双机构侧推式水平定向钻机

537 编辑：中冶有色技术网来源：南京龙睿智能科技有限公司

2024-03-11 14:46:59

权利要求书： 1.一种双机构侧推式水平定向钻机，包括底盘总成、导轨架、推拉平台、动力头、两套推拉机构及夹持器总成，其特征在于，所述导轨架设置于底盘总成上，所述导轨架包括两根平行的导轨梁，所述推拉平台的两端分别与所述两根导轨梁滑动连接，所述动力头设置于所述推拉平台的中心位置，所述两套推拉机构对称设置在所述推拉平台的两端，且所述两套推拉机构的推拉力轴线与所述动力头的旋转主轴的轴线在同一平面上；所述夹持器总成设置于所述导轨架的前端。

2.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述导轨梁上设置有导轨板。

3.根据权利要求2所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述推拉平台两侧分别设置有滑动座及嵌入式支座，且所述滑动座在所述导轨板上滑动。

4.根据权利要求3所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述动力头下端通过螺栓嵌入式连接于所述推拉平台上的嵌入式支座。

5.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述两套推拉机构为组合式油缸，各由一个推拉油缸及两个助力油缸构成，所述两个助力油缸分别对称设置于所述推拉油缸上下两端，且所述推拉油缸及两个助力油缸的活塞杆的轴线处在同一立面上；所述两套组合式油缸的推拉油缸的活塞杆轴线与所述动力头的旋转主轴轴线处在同一平面上。

6.根据权利要求5所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述推拉油缸与两个助力油缸的机械连接方式为串联组合，即所述推拉油缸的活塞杆分别对称连接于所述导轨架前端的基座上，所述助力油缸的缸筒分别对称连接于所述推拉油缸缸筒的上下两端，所述助力油缸的活塞杆连接于所述推拉平台上。

7.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述底盘总成上设有前调角油缸、后调角油缸及支承架，所述前调角油缸的缸筒底部铰连接在所述底盘总成的前部，其活塞杆铰连接于所述导轨架底部靠前位置；所述支承架底端铰连接于所述底盘总成的前部，其顶端铰连接于所述导轨架底部靠后位置；所述后调角油缸的缸筒底部铰连接去所述底盘总成的后部，其活塞杆铰连接于所述支承架的中部。

8.根据权利要求7所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述前调角油缸及所述后调角油缸的数量均为2个。

9.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述推拉机构由齿条及齿轮组构成，所述两套推拉机构的齿条分别对称设置于所述两条导轨梁的内侧面，所述齿条的轴心与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上，所述两套推拉机构的齿轮组分别对称设置于所述推拉平台的两端，通过液压马达驱动沿所述齿条前后移动。

10.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述推拉机构为油缸及齿条、齿条组合式推动机构，其推拉力的轴线与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上。

11.根据权利要求1所述的一种双机构侧推式水平定向钻机，其特征在于，所述推拉机构为单油缸式，所述两套推拉机构的油缸的活塞杆对称固定在导轨架的前端，缸筒对称地连接在所述推拉平台的两侧，所述两套推拉机构的油缸的活塞杆的中心轴与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上。

