向阀5固定在出水管31上，所述手控单向阀5包括壳体51，所述壳体51上端敞口且敞口上端覆盖有壳盖52，所述壳体51与壳盖52之间设置有密封圈53；所述壳体51的一侧与出水管31相连通，所述壳体51另一侧设有与壳体51的内腔连通的接头管55，所述出水管31延伸至壳体51内部，所述壳体51内设有阀瓣56，所述阀瓣56上端铰接在壳体51内侧且阀瓣56覆盖在出水管31的端面，所述阀瓣靠近出水管端面一侧设有密封垫54，所述壳体51侧壁上铰接有转轴57，所述转轴57位于阀瓣56与接头管55之间，所述转轴57上固定有挂钩571，所述挂钩571的端部设有弯钩部572，所述弯钩部572位于阀瓣56的靠近出水管31一侧；所述转轴57用于旋转打开阀瓣56；所述手控单向阀5用于自由状态向出口方向单向通液以及控制状态双向通液；所述转轴57的一端伸出壳体51外侧并固定连接有旋转把手58；

驱动电机6，所述驱动电机6固定在钻井台1上，所述驱动电机6的输出端与钻杆2传动连接；

钻头4，所述钻头4可拆卸的连接在钻杆2的下端。

具体的，所述出水管31的位于壳体51内的一端端面为倾斜面313，所述倾斜面313与壳体51侧壁垂直，且倾斜面313底端与接头管55的距离小于倾斜面313上端与接头管55的距离。

具体的，所述出水管31上设有抽气口311，所述抽气口311通过管路与外部车载真空泵的真空管相连。

具体的，所述抽气口311外连接有闸阀312。

具体的，所述钻井台1的一侧固定有托架11，所述托架11的两侧穿套有导杆12，所述导杆12的下端固定在支撑架13上，所述支撑架13与托架11之间设有提升液压缸14，所述提升液压缸14的缸体底端铰接在支撑架13上，所述提升液压缸14的活塞杆端部铰接在托架11上。

具体的，所述支撑架13的四周固定有支撑液压缸15。

具体的，所述支撑架13上铰接有挡泥板16，所述挡泥板16设置数量为2件且布置在钻杆2两侧。

具体的，所述钻杆2的外壁上固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮下方设有轴承；所述钻杆2通过第一齿轮下方的轴承铰接在钻井台1上，所述驱动电机6的输出端固定连接有第二齿轮且第二齿轮与第一齿轮啮合传动。

具体的，所述钻头4包括钻筒41，所述钻筒41的外壁周圈均布有多个翼板42，具体的，所述翼板42设置数量为3件，所述翼板42端部设有斜边，多个翼板42的斜边端部汇聚于一点且位于钻筒41的中轴线上，所述翼板42的斜边外侧固定有切割刀43，所述切割刀43上设有刀刃。

本发明还提供一种水井钻井车，安装有上述的水井钻井装置。

本发明的工作原理：驱动电机6带动钻杆2对地面泥土进行钻井作业，泥浆水从井口流入井内，泥浆泵3将井底的渣土及泥水一起从钻杆2内抽出，夹杂有渣土的泥水从出水管31经手控单向阀5后喷出，实现反循环作业成孔；在作业过程中，提升液压缸14收缩，钻井台1下降，使得钻杆2下压钻孔，下降到底需加长钻杆时，将钻头4与钻杆2拆下，提升液压缸14的伸缩杆伸出，将钻井台1抬起，使得钻杆2与钻头4脱离，在钻杆2与钻头4之间连接中间钢管，然后继续钻井；手控单向阀5的阀瓣56覆盖在出水管31的端面上，泥浆水从出水管31端冲开铰接的阀瓣56，阀瓣56打开后泥浆水从接头管55喷出；在加长钻杆或者停钻时，钻杆2内的泥水回流，泥浆泵3内有气体，此时通过外部真空泵对出水管31内进行抽真空，阀瓣56在真空作用下贴紧在出水管31端部并将出水管31端部封闭，保证泥浆泵3内能够产生足够大的负压将泥浆水泵出；钻头2堵塞时，泥浆泵3停止工作，扳动手控单向阀5外侧的旋转把手58，转轴57旋转带动弯钩部572旋转，弯钩部572将阀瓣56扳动开启，使得接头管55与出水管31连通，接头管55外接压力水源，压力水从接头管55进入出水管31再进入钻头4中，将堵塞渣土冲出，对钻头4进行清理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物。