[发明专利]一种液压超高频振动动力头

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压超高频振动动力头，尤其是指一种用于浅层钻孔取样钻机用液压超高频振动动力头。

背景技术

目前，在油气、资源勘探和基础设施建设中都需要进行大量的浅层钻孔取样工作，浅层钻孔取样基本上采用以回转钻进为主的地质岩心钻机，这类钻机钻孔取样时需要冲洗液（泥浆、空气或泡沫）冲洗钻孔，泥浆中的水容易进入样品，对样品进行污染，造成样品的检测结果失真。同时空气钻进带来了大量的粉尘污染，对操作人员的健康和环境均不利。此外，在西部干旱地区和很多水源难以进入的地区（例如尾矿坝）施工，回转钻进无法采用，采用不需冲洗液循环的振动钻进成为一种理想的方法。

振动钻进可以解决缺水地区的浅层钻孔取样难题，在覆盖层的钻进速度约为回转钻进的2~3倍；地质样品仅在管壁极小范围内有轻微扰动，取样质量高、无污染；同时振动钻进可以容易下入套管以防孔壁坍塌；遇到复杂地层时，使用振动器可以容易解决钻具卡钻问题。振动钻进的核心装置是振动器，传统振动器的振动频率较低，如：中国有色金属工业总公司矿产地质研究院1987年设计的CSG-24型多功能工程砂钻钻机，该机配备了双轴四轮偏心块式振动器，它的振动频率是1350转/分钟，即角频率为22.5转/秒（Hz）；它产生的最大激振力是22kN。江苏省无锡探矿机械总厂有限公司生产的G系列工程地质勘察钻机采用双偏心块式振动器，该系列钻机中的最大激振力仅50kN。上述传统振动装置中，两根连接偏心块的旋转轴之间为机械式齿轮传动，偏心块的转动速度慢、即振动频率低，从而产生的激振力偏小，导致钻孔取样深度浅、地层适应性差、钻进速度慢、施工效率低等问题。

发明内容

为克服现有振动钻机振动频率低、钻孔取样深度浅、地层适应性差的缺点，本发明的目的在于提供一种液压超高频振动动力头，能够实现对多种覆盖层的快速、高效的浅层钻孔取样，提高了钻进速度，且结构简单，易于维修，便于推广应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液压超高频振动动力头，包括回转马达、联轴器、联轴器箱体、振动器、减振装置、主轴、动力头背板和托板，回转马达通过联轴器与主轴上端连接，主轴上下贯穿于振动器中，振动器通过减振装置与联轴器箱体的底板连接，主轴下端连接钻杆和钻具，动力头背板连接在钻机桅杆的链条背板上，振动器包括振动器箱体、主轴两侧对称设置的两组高速液压马达、偏心轴、同步带/同步轮强制同步机构、高速轴承冷却润滑装置，高速液压马达通过键联接驱动偏心轴旋转，两根偏心轴间无机械齿轮传动，通过同步带/同步轮强制同步机构实现同步运转，偏心轴的两端安装有高速轴承，高速轴承设置在振动器箱体两侧的轴孔内，靠近动力头背板一侧的高速轴承由后端压盖定位，远离动力头背板一侧的高速轴承由高速马达安装座定位。

    进一步地，所述同步带/同步轮强制同步机构，置于靠近动力头背板一侧，包括同步轮、导向轮、压紧轮和同步带，同步轮与同步轮轴键联接，同步轮轴与偏心轴键联接，同步带设置在同步轮上。

    进一步地，所述高速轴承冷却润滑机构包括油杯、空气过滤器和吸风叶轮，通过油杯注入润滑脂对高速轴承进行润滑，偏心轴驱动吸风叶轮高速旋转，吸入空气，对高速轴承进行风冷。

    进一步地，所述减振装置包括减振销轴和减振组件，减振销轴与联轴器箱体底板连接，减振组件穿于减振销轴上，将振动器产生的超高频振动与上方的联轴器箱体隔开，减振组件由金属橡胶或减振弹簧制成。

    优选地，所述主轴下部还设置有托板，托板置于振动器下方，防止振动器突然掉落而造成人员伤害。

本发明的液压超高频振动动力头，高速液压马达驱动偏心轴高速旋转，工作转速一般在9000转/分钟以上，实现了超高频率的振动，较传统振动装置产生更大的激振力，提高了钻进速度和取样深度，高速液压马达可以实现振动频率的无级调节，根据地层的软硬变化调整振动频率，可以更好的适应各种覆盖层的浅层钻进取样工作，同步带/同步轮强制同步机构可以使偏心轴容易实现完全的同步运转，提高了振动器的工作效率。

附图说明 图1为本发明的整体结构示意图；

图2为液压超高频振动动力头振动器的右侧结构示意图；

图3为液压超高频振动动力头振动器的俯视结构示意图；

图4为液压超高频振动动力头振动器的左侧结构示意图； 具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

实施例1