專利名稱：一種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種淺層鉆孔取樣鉆機(jī)，尤其涉及一種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)淺層鉆孔取樣鉆機(jī)多為機(jī)械傳動(dòng)、液壓立軸式回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，如XY-I型鉆機(jī)和汽車鉆DPP100型，該類鉆機(jī)存在給進(jìn)行程短，鉆進(jìn)效率低等問題。近年來出現(xiàn)了一些技術(shù)先進(jìn)的全液壓工程地質(zhì)勘察鉆機(jī)，如黃海機(jī)械廠生產(chǎn)的HYG-2型全液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。這類鉆機(jī)在淺層勘探取樣中需要使用泥漿，容易侵入樣品，造成樣品的污染，影響了地質(zhì)樣品的真實(shí)性。傳統(tǒng)淺層取樣鉆機(jī)也有一些振動(dòng)鉆機(jī)，采用無循環(huán)的振動(dòng)鉆進(jìn)方式勘探取樣。如江蘇省無錫探礦機(jī)械總廠有限公司生產(chǎn)的G系列工程地質(zhì)勘察鉆機(jī)配備了液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)雙偏心塊大通孔振動(dòng)器,振動(dòng)力最大僅為50kN。中國有色金屬工業(yè)總公司礦產(chǎn)地質(zhì)研究院1987年設(shè)計(jì)的CSG-24型多功能工程砂鉆鉆機(jī)，配備了液壓驅(qū)動(dòng)雙軸四輪偏心式定向振動(dòng)器，振動(dòng)頻率1350次/分鐘(22. 5次/秒，即22. 5Hz)，最大振動(dòng)力僅為22kN。傳統(tǒng)振動(dòng)取樣鉆機(jī)振動(dòng)頻率較低、振動(dòng)力偏小、鉆機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)笨重，導(dǎo)致取樣深度較淺、樣品容易擾動(dòng)、施工效率低等問題。傳統(tǒng)振動(dòng)取樣鉆機(jī)的振動(dòng)器偏心裝置采用機(jī)械傳動(dòng)，無法調(diào)節(jié)偏心軸(塊)的轉(zhuǎn)速，無法調(diào)整振動(dòng)頻率以適應(yīng)地層的軟硬變化，無法達(dá)到最優(yōu)的鉆進(jìn)效果。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中存在的以上問題，本實(shí)用新型提供了一種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，該設(shè)備采用負(fù)載敏感液壓控制，高效節(jié)能。鉆機(jī)中的聲頻振動(dòng)頭可以實(shí)現(xiàn)液壓超高頻振動(dòng)鉆進(jìn)，振動(dòng)頻率高達(dá)150-200Hz，產(chǎn)生的振動(dòng)力高達(dá)140kN，且振動(dòng)頻率可以無級(jí)調(diào)節(jié)、以便更好的適應(yīng)各種地層的鉆進(jìn)和取樣。超高頻振動(dòng)僅對(duì)取樣管壁周圍極小范圍內(nèi)的樣品有輕微擾動(dòng)，且鉆進(jìn)中不使用泥漿，取樣質(zhì)量高，原狀性好。鉆機(jī)一次給進(jìn)行程可達(dá)3. 5m，鉆進(jìn)取樣效率高。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī),包括底盤、桅桿、液壓系統(tǒng)和聲頻振動(dòng)頭，桅桿連接在底盤上并可偏轉(zhuǎn)，其特征在于所述聲頻振動(dòng)頭設(shè)置在桅桿上并可沿桅桿滑動(dòng)，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)鉆機(jī)。所述聲頻振動(dòng)頭包括兩個(gè)左右對(duì)稱布置的高速液壓馬達(dá)和偏心軸，高速液壓馬達(dá)通過鍵聯(lián)接驅(qū)動(dòng)偏心軸高速旋轉(zhuǎn)，兩根偏心軸獨(dú)立布置，無機(jī)械齒輪傳動(dòng)。所述偏心軸最大轉(zhuǎn)速12000轉(zhuǎn)/分鐘，工作狀態(tài)角頻率在150-200HZ。所述桅桿通過起塔油缸連接到底盤上并能在起塔油缸的作用下立到豎直位置，所述桅桿通過滑移油缸在滑軌中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑移落地。[0012]所述聲頻振動(dòng)頭通過給進(jìn)油缸和鏈條沿桅桿滑動(dòng)。所述底盤設(shè)置在履帶上，底盤的下端連接有支腿油缸，底盤的一側(cè)布置操作臺(tái)、包裹柴油機(jī)、液壓泵和冷卻器的外罩，底盤另一側(cè)布置有駕駛臺(tái)、工具箱、液壓油箱和柴油箱。所述桅桿底部設(shè)置有夾持器用于夾緊鉆桿。