[发明专利]一种钻机动力输出分时驱动方法

说明书

本发明公开了一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：液压马达通过动力输出装置将扭矩传递至动力输出轴，动力输出轴输出的旋转扭矩在液压换挡机构作用下分别驱动内钻杆和外钻杆同步旋转或内钻杆单独旋转，本发明采用液压换挡机构在动力头前端加装换液压挡机构就可以实现内外钻杆的分时驱动，为钻机改造节省大量成本；另外内钻杆输出扭矩原则上可与外钻杆驱动扭矩等同，这样就大大提高了施工效率；同时该结构操作简单，故障低。

技术领域

本发明具体涉及一种钻机动力输出分时驱动方法。

背景技术

目前在定向穿越施工中经常遇到复杂地层结构，比如硬岩、碎石、卵石、沙土等混合地层，在这种地质结构条件下进行导向孔穿越目前最有效的方法就是双壁钻杆驱动岩石钻具，具体方法是将牙轮钻头安装在内钻杆传动轴上。施工过程中，当内外钻杆同时旋转并推进时，钻孔轨迹呈直线状态；当内钻杆旋转外钻杆不旋转只推进时，钻孔轨迹按照转向弯头方向弯曲，这样就可以按照设定轨迹钻凿导向了。但是要实现双壁钻杆驱动必须在钻机上进行改动，原来的方法是，钻机动力头增加一组内钻杆驱动马达，如图1所示，有两组液压马达01分别驱动内钻杆02和外钻杆03。

在钻机动力头后部加装液压马达，首先要改变液压系统，在发动机输出端增加一组油泵，将原来的双联泵改为三联泵，再增加一套电磁或液控换向阀以及一些液压附件；其二改变原动力头主轴结构，实现通过空心主轴04驱动内钻杆02，该方案需要增加一套液压马达，及相应的液压泵、换向阀、空心轴等部件，设备改造投入较大，成本较高，操控起来也不很方便，最关键的原因是内钻杆驱动马达安装空间有限，只能单马达驱动，不能传动大扭矩，同时与外钻杆驱动马达转速很难实现同步。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：液压马达通过动力输出装置将扭矩传递至动力输出轴，动力输出轴输出的旋转扭矩在液压换挡机构作用下分别驱动内钻杆和外钻杆同步旋转或内钻杆单独旋转。

根据上述一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：在所述液压换挡机构作用下，将动力输出轴输出的单一旋转扭矩转变为驱动内钻杆和外钻杆同步旋转或内钻杆单独旋转的分时驱动旋转扭矩。

根据上述一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：

动力头输出轴通过丝扣与驱动芯轴连接，驱动芯轴中间连接有内钻杆接头，内钻杆接头通过六方结构将驱动芯轴的扭矩传递给内钻杆，

外钻杆接头套在所述内钻杆接头外并可旋转移动连接至双壁钻杆外钻杆，液压油缸套在外钻杆外，通过多个滚动轴承和多个轴承节配合作用，液压油缸只有短行程轴向运动，不做旋转运动；

驱动芯轴前端有端面齿，在液压油缸作用下与外钻杆接头后端的端面齿实现啮合或分离；

上述驱动芯轴端面齿与外钻杆接头端面齿啮合时，驱动芯轴的旋转扭矩就通过端面齿传递给外钻杆接头，同时内钻杆在内钻杆接头作用下同步旋转，这样就实现了内钻杆和外钻杆的同步旋转；及

上述驱动芯轴端面齿与外钻杆接头端面齿分离时，驱动芯轴的旋转扭矩只能通过内钻杆接头传递给内钻杆，实现内钻杆单独旋转。

根据上述一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：控制第一油嘴向液压油缸的一端的第一油腔进油，推动液压油缸使驱动芯轴端面齿与外钻杆接头端面齿啮合；及控制第二油嘴向液压油缸的一端的第二油腔进油，推动液压油缸使驱动芯轴端面齿与外钻杆接头端面齿分离。

根据上述一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：液压马达直接带动液压马达的动力轴承旋转，然后，液压马达的动力轴承通过啮合的齿轮键与齿轮键槽将旋转扭矩传递至固定在一起动力传动轴和动力输出轴。

根据上述一种钻机动力输出分时驱动方法，包括：驱动芯轴端面齿与外钻杆接头端面齿啮合或分离时，双壁钻杆内钻杆、外钻杆和外钻杆接头通过相配合的螺纹在内钻杆接头上同步旋转移动。