螺旋地锚车的研制与应用.pdf

石油机械
2012年第40卷第3期
CHINA PETROLEUM MACHINERY
钻井技术与装备
螺旋地锚车的研制与应用
濯建团2李姣姣23谢玉敏3
(1.中原石油学校2.郑州航空工业管理学院3.中原特种车辆有限公司)
摘要:针对直臂地锚车在近距离无法完成施工作业和复合臂地车结构复杂、故障率高等问
题,研制了螺旋地锚车。该地锚车主要由汽车底盘、副车架、吊臂总成、回转工作台、错头加压
钻进装置、液压系统及蛙形液压支腿等组成,不仅可用于普通地层打地锚,还可用于西南及东北
地区冻土层地销的钻进与拧出。现场应用情况表明,该地锚车可节省人力达90%以上,提高工作
效率50%以
关键词:螺旋地锚车;臂架;加压装置;研制
中图分类号:T929文献标识码:B文章编号:1001-4578(2012)03-0039-03
The Development and Application of the Spirally Mobile Ground Anchor Vehicle
Zhai Jiantuan'.Li Jiaojiao.Xie Yumin
(1. Zhongyuan Petroleum Academy 2. Zhengchou Institute of Aeronautical Industry Management 3. ZT Petroleum Equipment
Co, Ltd.
Abstract: The straight arm cannot complete the short-distance construction operation. The composite arm ground
anchor vehicle is complex in structure and high in failure rate. Considering these problems, the spirally mobile
ground anchor vehicle was developed. The vehicle mainly consists of chassis, subframe, rotary worktable, anchor
head pressure drilling device, hydraulic system and frog-shape hydraulic outrigger. It cannot only be used in ordi
nary formation ground anchoring but also in ground anchor drilling and pulling out in the frozen layers of southwest
ern and northeastern regions. The field application shows that the vehicle can save over90% manpower and im-
prove the operating efficiency by over 50%0
Key words: spirally mobile ground anchor vehicle; arm stand; pressure device; development
加了维护费用,同时也增加了工人的劳动强度。
为此,中原特种车辆有限公司于2010年开发
了螺旋地锚车。该地锚车不仅可用于普通地层打地
常用的地锚车吊臂多采用直臂和复合臂2种结锚,还可用于西南及东北地区冻土层地错的钻进与
构形式。直臂结构由于结构限制在近距离无法完成拧出。
施工作业,在实际施工过程中常依靠移车来完成,
这不仅增加作业成本,而且有时因受施工场所限制
技术分析
单靠移车也无法完成施工作业。复合臂结构虽然解
决了直臂结构无法近距离作业的弊端,但结构复1.1设计难点及关键技术
杂、故障率高,且整体质量过大,使整车始终处在
螺旋地锚车的设计难点是:①锚头膂架的结构
满载状态下工作,造成零部件及轮胎提前磨损,增设计。螺旋地锚车臂架应克服直臂地锚车和复合臂
螺旋地锚车已获国家专利,专利号:ZL201020651630.2。
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地锚车吊臂的不足。②加压装置的设计。现有地锚便,适用范围广,作业效率高。
车扭矩小,作业速度慢,且无法在硬质十层作业,
螺旋地锚车主要由汽车底盘、副车架、回转工
因此需要设计锚头加压装置,使地锚车在较大范围作台、操作粲、吊臂总成、锚头加压钻进装置、液
内工作的同时克服扭矩小、作业速度慢及无法在硬压系统及蛙形液压支腿等组成,结构如图1所示。
质土层作业的弊端
该地锚车副车架用U形卡与汽车底盘连接。回转工
螺旋地锚车的关键技术在于采用了可曲折和伸作台、液压油箱、钻具支架和前支架分別固定在副
缩的彆架结构,并在臂头处加装了可加压的钻进机车架上。操作室内安装有液压控制系统且固定在回
构。液压泵采用双联泵型式,液压系统分为2路,转工作台上。蛙形液压支腿为可折叠式液压支腿,
增大了系统压力,提高了错头马达转速与扭矩,并对称分布在底盘两侧,焊接在副车架上。回转工作
且保证了吊臂在任何仰角和作业半径时都有稳定的台上端与吊臂总成用销轴铰接连接,吊臂总成另
下压力,进一步増大了作业速度和范围。通过加装端与锚头加压钻进装置用销轴鉸接连接。下机操作
配重块,大大提高了整车的稳定性。此地锚车不仅阀固定在副车架的中间位置,用于控制蛙形液压支
制作方便、故障率低、劳动强度小,而且操作简腿的工作状态以及上、下机液压系统之间的切換。
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图1螺旋地锚车结构示意图
ig. 1 The structural diagram of the spirally mobile ground anchor vehicle
1一汽车底盘;2一销头加压钻进装置;3一副车架:4一吊臂总成;5一前支架;6-液压系统;7
下机操作阀;8一钻具;9一操作室;10…回转工作台;11一蛙形液压支腿;12一围裙及配重块。
1.2工作原理
和地锚。吊臂上方为锚头马达和加压油缸的油
1.2.1臂架结构
管,随着吊臂工作长度而伸缩。
吊臂由基本臂和折臂2部分组成(见图2
基础臂和叮伸缔臂通过连接轴铰接,由于转合
折臂为2级伸缩式。吊臂伸缩油缸带动2节伸缩臂可以360°回转,基础臂和可伸缩臂可通过曲折在
运动。吊臂工作全伸长度8.25m,全缩长度5.4整车問围打地锚。伸缩臂可以通过伸缩调节长度,
在一节变幅油鉦全伸、二节变幅全缩状态下保证基础臂在各种仰角工况下都能正常工作
头连接马达距回转中心线3m,工作时通过变幅和1.2.2液压系统
伸缩控制油缸使工作范围达到3.00~8.25m。
液压系统分为锚头和工作2个系统,工作系统
又分上、下机2部分。下机由4个支腿油缸和下车
换向阀组成;上机工作时必须使下机操作阀打到上
机工作位置。液压油通过下机换向阀和回转中心接
头到上机工作系统操作阀控制一节变幅、二节变
图2吊臂结构示意图
幅、伸缩、加压、回转5个动作。回转减速器总成
Fig. 2 The structural diagram of the boom
为蜗轮蜗杅结构,具有自身互锁功能,结构简单。
1一基础臂;2一连接轴;3一可伸缩臂。
锚头系统由单路换向阀、锚头马达、减速器及