所述液壓系統(tǒng)采用主泵、輔泵的雙泵-雙系統(tǒng)，主泵為負(fù)載敏感變量泵，驅(qū)動(dòng)聲頻振動(dòng)頭、履帶行走馬達(dá)；輔泵為恒壓變量泵，驅(qū)動(dòng)支腿油缸、起塔油缸、滑移油缸、夾持器油缸，主泵、輔泵合流驅(qū)動(dòng)給進(jìn)油缸。本實(shí)用新型的有益效果是I、鉆機(jī)為全液壓驅(qū)動(dòng)，采用負(fù)載敏感控制系統(tǒng)，高效節(jié)能。鉆機(jī)配有0-200HZ的聲頻振動(dòng)頭，鉆進(jìn)速度快，聲頻振動(dòng)頭上裝有高速馬達(dá)，可實(shí)現(xiàn)超高頻振動(dòng)鉆進(jìn)，無需沖洗液循環(huán)，對(duì)樣品擾動(dòng)小、無污染，取樣質(zhì)量高、樣品原狀性好；樣品直徑大，代表性強(qiáng)；取樣范圍廣，可實(shí)現(xiàn)在粘土層、砂層、卵礫石層、塊石中取樣；2、聲頻振動(dòng)頭上裝有低速大扭矩回轉(zhuǎn)馬達(dá)，也可以實(shí)現(xiàn)普通的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)功能。鉆機(jī)給進(jìn)行程長達(dá)3. 5m，減少了輔助工作時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率；3、桅桿可滑移落地，提高了鉆機(jī)工作的穩(wěn)定性，鉆機(jī)裝有自行走履帶底盤，爬坡能力強(qiáng)，搬遷移位靈活，可適應(yīng)多種環(huán)境下的施工要求，機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊，采用模塊化設(shè)計(jì)，易于拆裝和維護(hù)；操作臺(tái)監(jiān)測(cè)儀表齊全，便于監(jiān)控判斷鉆進(jìn)情況；4、鉆機(jī)可以反向振動(dòng)提鉆，可以解決鉆柱的卡鉆問題，處理孔內(nèi)事故能力強(qiáng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明圖I為全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)的主視圖。圖2為本實(shí)用新型的俯視圖。圖3為本實(shí)用新型的左視圖。圖中，I.桅桿、2.底盤、3.滑移油缸、4.給進(jìn)油缸、5.起塔油缸、6.滑軌、7.鏈條、
8.聲頻振動(dòng)頭、9.夾持器、10.外罩、11.操作臺(tái)、12.駕駛臺(tái)、13.工具箱、14.液壓油缸、15.柴油箱、16.冷卻器、17.支腿油缸。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖I 3所示,全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī),包括桅桿1，桅桿I通過起塔油缸5立起到豎直位置，通過滑移油缸3在滑軌7中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑移落地，保證機(jī)身穩(wěn)定。還包括聲頻振動(dòng)頭8，通過兩個(gè)對(duì)稱布置的偏心軸的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高頻振動(dòng)力，是該鉆機(jī)的核心部件和典型特征，偏心軸最大轉(zhuǎn)速可達(dá)12000轉(zhuǎn)/分鐘，即轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率為200Hz，工作狀態(tài)角頻率一般在150-200HZ范圍變化，能夠產(chǎn)生最大振動(dòng)力140kN。聲頻振動(dòng)頭8通過給進(jìn)油缸4和鏈條7沿桅桿I滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)和提升鉆桿。給進(jìn)行程達(dá)3. 5m，可一次加接3m長的鉆桿，減少了輔助工作時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率。底盤2由方管和槽鋼焊接而成，承載鉆機(jī)的上部結(jié)構(gòu)。底盤下端聯(lián)接有四個(gè)支腿油缸17，用于將鉆機(jī)支撐起來，實(shí)現(xiàn)機(jī)身的平衡。底盤的一側(cè)布置操作臺(tái)11、柴油機(jī)、液壓泵和冷卻器16的外罩10，操作臺(tái)11裝有液壓閥控制手柄，用來操制鉆機(jī)的各項(xiàng)基本動(dòng)作。外罩10起到保護(hù)柴油機(jī)、液壓泵和冷卻器16的作用。底盤另一側(cè)布置駕駛臺(tái)12、工具箱13、液壓油箱14和柴油箱15。工作時(shí)，履帶及履帶底盤2行走到預(yù)定孔位，先控制四個(gè)支腿油缸17將機(jī)身撐起，使履帶底盤稍離開地面，將鉆機(jī)調(diào)平。然后通過起塔油缸5將桅桿I立起到豎直位置，隨后通過滑移油缸3將桅桿I滑移落地。