超大口径钻机钻掘头结构

摘要

本发明涉及一种超大口径钻机钻掘头结构，该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；电机封闭壳内部配装有掘进电机，连接着承载托盘及钻掘机构封闭壳，电机轴与转动套的上端通过固定键连接，转动套的下端穿过钻掘机构封闭壳的底端，连接着钻掘刀架，转动套的周围安装着轴承，在电机封闭壳下部的两侧，连接着承载滚轮，承载滚轮与承载轨道匹配吻合，在电机封闭壳的外围安装有触碰开关，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。

权利要求

1.一种超大口径钻机钻掘头结构，包括行走轨道（1）、行走滚轮（2）、行走电机封闭壳（3）、行走电机（4）、掘进电机（5）、电机封闭壳（6）、电机轴（7）、固定键（8）、承载滚轮（9）、承载轨道（10）、钻掘机构封闭壳（11）、钻掘刀架（12）、转动套（13）、轴承（14）、承载托盘（15）、触碰开关（16）、电源线（17）、钻掘头结构（18）、旋转钻架（19）；其特征是：该超大口径钻机钻掘头结构，有一个碗状的行走电机封闭壳（3），该行走电机封闭壳（3）一端带有法兰，该法兰与电机封闭壳（6）的封闭端固定连接，行走电机封闭壳（3）内安装有行走电机（4），行走电机（4）的通轴转动配合穿过行走电机封闭壳（3）的两侧，分别连接着行走滚轮（2），行走滚轮（2）与行走轨道（1）匹配吻合；电机封闭壳（6）内部配装有提供动力的掘进电机（5），电机封闭壳（6）的法兰顺序连接着承载托盘（15）及钻掘机构封闭壳（11），电机轴（7）转动配合穿过承载托盘（15）与十字形的转动套（13）的上端通过固定键（8）连接，转动套（13）的下端转动配合穿过钻掘机构封闭壳（11）的底端，其下部轴向的锥度内螺纹连接着钻掘刀架（12），钻掘刀架（12）为“┴”字形，它的上部是带锥度的圆柱形，并设有螺纹结构，该螺纹结构与转动套（13）锥度为螺纹匹配吻合连接，钻掘刀架（12）的下部为圆盘形并焊接有刀头，转动套（13）为十字形，它的周围为一个垂直于转动套（13）轴向的平面托盘，平面托盘上下分别安装着轴承（14），该轴承（14）为平面推力球轴承，轴承的最底端顶压着钻掘机构封闭壳（11）内的底端平面，轴承（14）的最上端顶压着承载托盘（15）的下平面；在电机封闭壳（6）下部的两侧，通过横轴横向垂直的连接着承载滚轮（9），承载滚轮（9）与承载轨道（10）匹配吻合；在电机封闭壳（6）的外围两侧分别安装有触碰开关（16）；该超大口径钻机钻掘头结构的电源线（17），弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑线上，其另一端与旋转钻架（19）中的总电源线连接。

2.根据权利要求1所述的超大口径钻机钻掘头结构，其特征是：所述的行走轨道（1）和

承载轨道（10）是超大口径钻机旋转架结构中的轨道结构，该旋转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2根行走轨道（1），下层为2根承载轨道（10），该超大口径钻掘头结构就安装在其行走轨道（1）和承载轨道（10）上，该行走轨道（1）和承载轨道（10）的两端部为一个平面的竖立面。

3.根据权利要求1所述的超大口径钻机钻掘头结构，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。

说明书

超大口径钻机钻掘头结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻井机的钻掘头结构，尤其是一种超大口径钻机钻掘头结构。

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。这样对钻井作业非常的不利，不仅不能满足钻井的口径要求，并且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井更是如此，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，同时钻掘头结构自动自身转动挖掘，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一个很大的难题。

