新型钻机底座快速联接装置的研制

吕祥利，黄江

(张家口中地装备探矿工程机械有限公司，河北 张家口 075026)

新型钻机底座快速联接装置的研制

吕祥利，黄江

(张家口中地装备探矿工程机械有限公司，河北 张家口 075026)

钻机底座是钻井工程最重要的基础部件，其结构设计的科学性直接决定了钻井施工的效率、安全性及综合成本。作者根据多年工作经验，结合野外施工的不同工况，针对施工单位对钻机底座的要求越来越高的情况，特设计一种钻机底座快速联接装置，确保钻机底座(平台)便捷与实用。

钻机；底座；联接装置；研制

1 前言

“十三五”时期，国土资源钻采定位是向“三深一土”的科技战略方向发展。为保护生态环境，严守耕地红线，提倡绿色勘探，这是地勘单位未来一段时间内的工作重点。同时，对地勘装备的综合要求越来越高。随着勘探方向的转移，势必造成地勘单位对高底座的需求增加，仅2017年张探公司就签订了多部钻机高底座订单，并陆续交付用户。

2 常规底座连接装置

改进前常规底座的共性就是“傻、大、笨”，并且各模块单元联接均采用销轴耳板形式，平铺长度多达十几米，见图1。

图1 常规底座连接形式

这种结构本身对各组连接孔的形位公差要求较严，相对较大结构件而言往往难以保证加工精度，加上这些底座都是定制式小批量生产，不可能上成套工装或组焊后再机加工完成，势必造成产品互换性差，给后期安装工作带来一定的难度。组装时，通常使用千斤顶就是用手动游车起吊，不仅劳动强度大，而且安装质量难以保证。如果在运输过程中发生磕碰或使用中发生局部变形，对野外而言，进行再次组装的难度就可想而知。此外，在底座平台组装起来后，因底座不能调节，还可能造成钻塔底脚与底座安装的困难，从而引起钻塔底脚差之毫厘导致钻塔天车中心谬以千里的现象。也可能发生钻机与底座安装位置不对，造成孔口、钻机回转、天车中心三点不在一线的现象，影响正常钻进工作。

3 新型底座连接装置

由于常规底座连接装置的上述缺陷，我们专门设计了一种钻机底座快速连接装置，见图2。

图2 新型底座连接形式

从图2中可以看出，底座连接采用几组新型连接结构代替原来销轴、耳板连接。避免了图1所示结构存在的各种问题，不仅降低了生产制造成本，而且更方便野外组装及维修。

3.1 结构简介

新设计的钻机底座快速连接装置(图 3)，其中左夹持体(序2)、右夹持体(序4)，通过长螺栓(序5)及螺母(序8)连接在一起。左夹持体上装有夹紧螺栓(序1)，螺母(序14)与压紧块(序9)通过轴用挡圈(序18)组合在一起。压紧块(序10)与定位销(序3)通过过盈配合，与右夹持体(序4)组合在一起。图中序6为支撑套，起保证左、右夹持体在使用过程中的对中性的作用，序7为开口垫板，序16为铁链，序17为螺钉。通过以上各个零件的简单组合，就能很容易地完成不同部件、相同结构(或同类型钢)的连接。

图3 新型底座快速连接装置

3.2 工作原理

本结构设计的特点是长螺栓(序5)六方外径小于序6为支撑套外径，很方便对左、右夹持体进行组合与拆分。这种快速联接装置在使用时，首先将序7开口垫板取出，把左、右夹持体(及其附件)分别置于被连接件两侧，找到适当位置后，插上序7开口垫板，再将螺母(序8)拧紧。旋紧夹紧螺栓(序1)，在螺母(序14)的作用下，与压紧块(序9)、压紧块(序10)把被连接工件牢牢的连接在一起。当拆卸时，拧松夹紧螺栓(序1)，再将螺母(序8)拧松一点，取下序7开口垫板，这时，左、右夹持体(及其附件)就很方便地打开了。另外，压紧块(序9)、压紧块(序10)的形状、大小、结构可根据被加持零件的情况而适当调整。

3.3 装置特点

(1)该装置快速装卡，确保钻机平台在组装过程中的快捷方便，安全可靠。

(2)该装置代替底座长度方向的销轴、耳板连接的方式，结构简单，降低制造成本。

(3)该装置方便野外生产现场钻机底座的组装与调整，降低工人劳动强度，提高组装效率。

(4)该装置的使用，确保野外作业现场的人身及设备安全。

4 结语

该产品已于2017年8月研制完成，并于8月19日在北京铁路局张家口南站工务段模拟断裂道轨现场进行性能试验。张家口南站工务段对这项产品很感兴趣，并提出进一步合作愿望，有望以后在铁路轨道断裂救援方面起到关键作用。这项技术也必将在张探公司以后大型钻机底座生产中得以推广应用，为广大施工单位提供更优质的产品。

2017-09-10

吕祥利(1963-)，男，毕业于中国地质大学，现任张家口中地装备探矿工程机械有限公司副总工程师，技术中心主任，高级工程师，主要从事岩心钻机、水井钻机等的开发设计工作。Tel：13603133756，E-mail：ztsjb0313@sina.com。

P634.31

A

1009-282X(2017)06-0018-02