[發明專利]超大口徑鉆機鉆掘頭結構

有效

• 申請號: 201410338049.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104074460A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 李付星;陳亮;黃傳輝;李沛霖;李傳琪
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: E21B4/04
• 分類號: E21B4/04;E21B11/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種鉆井機的鉆掘頭結構，尤其是一種超大口徑鉆機鉆掘頭結構。

背景技術

???目前，用于鉆井作業的鉆井機，鉆井口徑大都比較小，并且鉆井的深度也不夠。這樣對鉆井作業非常的不利，不僅不能滿足鉆井的口徑要求，并且在鉆井作業過程中還浪費了過多的資源，一是現有的鉆機體積大，難以運輸，二是使用能量大，使鉆井成本增加，尤其對超大直徑的鉆井更是如此，三是大型鉆機的結構復雜，整機價格昂貴。比如地鐵工程中使用的鉆機就是如此。

目前，雖然有超大口徑鉆機出現，它的結構及作業原理是，它由旋轉轉架結構、鉆掘頭結構、吸排結構及旋轉連接裝置等部分組成，作業時，首先驅動旋轉鉆架轉動，在旋轉轉架大圓徑轉動的同時，其旋轉轉架結構上安裝的鉆掘頭結構與吸排結構，同時鉆掘頭結構自動自身轉動挖掘，吸排結構同步在軌道中跟隨鉆掘頭結構由小直徑到大直徑的來回移動，進行吸附及排渣，但是目前對超大口徑鉆機的具體結構均沒有詳細具體的解決，這些結構的解決目前還是一個很大的難題。

發明內容

為了解決在實際鉆井作業中，存在的鉆井鉆機的諸多問題，本發明提供一種超大口徑鉆機鉆掘頭結構，該鉆掘頭結構是超大鉆井口徑鉆機的關鍵結構之一，該結構巧妙地安裝在旋轉鉆架下部的導向軌道和承載軌道上，使得鉆井作業配合旋轉鉆架地轉動，能夠覆蓋整個的超大面積的作業面，結構簡單、節能、體積小、成本低，能夠很好地配合鉆井的鉆掘作業。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該超大口徑鉆機鉆掘頭結構，包括行走軌道、行走滾輪、行走電機封閉殼、行走電機、掘進電機、電機封閉殼、電機軸、固定鍵、承載滾輪、承載軌道、鉆掘機構封閉殼、鉆掘刀架、轉動套、軸承、承載托盤、觸碰開關、電源線、鉆掘頭結構、旋轉鉆架；該超大口徑鉆機鉆掘頭結構，有一個碗狀的行走電機封閉殼，該行走電機封閉殼一端帶有法蘭，該法蘭與電機封閉殼的封閉端固定連接，行走電機封閉殼內安裝有行走電機，行走電機的通軸轉動配合穿過行走電機封閉殼的兩側，分別連接著行走滾輪，行走滾輪與行走軌道匹配吻合；電機封閉殼內部配裝有提供動力的掘進電機，電機封閉殼的法蘭順序連接著承載托盤及鉆掘機構封閉殼，電機軸轉動配合穿過承載托盤與十字形的轉動套的上端通過固定鍵連接，轉動套的下端轉動配合穿過鉆掘機構封閉殼的底端，其下部軸向的錐度內螺紋連接著鉆掘刀架，鉆掘刀架為“┴”字形，它的上部是帶錐度的圓柱形，并設有螺紋結構，該螺紋結構與轉動套錐度內螺紋匹配吻合連接，鉆掘刀架的下部為圓盤形并焊接有刀頭，轉動套為十字形，它的周圍為一個垂直于轉動套軸向的平面托盤，平面托盤上下分別安裝著軸承，該軸承為平面推力球軸承，軸承的最底端頂壓著鉆掘機構封閉殼內的底端平面，軸承的最上端頂壓著承載托盤的下平面，從而承載托盤與鉆掘機構封閉殼把軸承和轉動套牢牢固定，使轉動套只能夠軸向轉動不能夠偏離軸線晃動，從而達到鉆掘刀架穩定的鉆掘作業；所述的行走軌道和承載軌道是超大口徑鉆機旋轉架結構中的軌道結構，該旋轉架的軌道結構為一個矩形的框架結構，分為上下兩層，上層為2根行走軌道，下層為2根承載軌道，該超大口徑鉆掘頭結構就安裝在其行走軌道和承載軌道上，該行走軌道和承載軌道的兩端部為一個平面的豎立面；在電機封閉殼下部的兩側，通過橫軸橫向垂直的連接著承載滾輪，承載滾輪與承載軌道匹配吻合；在電機封閉殼的外圍兩側分別安裝有觸碰開關，使得該鉆機鉆掘頭結構能夠在行走時，觸碰到承載軌道的兩端及時通過觸碰開關改變行走電機的轉動方向，從而帶動整個鉆井鉆掘頭結構沿著承載軌道往復行走；在旋轉鉆架的轉動中，促使鉆掘刀架覆蓋整個作業面鉆掘作業；該超大口徑鉆機鉆掘頭結構的電源線，彈性螺旋吊掛在軌道架兩端之間的支撐桿上，其電源線與旋轉鉆架中的總電源線連接，該鉆掘頭結構在軌道架之間移動時，該彈性螺旋電源線能夠舒展或收縮，從而保證該鉆掘頭結構的供電。

本發明的主要運作原理是，在地面上設有控制超大口徑鉆機鉆掘頭結構的控制裝置，該控制裝置要通過旋轉驅動電機控制旋轉轉架的整體旋轉，同時更要控制鉆掘機頭機構的正常作業，使鉆掘頭不僅要由小直徑到大直徑的有規律的平行移動，即隨著旋轉轉架的圓周運動而平行移動，同時還要有自身的旋轉鉆掘作業，并且還有跟進和回撤運動，所以該發明結構比較復雜，它不僅在動態的環境下能夠很好地鉆掘作業，并且還能夠與吸排結構的吸排作業配合同步；在鉆掘頭結構的結構中，其中的行走電機負責它的平行往復移動，其中的掘進電機即負責鉆掘頭的旋轉鉆掘作業。