发明内容

[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，本发明提供一种超大口径钻机钻掘头结构，该钻掘头结构是超大钻井口径钻机的关键结构之一，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钻掘作业。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该超大口径钻机钻掘头结构，包括行走轨道、行走滚轮、行走电机封闭壳、行走电机、掘进电机、电机封闭壳、电机轴、固定键、承载滚轮、承载轨道、钻掘机构封闭壳、钻掘刀架、转动套、轴承、承载托盘、触碰开关、电源线、钻掘头结构、旋转钻架；该超大口径钻机钻掘头结构，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，该法兰与电机封闭壳的封闭端固定连接，行走电机封闭壳内安装有行走电机，行走电机的通轴转动配合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；电机封闭壳内部配装有提供动力的掘进电机，电机封闭壳的法兰顺序连接着承载托盘及钻掘机构封闭壳，电机轴转动配合穿过承载托盘与十字形的转动套的上端通过固定键连接，转动套的下端转动配合穿过钻掘机构封闭壳的底端，其下部轴向的锥度内螺纹连接着钻掘刀架，钻掘刀架为“┴”字形，它的上部是带锥度的圆柱形，并设有螺纹结构，该螺纹结构与转动套锥度内螺纹匹配吻合连接，钻掘刀架的下部为圆盘形并焊接有刀头，转动套为十字形，它的周围为一个垂直于转动套轴向的平面托盘，平面托盘上下分别安装着轴承，该轴承为平面推力球轴承，轴承的最底端顶压着钻掘机构封闭壳内的底端平面，轴承的最上端顶压着承载托盘的下平面，从而承载托盘与钻掘机构封闭壳把轴承和转动套牢牢固定，使转动套只能够轴向转动不能够偏离轴线晃动，从而达到钻掘刀架稳定的钻掘作业；所述的行走轨道和承载轨道是超大口径钻机旋转架结构中的轨道结构，该旋转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2根行走轨道，下层为2根承载轨道，该超大口径钻掘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立面；在电机封闭壳下部的两侧，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；在电机封闭壳的外围两侧分别安装有触碰开关，使得该钻机钻掘头结构能够在行走时，触碰到承载轨道的两端及时通过触碰开关改变行走电机的转动方向，从而带动整个钻井钻掘头结构沿着承载轨道往复行走；在旋转钻架的转动中，促使钻掘刀架覆盖整个作业面钻掘作业；该超大口径钻机钻掘头结构的电源线，弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑杆上，其电源线与旋转钻架中的总电源线连接，该钻掘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，从而保证该钻掘头结构的供电。

[0006] 本发明的主要运作原理是，在地面上设有控制超大口径钻机钻掘头结构的控制装置，该控制装置要通过旋转驱动电机控制旋转转架的整体旋转，同时更要控制钻掘机头机构的正常作业，使钻掘头不仅要由小直径到大直径的有规律的平行移动，即随着旋转转架的圆周运动而平行移动，同时还要有自身的旋转钻掘作业，并且还有跟进和回撤运动，所以该发明结构比较复杂，它不仅在动态的环境下能够很好地钻掘作业，并且还能够与吸排结构的吸排作业配合同步；在钻掘头结构的结构中，其中的行走电机负责它的平行往复移动，其中的掘进电机即负责钻掘头的旋转钻掘作业。

[0007] 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，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M1、M2反向转动，反之电机又正转。

[0008] 该行程控制器SA通过其常开和常闭抽点变换完成电机M1和M2的往返行进，从而促使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。

[0009] 该电机M1和M2分别为钻掘头结构的行走电机和吸排机头的行走电机，见《超大口径旋转钻机吸排机头结构》中的附图。

[0010] 本发明的有益效果是，该钻掘头结构是超大钻井口径钻机的关键结构之一，该结构安装在旋转钻架下部的导向轨道和承载轨道上，使得该钻掘头结构配合旋转钻架地转动钻井作业，它能够覆盖整个的超大井底面积的作业面，其结构简单、节能、体积小、成本低。

附图说明

[0011] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0012] 图1：为超大口径钻机钻掘头结构的剖面结构示意图。

[0013] 图2：为超大口径钻机钻掘头结构安装在超大口径钻机旋转钻机的旋转钻架上的结构位置示意图。

[0014] 图3：为超大口径钻机钻掘头结构电路结构示意图。

[0015] 图1中：1.行走轨道，2.行走滚轮，3.行走电机封闭壳，4.行走电机，5.掘进电机，6.电机封闭壳，7.电机轴，8.固定键，9.承载滚轮，10.承载轨道，11.钻掘机构封闭壳，12.钻掘刀架，13.转动套，14.轴承，15.承载托盘，16.触碰开关。