说明书：一种双机构侧推式水平定向钻机技术领域[0001] 本实用新型属于工程钻探技术领域，特别是涉及一种双机构侧推式水平定向钻机。背景技术[0002] 水平定向钻机是一种需要强大的回拉力的钻机，其主要动作是旋转与推拉，目前国内外水平定向钻机的设计，都是将旋转动力头布置在大梁的上部，通过动力头上的滚轮/滑座与大梁上的轨道板相连，动力头需要输出的强大回拉力，是通过动力头下方的齿轮齿条机构或油缸推拉机构来驱动，驱动力先作用在动力头的下部结构(也称下箱体)，通过下部结构与上部结构的连接传递到动力头的上部结构(也称上箱体)，再通过上部结构传递到钻机的旋转主轴上，因此现有的水平定向钻机在实际的使用过程中存在以下不足：[0003] 1.推拉机构的驱动合力与旋转主轴轴心线或钻杆的推拉反力不在一个轴线上，导致结构受到偏心力矩影响，存在偏心受力的情况，从而导致偏心受力摩擦引起的机械效率损失、机构推拉工作不稳定及由于强化结构强度而带来的结构复杂笨重、生产成本高等问题；[0004] 2.钻杆在旋转主轴的推拉反力作用点高，整机抗倾覆性较差，钻机在回拉管道时，在反作用力下，在前侧出现较大的倾覆力矩，从而导致钻机有向前倾覆的潜在风险；[0005] 因此，有必要对现有技术进行改进，以解决上述技术问题。实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于提供一种无偏心受力、抗倾覆性强的一种双机构侧推式水平定向钻，解决现有水平定向钻在实际使用过程中存在偏心受力大、易倾覆的问题。[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：[0008] 一种双机构侧推式水平定向钻机，包括底盘总成、导轨架、推拉平台、动力头、两套推拉机构及夹持器总成；所述导轨架设置于底盘总成上，所述导轨架包括两根平行的导轨梁，所述推拉平台的两端分别与所述两根导轨梁滑动连接，所述动力头设置于所述推拉平台的中心位置，所述两套推拉机构对称设置在所述推拉平台的两端，且所述两套推拉机构的推拉力轴线与所述动力头的旋转主轴的轴线在同一平面上；所述夹持器总成设置于所述导轨架的前端。[0009] 优选地，所述导轨梁上设置有导轨板。[0010] 优选地，所述推拉平台两侧分别设置有滑动座及嵌入式支座，且所述滑动座在所述导轨板上滑动。[0011] 优选的，所述动力头下端通过螺栓嵌入式连接于所述推拉平台上的嵌入式支座。[0012] 优选地，所述两套推拉机构为组合式油缸，各由一个推拉油缸及两个助力油缸构成，所述两个助力油缸分别对称设置于所述推拉油缸上下两端，且所述推拉油缸及两个助力油缸的活塞杆的轴线处在同一立面上；所述两套组合式油缸的推拉油缸的活塞杆轴线与所述动力头的旋转主轴轴线处在同一平面上。[0013] 优选的，所述推拉油缸与两个助力油缸的机械连接方式为串联组合，即所述推拉油缸的活塞杆分别对称连接于所述导轨架前端的基座上，所述助力油缸的缸筒分别对称连接于所述推拉油缸缸筒的上下两端，所述助力油缸的活塞杆连接于所述推拉平台上。[0014] 优选的，所述底盘总成上设有前调角油缸、后调角油缸及支承架，所述前调角油缸的缸筒底部铰连接在所述底盘总成的前部，其活塞杆铰连接于所述导轨架底部靠前位置；所述支承架底端铰连接于所述底盘总成的前部，其顶端铰连接于所述导轨架底部靠后位置；所述后调角油缸的缸筒底部铰连接去所述底盘总成的后部，其活塞杆铰连接于所述支承架的中部。

