[其他]一種汽車裝載式地質鉆機

無效

• 申請號: 85100828
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100828B
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 黎克英;朱玉泉;王景祜
• 申請（專利權）人: 華中工學院;機械工業部第三勘測分院
• 主分類號: E21B7/02
• 分類號: E21B7/02
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 周都剛,狄唯菁

本發明屬于地質鉆機的改進。

在地質鉆探中，為了取得迅速的進尺，需要根 據不同的地層結構情況采取不同的鉆進工藝。或旋 轉，或靜壓進給，或振動擊打，以及它們的不同組 合等。但現有汽車載式常規鉆機只具備上述鉆進功 能中的某一、二種，而很難將以上全部功能綜合在 同一臺鉆機上。因此地質勘測隊往往需要配備多種 類型的鉆機才能對付各種復雜地層。

七十年代初，法國FORACO(福拉科)合理鉆 探公司推出了一種V.P?R.H.鉆機，為鉆機設計 了一種液壓驅動的、帶振動錘的旋轉動力頭，實現 了將擊打、旋轉、振動和靜壓功能綜合在同一臺鉆機 的設想，具有很強的鉆探能力(見《來華技術座談資 材(74)012》，中國科學技術情報研究所，1974.7)。

這種帶振動錘旋轉動力頭的缺點是提鉆時必須 逐節拆卸鉆桿。在鉆探過程中(尤其是工程地質鉆探)， 為了了解地層各個不同深度處的結構情況，需要頻 繁提鉆取樣。如果每次提鉆都得逐節拆卸鉆桿，取 樣后又逐節裝接鉆桿繼續鉆深，耗費的輔助工時將 很多。通常所用鉆桿每節長度為3m。以鉆進深度 50m為例，提鉆一次大約需拆、裝鉆桿接頭各16次， 耗費輔助工時達一次鉆進循環時間的90％以上。而 且隨著鉆進深度的增加，提鉆輔助時間所占的比例 還要更大。為減少提鉆時拆卸、裝接鉆桿的操作次 數，有些鉆機的旋轉動力頭采取了空心主軸結構， 使鉆桿可以從動力頭主軸中心通孔穿過向空中延伸， 從而變提鉆時逐節拆卸鉆桿為每隔三、四節才拆斷 一次，繼續鉆深時裝接鉆桿的次數也相應減少。但 是帶振動錘的旋轉動力頭由于被振動錘占據了旋轉 動力頭頂部的空間位置，不可能實現通孔結構。因 此雖然鉆進功能強，其效能的發揮卻受到提鉆輔助 工時的極大限制。

為避免頻繁拆卸、裝接鉆桿，法國V.P.R.H. 鉆機采取了雙層套管空氣反循環不提鉆連續取心的 技術，使用雙層套管式鉆桿，在密封夾層內通入壓 縮空氣，利用空氣壓力將被切斷的巖心沿鉆桿中心 通孔吹出地面。但該套技術十分復雜，需要配備專 門的鉆桿、鉆具。國內試用情況表明，效果并不理 想。尤其對于工程地質勘探，經過強大壓縮空氣吹 出地面的土樣已非原始狀態，影響了對地質情況的 正確評價。

同時，美國MOBILE?DRILL公司采 用“SLIDRAMATIC旋轉動力頭對孔、離 孔移位裝置”(美國專利3,515,228)，生產了若干種 型號的鉆機。在提鉆時用液壓缸將動力頭沿橫向導 軌移離鉆探孔位，讓出鉆桿向上延伸所需的空間， 改由卷揚機吊鉤提升鉆桿。這種方式避免了逐節拆 卸、裝接鉆桿的繁瑣操作，變為每隔三、四節才拆 卸一次，節省輔助工時2/3～3/4。但是使用 SLIDRAMATIC離孔移位裝置的動力頭只 有旋轉和靜壓兩種鉆探功能，鉆探能力較差，不能 對付復雜的地層。

實現鉆機動力頭橫向移位的一個先決條件是， 動力頭的結構必須十分緊湊、輕巧。而V.P.R. H.鉆機帶振動錘的旋轉動力頭卻相當龐大笨重， 以至很難實現橫向移位。結構龐大的主要原因是：

1.為了獲得足夠的振動擊打力，振動錘設計 得很大；

2.旋轉動力頭主軸軸承在加壓鉆進和提拔鉆 具時要承受幾噸到十幾噸的巨大軸向載荷，不得不 采用大尺寸的滾子軸承，導致了動力頭整體尺寸和 重量的加大。

動力頭移離鉆探孔位的方法，除橫向移位以外， 還有使動力頭箱體繞側面鉸接耳軸擺動讓位的方式， 稱為“開箱式”結構，同樣也很難實現振動錘與旋 轉動力頭的固定連接。

針對以上存在問題，本發明通過對振動錘和旋 轉動力頭的改進，提出了“振動擊打、旋轉、靜壓 多功能動力頭”橫向移離孔位的結構方案。目的在 于使鉆機既具備多種鉆進功能高度綜合、鉆探能力 極強的優點，同時又大大減少提鉆取樣時拆卸、裝 接鉆桿接頭的次數。從提高鉆進能力和節省輔助操 作工時兩個方面提高鉆機的生產效率。

本發明的要點是：

橫向移位式振動擊打、旋轉、靜壓多功能動力 頭采取如附圖1、附圖2與附圖3所示的結構布局 形式。