[0016] 图2中：1.行走轨道，10.承载轨道，17.电源线，18.钻掘头结构，19.旋转钻架，20.吸排机头。

具体实施方式

[0017] 在图中，该超大口径钻机钻掘头结构，包括行走轨道1、行走滚轮2、行走电机封闭壳3、行走电机4、掘进电机5、电机封闭壳6、电机轴7、固定键8、承载滚轮9、承载轨道10、钻掘机构封闭壳11、钻掘刀架12、转动套13、轴承14、承载托盘15、触碰开关16、电源线17、钻掘头结构18、旋转钻架19；该超大口径钻机钻掘头结构，有一个碗状的行走电机封闭壳3，该行走电机封闭壳3一端带有法兰，该法兰与电机封闭壳6的封闭端固定连接，行走电机封闭壳3内安装有行走电机4，行走电机4的通轴转动配合穿过行走电机封闭壳3的两侧，分别连接着行走滚轮2，行走滚轮2与行走轨道1匹配吻合；电机封闭壳6内部配装有提供动力的掘进电机5，电机封闭壳6的法兰顺序连接着承载托盘15及钻掘机构封闭壳11，电机轴7转动配合穿过承载托盘15与十字形的转动套13的上端通过固定键8连接，转动套13的下端转动配合穿过钻掘机构封闭壳11的底端，其下部轴向的锥度内螺纹连接着钻掘刀架12，钻掘刀架12为“┴”字形，它的上部是带锥度的圆柱形，并设有螺纹结构，该螺纹结构与转动套13锥度内螺纹匹配吻合连接，钻掘刀架12的下部为圆盘形并焊接有刀头，转动套13为十字形，它的周围为一个垂直于转动套13轴向的平面托盘，平面托盘上下分别安装着轴承14，该轴承14为平面推力球轴承，轴承的最底端顶压着钻掘机构封闭壳11内的底端平面，轴承14的最上端顶压着承载托盘15的下平面，从而承载托盘15与钻掘机构封闭壳11把轴承14和转动套13牢牢固定，使转动套13只能够轴向转动不能够偏离轴线晃动，从而达到钻掘刀架12稳定的钻掘作业；所述的行走轨道1和承载轨道10是超大口径钻机旋转架结构中的轨道结构，该旋转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2根行走轨道1，下层为2根承载轨道10，该超大口径钻掘头结构就安装在其行走轨道1和承载轨道10上，该行走轨道1和承载轨道10的两端部为一个平面的竖立面；在电机封闭壳6下部的两侧，通过横轴横向垂直的连接着承载滚轮9，承载滚轮9与承载轨道10匹配吻合；在电机封闭壳6的外围两侧分别安装有触碰开关16，使得该钻机钻掘头结构能够在行走时，触碰到承载轨道10的两端及时通过触碰开关16改变行走电机4的转动方向，从而带动整个钻井钻掘头结构沿着承载轨道10往复行走；在旋转钻架19的转动中，促使钻掘刀架12覆盖整个作业面钻掘作业；该超大口径钻机钻掘头结构的电源线17，弹性螺旋吊挂在轨道架两端之间的支撑杆上，其电源线与旋转钻架19中的总电源线连接，该钻掘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，从而保证该钻掘头结构的供电。

[0018] 本发明的主要运作原理是，在地面上设有控制超大口径钻机钻掘头结构的控制装置，该控制装置要通过旋转驱动电机控制旋转转架19的整体旋转，同时更要控制钻掘机头机构的正常作业，使钻掘头不仅要由小直径到大直径的有规律的平行移动，即随着旋转转架19的圆周运动而平行移动，同时还要有自身的旋转钻掘作业，并且还有跟进和回撤运动，所以该发明结构比较复杂，它不仅在动态的环境下能够很好地钻掘作业，并且还能够与吸排结构的吸排作业配合同步；在钻掘头结构的结构中，其中的行走电机4负责它的平行往复移动，其中的掘进电机5即负责钻掘头的旋转钻掘作业。

[0019] 在图3中，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，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M1、M2反向转动，反之电机又正转。

[0020] 该行程控制器SA通过其常开和常闭抽点变换完成电机M1和M2的往返行进，从而促使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。

[0021] 该电机M1和M2分别为钻掘头结构18的行走电机4和吸排机头的行走电机，见《超大口径旋转钻机吸排机头结构》中的附图。