通過給進(jìn)油缸4的伸縮，牽引鏈條7，帶動(dòng)聲頻振動(dòng)頭8上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)和提升。夾持器9用于加緊鉆桿，實(shí)現(xiàn)鉆桿的擰卸和加接。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種修改、變化和組合，并且認(rèn)為這種修改、變化和組合是在獨(dú)創(chuàng)性思想的范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求1.一種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī),包括底盤(2)、桅桿(I)、液壓系統(tǒng)和聲頻振動(dòng)頭(8)，桅桿(I)連接在底盤(2 )上并可偏轉(zhuǎn)，其特征在于所述聲頻振動(dòng)頭(8 )設(shè)置在桅桿(I)上并可沿桅桿(I)滑動(dòng)，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)鉆機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述聲頻振動(dòng)頭(8)包括兩個(gè)左右對(duì)稱布置的高速液壓馬達(dá)和偏心軸，高速液壓馬達(dá)通過鍵聯(lián)接驅(qū)動(dòng)偏心軸高速旋轉(zhuǎn)，兩根偏心軸獨(dú)立布置，無機(jī)械齒輪傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述偏心軸最大轉(zhuǎn)速12000轉(zhuǎn)/分鐘，工作狀態(tài)角頻率在150-200HZ。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述桅桿(I)通過起塔油缸(5)連接到底盤(2)上并能在起塔油缸(5)的作用下立到豎直位置，所述桅桿(I)通過滑移油缸(3)在滑軌(6)中滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑移落地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述聲頻振動(dòng)頭(8)通過給進(jìn)油缸(4)和鏈條(7 )沿桅桿(I)滑動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述底盤(2)設(shè)置在履帶上，底盤(2)的下端連接有支腿油缸(17)，底盤的一側(cè)布置操作臺(tái)(11)、包裹柴油機(jī)、液壓泵和冷卻器(16)的外罩(10)，底盤另一側(cè)布置有駕駛臺(tái)(12)、工具箱(13)、液壓油箱(14)和柴油箱(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述桅桿(I)底部設(shè)置有夾持器(9)用于夾緊鉆桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，其特征在于所述液壓系統(tǒng)采用主泵、輔泵的雙泵-雙系統(tǒng)，主泵為負(fù)載敏感變量泵，驅(qū)動(dòng)聲頻振動(dòng)頭(8)、履帶行走馬達(dá)；輔泵為恒壓變量泵，驅(qū)動(dòng)支腿油缸(17)、起塔油缸(5)、滑移油缸(3)、夾持器油缸，主泵、輔泵合流驅(qū)動(dòng)給進(jìn)油缸(4)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種全液壓聲頻振動(dòng)鉆機(jī)，包括底盤、桅桿、液壓系統(tǒng)和聲頻振動(dòng)頭，桅桿連接在底盤上，立起后可沿桅桿背板滑移落地，其特征在于所述聲頻振動(dòng)頭設(shè)置在桅桿上并可沿桅桿滑動(dòng)，所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整個(gè)鉆機(jī)。該設(shè)備采用負(fù)載敏感液壓控制，高效節(jié)能。鉆機(jī)中的聲頻振動(dòng)頭可以實(shí)現(xiàn)液壓超高頻振動(dòng)鉆進(jìn)，振動(dòng)頻率高達(dá)150-200Hz，產(chǎn)生的振動(dòng)力高達(dá)140kN，且振動(dòng)頻率可以無級(jí)調(diào)節(jié)、以便更好的適應(yīng)各種地層的鉆進(jìn)和取樣。超高頻振動(dòng)僅對(duì)取樣管壁周圍極小范圍內(nèi)的樣品有輕微擾動(dòng)，且鉆進(jìn)中不使用泥漿，取樣質(zhì)量高，原狀性好。鉆機(jī)一次給進(jìn)行程可達(dá)3.5m，施工效率高。
文檔編號(hào)E21B49/02GK202731749SQ20122023409
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者劉勤學(xué), 劉寶林, 趙曉冬, 李國民, 陸衛(wèi)星, 周琴, 胡遠(yuǎn)彪, 王瑜, 張蔚, 吳浩, 任曉飛 申請(qǐng)人:中煤地第二勘探局有限責(zé)任公司