[实用新型]一种深孔地质勘探钻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻机，尤其涉及一种深孔地质勘探钻机。

背景技术

国内外现有的地质勘探钻机为转盘式、立轴式和液压动力头式，基本形式为柴油机或汽油机+变速箱、电机+变速箱、柴油机或电机+液压泵+液压马达+变速箱带动钻杆回转钻进形式，能源效率低，钻机行程小（不大于6米），不能进行长行程立根钻进，提下钻时回转器需让开孔口，钻机提升力小，提下钻遇阻卡钻时无法开泵回转扫孔，处理事故能力弱；由于深孔钻进的复杂性，需下多级套管，开孔直径较大，现有钻机的提升力、扭矩和钻进工艺无法满足深孔钻进尤其是定向钻进的要求。

现有石油用顶驱为液压马达加齿轮减速箱带动钻杆回转钻进、变频异步电机加齿轮减速箱带动钻杆回转钻进、变频异步电机直接带动钻杆回转钻进，但造价、转速和扭矩不适合地质勘探，且低负载率下电机效率和功率因数较低，能耗大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种深孔地质勘探钻机，克服了液压钻机能源利用率低，只有50%左右；钻机是按最大工作负载设计最大功率（额定功率），而钻机由浅到深钻进的过程中，实际应用的平均负载只有最大负载的20%-30%，实际输出功率与额定功率的比值就是负载率，异步电机在低负载率时功率因数和电机效率急剧下降，只有20%左右，从面造成能源的浪费，钻机带减速箱在日常使用过程中保养维护费用高，故障率高，噪音大的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种深孔地质勘探钻机，包括用于提供钻杆动力及控制钻杆的变频永磁同步电机、用于泥浆循环的水龙头、用于支撑变频永磁同步电机中心主轴回转及承重的轴承箱、用于提供液压油泵能源的液压油箱、用于提供回转马达动力的液压油泵、用于驱动回转器转动的回转马达、用于带动背钳运动进而安装或者拆卸钻杆的回转器、用于移动或固定钻杆的背钳、钻杆及用于将钻机挂在钻塔大钩上的提环，

所述变频永磁同步电机中心轴为电机空心轴，所述电机空心轴与所述水龙头连通；所述轴承箱中心轴为轴承箱空心轴，所述轴承箱空心轴与所述电机空心轴连通，所述轴承箱空心轴与所述电机空心轴通过联轴器连接；所述液压油箱、液压油泵均安装在所述轴承箱的下部，所述液压油箱通过油管与所述液压油泵连接；所述回转马达与所述回转器连接；所述轴承箱空心轴向下延伸出所述轴承箱，所述轴承箱空心轴环外侧设置有轴承，且与轴承箱连接，所述回转器套设在伸出轴承箱外的所述轴承上；所述背钳的通过背钳支撑及销轴与所述回转器连接；所述钻杆与所述轴承箱下端的增扭法兰连接，所述钻杆的空心轴与所述轴承箱空心轴连通；所述提环对称安装在所述轴承箱的两侧。

本钻机各部位同心且平衡，钻机通过外接泵将泥浆从水龙头通过变频永磁同步电机中心轴及轴承箱的空心轴，最后通过钻杆直接将泥浆直喷井底，再通过孔与钻杆之间的间隙连续循环。

本实用新型的有益效果是：采用了变频永磁电机直接带动钻杆回转，省去了齿轮减速箱，减少了日常使用的维护费用，提高了传动效率；利用永磁电机自身运行效率和功率因数几乎与电机的负载率几乎无关的特性，大幅度提高钻机的能源利用率，减小能耗和碳排量，降低对环境的污染，利用永磁电机在外接电源断电的情况下仍然能回转发电能耗刹车的特性防止钻杆弹性飞车。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电机空心轴与所述水龙头连通通过盘根密封。

进一步，所述变频永磁同步电机下端的两侧与所述轴承箱上端的两侧对称位置采用定位联接器定位及固定在一起。可更好的平衡定位。

所述背钳下端设有钻杆导入器；所述钻杆穿过所述背钳下部。

进一步，还包括一对吊环，所述吊环对称安装在所述回转器的两侧。

进一步，还包括两个调节油缸，所述两个调节油缸的一端对称安装在所述回转器的下端，所述调节油缸另一端通过销子与所述吊环连接。调节油缸可以和回转器旋转马达协同来调节吊卡上下左右位置。

进一步，还包括用于钻采，起升下降，固定钻杆的吊卡，所述吊卡的两侧设置有凹槽，所述吊环下端放置在凹槽内，通过销子与所述吊环连接。吊环与吊卡吊钻杆提钻下钻时，提升重力由回转器上的轴承承受。

进一步，还包括润滑油箱及润滑油泵，所述润滑油箱及润滑油泵均固定在所述轴承箱的下端，所述润滑油箱通过油管与所述润滑油泵连接。可以提供整体系统中的润滑作用。

进一步，还包括盘刹，所述盘刹对称安装在所述回转器的上端。盘刹可以用于将变频永磁同步电机中心轴刹住。