[发明专利]液压连续柔性钢管水平钻机

说明书

技术领域

本发明涉及海洋水下水平钻孔以及水下管道清洗专用设备，尤其涉及一种液压连续柔性钢管水平钻机。

背景技术

沉船打捞是海难救助工程中工作很大的一项工程,而打捞沉船的关键技术 之一是在沉船下穿钢丝绳。但是，目前国内的三大海上救助打捞局的技术水平仍停留在人工穿孔阶段，而这传统的方式既耗时又耗人力物力， 且由于潜水员长期在水下工作，所以对潜水员的生命安全也构成了巨大威胁。为了提高打捞效率和安全性，迫切需要研制水下新型水平钻机，用机械手段来替代人工手段，从而可大大提高现有的打捞技术水平。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中的问题，提供了一种采用液压驱动的液压连续柔性钢管水平钻机。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

本发明的液压连续柔性钢管水平钻机，包括液压油源系统，与液压油源系统连接的液压海水高压泵以及连续管掘进系统，其特征在于：a、液压高压海水泵为液压油缸驱动的往复式活塞泵，采用液控往复器进行控制液压油缸的连续往复运动；往复式活塞泵采用能耐海水腐蚀的双相不锈钢钢管或者陶瓷缸套；b、连续管掘进系统包括连续管，连续管液压卷筒，推拉连续管的连续管液压投入器和控制连续管掘进方向的液压方向器控制单元；连续管采用不锈钢的柔性钢管；连续管液压卷筒采用液压马达驱动方式，在连续管液压卷筒主轴上装有回转接头，将连续管里的高压水以及控制液压摆动油缸的控制管线与外部的液压海水高压泵的供水管和液压转向器的控制油管连接；连续管液压投入器滚动连接在投入器滑轨上，由一只液压油缸推拉，控制其收放连续管时的工作位置，在连续管液压投入器的主轴上装有滑轨角度编码器，用于感知连续管收放的长度；c、液压方向器控制单元由安装液压转向器和安装在连续管前端的液压摆动油缸以及导向板组成，在导向板上方安装有空化射流喷嘴，在液压转向器操作轮上装有角度编码器，能检测液压转向器的旋转角度。液压转向器通过连续管内部设置的油管管线直接控制液压摆动油缸运动，液压转向器的转动与液压摆动油缸的转动是按照固定的排量比传递，因此感知液压转向器的转角就等于知道了液压摆动油缸的转角，液压摆动油缸的正反向旋转带动导向板的正反旋转，控制钻机的掘进方向。

该钻机采用手动加电动的控制方式，电动控制用于调整投入器滑轨角度的液压油缸，以及电动控制投入器的推拉工作状态和连续管的收放工作状态；手动控制就是人工操作液压转向器，控制水平钻机的掘进方向；并将滑轨角度编码器、投入器记长角度编码器、液压转向器工作角度编码器以及各种位置传感器以及操作开关的数据采集到可编程控制器经过处理后上传给工业电脑进行计算产生图形曲线，直观地表达钻机的工作状态以及掌握钻机的工作效果。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的液压连续柔性钢管水平钻机，采用液压高压空化射流技术，将液压高压海水泵输出高压的海水通过加装在连续管端部的空化射流喷嘴产生射流冲击力在泥里掘进，连续管液压投入器采用液压链条投送的方式对连续管产生几吨的推力或拉力，将钢管随动跟进，在泥里钻孔。利用柔性钢管的连续性和弯曲性，在空化射流喷嘴的后面安装一个液压摆动油缸及导向板，用来进行方向控制，最后实现水平钻孔带弯曲弧度的钻进功能。由于液压摆动油缸和导向板是在水下泥里作业，一般都需要专用的反馈系统来判别钻机的掘进方向。本发明无须任何传感器或者反馈系统就可以在钻机的操作工作台上，通过对液压转向器的操作把握导向板的旋转方向和旋转角度，通过转向器本身计量马达和随动阀实现步进控制和同步控制。用液压转向器控制液压摆动油缸的摆动角度，是通过液压转向器的几何排量和液压摆动马达的几何排量的固定比，实现确定液压转向器的转动角度就可以确定液压摆动油缸的转动角度，同时也确定了两者的旋转方向。这样，就彻底解决了人工操作方式钻机的掘进方向问题。

附图说明               

图1是本发明的液压连续柔性钢管水平钻机的结构示意图；

图2是本发明的液压油源系统和液压海水高压泵的结构示意图；

图3是本发明的投入器滑轨的结构示意图。

图中主要部件符号说明：

          1：连续管液压卷筒      2：连续管

          3：连续管液压投入器    4：液压摆动油缸

          5：导向板              6：空化射流喷嘴

          7：投入器滑轨          8：液压油缸

          9：滑轨底盘           10：滑轨角度编码器