[0015] 优选的，所述前调角油缸及所述后调角油缸的数量均为2个。[0016] 进一步的，所述推拉机构也可以由齿条及齿轮组构成，所述两套推拉机构的齿条分别对称设置于所述两条导轨梁的内侧面，所述齿条的轴心与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上，所述两套推拉机构的齿轮组分别对称设置于所述推拉平台的两端，通过液压马达驱动沿所述齿条前后移动。[0017] 进一步的，所述推拉机构也可以为油缸及齿条、齿条组合式推动机构，其推拉力的轴线与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上。[0018] 进一步的，所述推拉机构也可以为单油缸式，所述两套推拉机构的油缸的活塞杆对称固定在导轨架的前端，缸筒对称地连接在所述推拉平台的两侧，所述两套推拉机构的油缸的活塞杆的中心轴与所述动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上。[0019] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：[0020] 1、采用双推拉机构的设计，两套推拉机构的推拉力轴线与动力头旋转主轴的轴线处于同一平面上，且两套推拉机构对称设置在动力头两侧，这样就能保证两套推拉机构推拉力的合力与与动力头旋转主轴的轴线重合能够和施工过程中钻杆传递给旋转主轴的反力构成一对平衡力，避免了以往推拉驱动力的合力与钻杆推拉反力不同轴心而产生的偏心力矩；本实用新型使结构受力得到优化，一方面消除了由于偏心力矩引起的机械摩擦造成的机械效率损失，使整机的工作效率得以提高；另一方面，结构复杂程度得到简化、结构重量减轻，使结构的生产制作成本得到降低；同时还消除了偏心力矩因素在推拉运行过程中的影响，提高了整机工作的稳定性。[0021] 2、本实用新型的动力头采用嵌入式结构装入推拉平台，降低了动力头旋转主轴在整机空间结构上的高度，即降低了在施工过程中钻杆推拉反力在整机上的作用点高度，使整机抗倾覆性增强，从而提高了钻机在施工过程中的人机安全性。[0022] 3、本实用新型通过前调角油缸、及后调角油缸的配合，实现导轨架与底盘总成之间的夹角调整，从而调整动力头旋转主轴轴线的角度，实现钻机入射角的调整。[0023] 4、本实用新型的推拉机构采用组合式油缸结构，由1个推拉油缸和2个助力油缸构成，两套推拉机构合计有6个油缸，可以提供比传统钻机更大的推拉力，同时能够比传统单油缸推拉结构提供更大的推拉行程，本实用新型可以提供的推拉最大推拉行程为1个推拉油缸及1个助力油缸的活塞杆长度之和。附图说明[0024] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例配合附图进行描述介绍。[0025] 图1为本实用新型实施例一的结构示意图；[0026] 图2为本实用新型实施例一不含底盘总成的结构立体图；[0027] 图3为本实用新型实施例一不含底盘总成的结构主视图；[0028] 图4为本实用新型实施例一不含底盘总成的结构俯视图；[0029] 图5为本实用新型实施例一的推拉机构的结构示意图；[0030] 图6为本实用新型实施例一的底盘总成的结构示意图；[0031] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：[0032] 1、底盘总成；101、前调角油缸；102、后调角油缸；103、支承架；2、导轨架；201、导轨梁；202、导轨板；3、推拉平台；301、滑动座；302、嵌入式支座；4、动力头；401、旋转主轴；5、推拉机构；501、推拉油缸；502、助力油缸；6、夹持器总成。具体实施方式[0033] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。[0034] 实施例一[0035] 请参阅图1?6所示，本实施例提供一种双机构侧推式水平定向钻机，包括底盘总成(1)、导轨架(2)、推拉平台(3)、动力头(4)、两套推拉机构(5)及夹持器总成(6)。[0036] 所述底盘总成(1)上设有两个前调角油缸(101)、两个后调角油缸(102)及一个支承架(103)，所述前调角油缸(101)的缸筒铰连接在所述底盘总成(1)的前部，其活塞杆铰连接于所述导轨架(2)底部靠前位置；所述支承架(103)底端铰连接于所述底盘总成(1)的前部，其顶端铰连接于所述导轨架(2)底部靠后位置；所述后调角油缸(102)的缸筒底部铰连接于所述底盘总成(1)的后部，其活塞杆铰连接于所述支承架(103)的中部。[0037] 所述导轨架(2)包括两根平行的导轨梁(201)，所述导轨梁(201)上设置有导轨板(202).[0038] 所述推拉平台(3)两侧分别设置有滑动座(301)，且所述滑动座在所述导轨板(202)上滑动。[0039] 所述动力头(4)设置于所述推拉平台(3)的中心位置，所述动力头(4)下端通过螺栓嵌入式连接于所述推拉平台(3)上的嵌入式支座(302)。[0040] 所述两套推拉机构(5)对称设置在所述推拉平台(3)的两端，所述两套推拉机构(5)为组合式油缸，各由一个推拉油缸(501)及两个助力油缸(502)构成，所述两个助力油缸(502)分别对称设置于所述推拉油缸(501)上下两端，且所述推拉油缸(501)及两个助力油缸(502)的活塞杆的轴线处在同一立面上；所述两套组合式油缸(5)的推拉油缸(501)的活塞杆轴线与所述动力头(4)的旋转主轴(401)轴线处在同一平面上。[0041] 所述推拉油缸(501)与两个助力油缸(502)的机械连接方式为串联组合，即所述推拉油缸(501)的活塞杆分别对称连接于所述导轨架(2)前端的基座上，所述助力油缸(502)的缸筒分别对称连接于所述推拉油缸(501)缸筒的上下两端，所述助力油缸(502)的活塞杆连接于所述推拉平台上。[0042] 所述夹持器总成设置于所述导轨架的前端。[0043] 本实施例采用双推拉机构的设计，两套推拉机构(5)的推拉力轴线与动力头(4)旋转主轴(401)的轴线处于同一平面上，且两套推拉机构(5)对称设置在动力头(4)两侧，这样就能保证两套推拉机构(5)推拉力的合力与与动力头(4)旋转主轴(401)的轴线重合能够和施工过程中钻杆传递给旋转主轴(401)的反力构成一对平衡力，避免了以往推拉驱动力的合力与钻杆推拉反力不同轴心而产生的偏心力矩；本实施例使结构受力得到优化，一方面消除了由于偏心力矩引起的机械摩擦造成的机械效率损失，使整机的工作效率得以提高；另一方面，结构复杂程度得到简化、结构重量减轻，使结构的生产制作成本得到降低；同时还消除了偏心力矩因素在推拉运行过程中的影响，提高了整机工作的稳定性。

