[发明专利]一种岩心取样钻机用液压动力头及岩心取样钻机

说明书

本发明公开一种岩心取样钻机用液压动力头，主要由第一动力源驱动左传动轴和左齿轮，第二动力源驱动右传动轴和右齿轮，然后通过左齿轮、中间齿轮、右齿轮配合传动将动力扭矩输出到中间输出轴上，从而驱动中间输出轴上的钻杆扭进接头和套管扭进接头转动。应用本发明的液压动力头，效果是：实现在钻探过程中通过动力头旋转扭进方式自动交替布施两种不同直径的钻杆或/和套管的功能。本发明还公开一种岩心取样钻机，含上述液压动力头，效果是：可通过闭环控制实现无级调速，实时监测扭矩、转速、给进力和提升力等参数，避免采用人工布施套管的繁琐，大大提高施工效率与施工安全性。

技术领域

本发明属于地质工程勘探设备领域，具体涉及一种岩心取样钻机用液压动力头及岩心取样钻机。

背景技术

在野外矿产资源勘探和城市地铁、摩天大楼等基础建设中，地质工程上常使用岩心取样钻机，用于勘察所处矿区的资源分布状况和城市地表土层结构，便于开采矿产资源和确定建筑桩基深度。

在岩心取样钻探过程中，岩心取样钻机需要依靠动力头旋转扭进的方式依次加装钻杆，直到达到所需钻探深度。但施工中为了防止已经钻探的软土层孔壁塌陷，需要增设护壁套管，而现有钻机无法直接通过动力头旋转扭进的方式实现向下布施套管。目前布施套管多通过卷扬机吊起套管后，在多个工人合作下依靠顶驱装置和扶正器强制压入钻孔中，需要消耗大量的劳动力，存在施工效率低、安全隐患大等问题。

目前，市场上出售的岩心取样钻机配备的动力头多为高速和低速二级换挡调速结构，无法实现无级调速。而且动力头难以实现闭环控制，不能实时监测动力头扭矩、转速、给进力和提升力等参数信息。

因此，设计一种能满足在钻探过程中通过动力头旋转扭进方式自动交替布施两种不同直径的钻杆和套管的液压动力头具有重要意义。

发明内容

为了克服岩心取样钻机动力头无法通过旋转扭进方式自动交替布施两种不同规格(直径)的钻杆和套管，且无法无级调速，实时监控扭矩、转速、给进力和提升力等参数信息的缺陷，现提出一种岩心取样钻机用液压动力头，详情如下：

一种岩心取样钻机用液压动力头，包括第一动力部件、第二动力部件、中间齿轮、中间输出轴、套管扭进接头以及钻杆扭进接头；

所述第一动力部件包括第一动力源、左传动轴以及左齿轮，第一动力源的输出轴与左传动轴的第一端连接，左齿轮套设在所述左传动轴的第二端上；

所述第二动力部件包括第二动力源、右传动轴以及右齿轮，第二动力源的输出轴与右传动轴的第一端连接，右齿轮套设在所述右传动轴的第二端上；

所述中间齿轮套设在中间输出轴的第一端，且中间齿轮同时与左齿轮和右齿轮相啮合；中间输出轴的第二端设有套管扭进接头以及钻杆扭进接头，实现采用旋转扭进方式自动交替布施不同规格的钻杆和套管。

以上技术方案中优选的，所述第一动力源和所述第二动力源均安装在上外壳上；所述左齿轮、中间齿轮和右齿轮均安装在下外壳的内部。

以上技术方案中优选的，所述液压动力头的上外壳和下外壳中间设置有泥浆注入管，所述泥浆注入管通过管接头连接钻机配备的泥浆泵。

以上技术方案中优选的，所述第一动力源通过顺次连接的上联轴器、左扭矩传感器和下联轴器与左传动轴连接，所述第二动力源通过顺次连接的上联轴器、右扭矩传感器和下联轴器与右传动轴连接。

以上技术方案中优选的，所述左传动轴与左齿轮的连接处、右传动轴与右齿轮的连接处以及所述中间输出轴与中间齿轮的连接处均设有圆头平键。

以上技术方案中优选的，所述左传动轴末端通过编码器安装端盖和编码器联轴器安装有左编码器；所述右传动轴末端通过编码器安装端盖和编码器联轴器安装有右编码器。