[发明专利]土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置

说明书

技术领域

本发明涉及钻井设备，尤指一种土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置。

背景技术

土壤源热泵系统的地下埋管孔井与普通水井、油井、气井相比，有孔径小，集合精度高的特点，通常采用通过钻井的方法，由柴油机打洞钻杆、钻头钻井来实现，该过程需要用一套复杂的机械传动系统，在钻井过程中，消耗了大量的由钻杆与井壁之间产生的摩擦能，由于钻杆很重，钻杆与钻头同时转动，集合精度难以保证，而且费用很高，通常土壤源热泵系统的地下埋管孔井分布在建筑群中，通常钻井设备有很大的局限性。随着土壤源热泵系统的普及，对地下埋管孔井的要求愈来愈高，地下埋管孔井的几何精度、长径比，成本都是影响土壤源热泵系统普及的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其体积小、便于施工、钻杆与钻头的集合精度高并且传动控制系统结构简单。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，包括钻头和钻杆，其中还包括摆线油马达、连接套及液压传动控制系统，所述钻杆为空心杆，所述连接套为空心管，所述钻头上端与连接套下部活动连接，所述连接套上部与钻杆下端固定连接，所述摆线油马达设置于钻杆内腔，所述摆线油马达的输出轴与钻头的上部固定连接，所述摆线油马达的进、出油管接头与液压传动控制系统连接。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述钻头由刀头和上下开口的内、外套筒构成，所述外套筒设置于刀头的上沿，所述内套筒设置于刀头的上表面中部，所述内套筒的高度大于所述外套筒的高度，所述连接套由上面开口的上套筒和上、下面均开口的下套筒构成，所述下套筒的上面设置于所述上套筒的底面，所述上套筒的底面设有通孔，所述上套筒的筒径大于下套筒的筒径，所述下套筒与外套筒套接，所述下套筒设置于外套筒的内腔，所述内套筒的上端设置于所述上套筒的通孔内，所述下套筒与所述内套筒之间由下至上设置有圆柱球轴承和圆锥滚子轴承，所述摆线油马达的输出轴设于内套筒的内腔且通过平键与内套筒固定连接，所述摆线油马达与上套筒固定连接，所述上套筒与钻杆固定连接。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述摆线油马达通过连接螺栓与上套筒固定连接。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述上套筒与钻杆之间通过螺纹连接。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述下套筒与所述外套筒之间设置有密封圈，所述上套筒的内腔底部与钻杆下端之间设置有密封圈。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述液压传动控制系统包括油泵、比例溢流阀、电磁换向阀、压力表开关、压力表、比例调速阀、油箱、液位计、空气过滤器、回油过滤器及冷却器，所述油箱通过管路与油泵连接，所述油泵通过管路与摆线油马达的进油管接头连接，所述摆线油马达的出油管接头通过管路与油箱连接，所述油泵与摆线油马达的进油管接头之间的管路上设置有电磁换向阀，所述油泵与电磁换向阀之间的管路上设置有压力表开关和压力表，所述摆线油马达的出油管接头与所述油箱之间的管路上依次设有比例调速阀、比例溢流阀、冷却器及回油过滤器，所述比例溢流阀通过管路与电磁换向阀及压力表开关连接，所述油箱上设置有空气过滤器及液位计。

本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置，其中所述比例溢流阀及比例调速阀与电控系统配合连接。

采用上述方案后，本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置通过液压传动控制系统可以准确的控制摆线油马达工作，摆线油马达的输出轴带动钻头转动钻孔，由于钻头与连接套活动连接，而钻杆与连接套固定连接，这样当钻头转动时，钻杆不转钻头转，使得钻头与钻杆的集合精度大大提高，且摆线油马达本身的体积小，其设置于钻杆内方便该装置钻孔、方便施工，且液压传动控制系统结构要比机械传动系统的结构简单，便于输出转速与输出扭矩的调整。

附图说明

图1是本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置的结构示意图；

图2是本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置的液压传动控制系统结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本发明土壤源热泵系统地下埋管孔井的钻井装置包括钻头1、钻杆2、摆线油马达3、连接套4及液压传动控制系统5；

钻头1由刀头11和上下开口的内套筒12及外套筒13构成，外套筒13设置于刀头11的上沿，内套筒12设置于刀头11的上表面中部，内套筒12的高度大于外套筒13的高度；

钻杆2为空心杆；