[0044] 本实施例的动力头(4)采用嵌入式结构装入推拉平台(3)，降低了动力头(4)旋转主轴(401)在整机空间结构上的高度，即降低了在施工过程中钻杆推拉反力在整机上的作用点高度，使整机抗倾覆性增强，从而提高了钻机在施工过程中的人机安全性。[0045] 本实施例通过前调角油缸(101)、及后调角油缸(102)的配合，实现导轨架(2)与底盘总成(1)之间的夹角调整，从而调整动力头(4)旋转主轴(401)轴线的角度，实现钻机入射角的调整。[0046] 本实施例的推拉机构(5)采用组合式油缸结构，由1个推拉油缸(501)和2个助力油缸(502)构成，两套推拉机构合计有6个油缸，可以提供比传统钻机更大的推拉力；同时能够比传统单油缸推拉结构提供更大的推拉行程，本实用新型可以提供的推拉最大推拉行程为推拉油缸(501)及助力油缸(502)的活塞杆长度之和。[0047] 实施例二[0048] 基于实施例一提供的一种双机构侧推式水平定向钻机，在实际使用中，所述推拉机构(5)也可以由齿条及齿轮组构成，所述两套推拉机构(5)的齿条分别对称设置于所述两条滑轨梁(201)的内侧面，所述齿条的轴心与所述动力头(4)旋转主轴(401)的轴线处于同一平面上，所述两套推拉机构(5)的齿轮组分别对称设置于所述推拉平台(3)的两端，通过液压马达驱动沿所述齿条前后移动。[0049] 实施例三[0050] 基于实施例一和实施例二提供的一种双机构侧推式水平定向钻机，在实际的使用中，所述推拉机构(5)也可以为油缸及齿条、齿条组合式推动机构，其推拉力的轴线与所述动力头(4)旋转主轴(401)的轴线处于同一平面上。[0051] 以上仅为本实用新型的优选实施例，并不限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。