一种有吊装功能的反井钻机的制作方法

1.本实用新型涉及矿山、水电、隧道等建筑施工的装备，具体是一种有吊装功能的反井钻机。


背景技术：

2.近年来，伴随着我国经济社会的高速发展，矿山、水电、隧道等建筑工程的建设规模持续加大，反井钻机得到迅速发展。
3.1、反井钻机的施工工艺如下：
4.1）第一种施工工艺：首先自上而下钻进导向孔，导孔与下部隧（巷）道贯通后，在下部隧道拆掉导向钻头，连接好扩孔钻头，开始自下而上的拉升扩孔工序，经过反向拉升扩孔工序后，可将孔径逐步扩大。
5.2）第二种施工工艺：首先自上而下钻进导向孔，导孔与下部隧（巷）道贯通后，提升钻具在上部拆掉导向钻头，连接一个向下的扩孔钻头，开始自上而下的加压扩孔工序，可将孔径一次或多次逐步扩大。
6.2、反井钻机施工的钻孔采用滚刀机械破岩，对围岩破坏规则，井壁光滑，有利于放料溜渣、通风、排水。对岩层不稳定或有含水层的钻孔要求对井壁进行防护，常规工艺是利用起重机自上而下吊放护壁圆管。
7.钻孔成形后，对岩层不稳定或有含水层的钻孔需要下放护壁钢管，目前的钻机不具备护壁钢管的吊装下放功能，通常需要配备一台大吨位起重机进行护壁钢管的吊放，增加了有限施工场地及机械台班，使得施工管理具备一定难度，同时也提高了施工的周期和整体施工成本。
8.实用新型专利cn201184126y矿用大型反井钻机，公开了了一种大直径的矿用反井钻机，使用了4台主推油缸，克服了现有技术设备的导孔和扩孔能力不足的问题，但并没有能实现吊装功能的技术内容。
9.基于上述反井施工工艺及反井钻机设备的特点及不足，设计一种具有吊装功能的反井钻机就显得非常的必要，是反井钻机装备及反井施工工艺的完善及拓展。


技术实现要素：

10.本实用新型目的在于克服上述现有反井钻机装备的不足，开发设计一种有吊装功能的大行程反井钻机，该钻机具备正向打小孔、正向扩孔、反向扩孔及定点吊装等功能。该钻机可作为护壁钢管吊装设备使用，可以取代起重机进行护壁钢管的吊放作业，液压吊装减少了吊装安全风险。另外该装置具备大扭矩动力头和钻杆安装机械手。可大大节省了人力、物力和时间，明显地提高了工作效率。
11.本发明专利所述的一种具有吊装功能的大行程反井钻机，该装置由底座、斜支撑、下门架、上门架、横梁、顶升油缸、升降平台、横移平台、变幅油缸、横移油缸、吊钩、动力头、液压泵站、控制台、机械手、钻杆、稳定器、钻头等组成。
12.该装置的创新点：
13.1、该装置具有反井钻孔和护壁钢管吊装两种功能。作为反井钻机使用时，装置由底座、斜支撑、下门架、横梁、顶升油缸、动力头、液压泵站、控制台、机械手、钻杆、稳定器、钻头等组成；作为护壁钢管吊装设备使用时，该装置由底座、斜支撑、下门架、上门架、横梁、顶升油缸、升降平台、横移平台、变幅油缸、横移油缸、吊钩、液压泵站、控制台等组成。
14.2、该装置作为反井钻机正向施工时，稳定器少、钻杆之间连接接头少能提高效率、降低钻杆连接接头处发生事故风险。
15.通过上述技术方案，本发明的主要有益效果如下：
16.1、一机两用，替代吊装起重机，降低施工成本，减少施工现场设备占地面积要求和施工管理协调的难度。
17.2、提高施工效率，并且使正向扩孔施工工艺得到优化完善，并有效降低钻具连接处事故的风险。
附图说明
18.图1为本装置作为反井钻机使用时的组成图。
19.图2为动力头组成图。
20.图3为 机械手组成图。
21.图4为本装置作为护壁钢管吊装设备使用时的组成图。
22.图5为升降平台系统组成图。
23.其中，1底座、2斜支撑、3下门架、4上门架、5横梁、6顶升油缸、7升降平台、8横移平台、9吊钩、10液压泵站、11控制台、12变幅油缸、13横移油、14缸动力头、15机械手、15
‑
1翻转臂、15
‑
2下夹具、15
‑
3上夹具、15
‑
4翻转油缸。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.1）作为反井钻机使用时，装置由底座1、斜支撑2、下门架3、横梁5、顶升油缸6、液压泵站10、控制台11、动力头14、机械手15等组成。
26.2）底座1为十字形结构，整个装置的安装基础。下门架3通过法兰与其连接；顶升油缸6通过销轴与其连接；斜撑杆2一端与其连接，另一端与下门架3连接。
27.下门架3为两个c形立柱的组合体，上部通过横梁5连接，内部安装顶升油缸6和动力头3。其主要作为是为钻机的上下运动提供导向，同时承受相应的载荷。
28.顶升油缸6为大行程油缸，活塞杆一端与底座1连接，缸筒下端通过油缸抱瓦14
‑
2与动力头14连接。
29.动力头14由钻杆连接套14
‑
1、油缸抱瓦14
‑
2、驱动马达14
‑
3、泥浆导管14
‑
4、减速机14
‑
5等组成。动力头14是整个钻机的核心，通过油缸抱瓦14
‑
2与顶升油缸6连接，也通过油缸抱瓦14
‑
2在下门架3内部上下运行。本装置采用大扭矩动力头，钻杆直径大。
30.3）机械手15由翻转臂15
‑
1、下夹具15
‑
2、上夹具15
‑
3、翻转油缸15
‑
4等组成。机械
手15安装在底座1。其主要作用是将钻杆由水平状态翻转到垂直状态，而且夹具加持和翻转臂翻转均由液压系统实现。提高了工作效率。
31.4）作为护壁钢管吊装设备使用时，装置由底座1、斜支撑2、下门架3、上门架4、横梁5、顶升油缸6、升降平台7、横移平台8、吊钩9、液压泵站10、控制台11、变幅油缸12、横移油缸13等组成。
32.5）底座1为十字形结构，整个装置的安装基础。下门架3通过法兰与其连接；顶升油缸6通过销轴与其连接；斜撑杆2一端与其连接，另一端下门架3连接。
33.下门架3与上门架4为两个c形立柱的组合体，两者之间通过螺栓连接。上部通过横梁5连接，内部安装顶升油缸6和升降平台7。其主要作为是为吊装设备的上下运动提供导向，同时承受相应的载荷。
34.顶升油缸6为大行程油缸，活塞杆一端与底座1连接，缸筒下端通过油缸抱瓦14
‑
2与升降平台7连接。
35.升降平台7、横移平台8、吊钩9、变幅油缸12、横移油缸13等是该装置作为吊装设备使用的专用结构和核心。升降平台7通过油缸抱瓦14
‑
2与顶升油缸6连接；横移平台8安装在升降平台7，两者通过横移油缸13；吊钩9安装在横移平台8上，两者通过变幅油缸12连接。
36.作为护壁钢管吊装设备使用时，顶升油缸6驱动护壁钢管的上下运动，变幅油缸12驱动护壁钢管的前后运动，横移油缸13驱动护壁钢管的左右运动。从而实现护壁钢管x/y/z三个方向的精确定位。
37.以上仅为本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。