CN106468144B - 钻塔装置和钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻塔装置和钻机。钻塔装置包括第一钻塔本体和第二钻塔本体。第二钻塔本体相对于第一钻塔本体在第一钻塔本体的纵向上可移动地设置。第二钻塔本体相对于第一钻塔本体在第一钻塔本体的纵向上可移动地设置，因此当钻塔装置处于作业状态且需要使用较长钻杆时，可以使第二钻塔本体相对于第一钻塔本体向上运动使钻塔装置高度增大，从而满足钻进作业所需的长钻杆的需求。当钻塔装置处于运输状态时，可以使第二钻塔本体相对于第一钻塔本体向下运动使钻塔装置的整体高度减小，从而方便运输。综上可知，本发明的钻塔装置在满足较长钻杆的使用需求下还能方便运输。

Description

钻塔装置和钻机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种钻塔装置和钻机。

背景技术

钻塔装置是钻机在钻进过程中进行提升与下压工序进而实现钻井作业的平台。钻塔装置用来使顶驱装置做定向往复运动以实现钻进作业，因此钻塔装置需要具有足够的强度和高度以保证深孔钻进的提升量，且能够用来使用较长的钻杆。

为了满足使用长钻杆的需求，现有技术中的钻塔装置往往增加高度。但是钻塔装置的高度增加会导致运输的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻塔装置和钻机，以使得钻塔装置能够在满足较长钻杆的使用需求下还能方便运输。

本发明第一方面提供一种钻塔装置，包括第一钻塔本体和第二钻塔本体，第二钻塔本体相对于第一钻塔本体在第一钻塔本体的纵向上可移动地设置。

进一步地，第一钻塔本体为空间桁架结构；和/或，第二钻塔本体为空间桁架结构。

进一步地，第一钻塔本体包括第一槽形结构，第一槽形结构的截面形状为方形，第二钻塔本体包括第二槽形结构，第二槽形结构的截面形状为凸字形，第一槽形结构和第二槽形结构的开口端均设于钻塔装置的前端，第二槽形结构包括位于前侧的大截面端和位于后侧的小截面端，第二槽形结构设于第一槽形结构的内部。

进一步地，第一槽形结构的开口端的两侧的内部设有第一导轨，第二槽形结构的大截面端的两侧的外部设有第一滚轮，第一滚轮能够沿第一导轨滚动。

进一步地，第一钻塔本体的两侧设有第一导轨，第二钻塔本体的两侧设有第一滚轮，第一滚轮能够沿第一导轨滚动。

进一步地，第一导轨包括圆形导轨，第一滚轮的滚动面包括与圆形导轨配合的具有弧形截面的环形槽。

进一步地，第一导轨包括并列设置的两根以上圆形导轨，第一滚轮的滚动面包括与两根以上圆形导轨一一对应设置的两个以上环形槽。

进一步地，钻塔装置还包括限位机构，限位机构限制第二钻塔本体相对于第一钻塔本体的横向位置以使得第二钻塔本体沿第一钻塔本体的纵向运动。

进一步地，限位机构包括设于第一钻塔本体的前端顶部的限位架、设置于限位架上的限位滚轮和设于第二钻塔本体上的限位板，限位板设于第二钻塔本体的后侧并沿着第二钻塔本体的纵向延伸，限位板与限位滚轮滚动配合以限制第二钻塔本体相对于第一钻塔本体的横向位置。

进一步地，限位滚轮包括第一限位滚轮，两个以上第一限位滚轮设于限位板的左右两侧，限位板的左右两侧面与第一限位滚轮滚动配合以限制第二钻塔本体相对于第一钻塔本体的左右位置；和/或，限位滚轮包括第二限位滚轮，第二限位滚轮设置于限位板的后侧，限位板的后侧面与第二限位滚轮滚动配合以限制第二钻塔本体相对于第一钻塔本体的前后位置。

进一步地，钻塔装置还包括驱动装置，驱动装置驱动第二钻塔本体相对于第一钻塔本体沿纵向运动。

进一步地，驱动装置包括至少一个伸缩缸，伸缩缸包括缸筒和活塞杆，缸筒和活塞杆中的一个与第二钻塔本体连接，缸筒和活塞杆中的另一个与第一钻塔本体连接，活塞杆相对于缸筒运动以带动第二钻塔本体相对于第一钻塔本体运动。

进一步地，至少一个伸缩缸包括第一油缸和第二油缸，第一油缸位于第二钻塔本体的内部，第二油缸位于第一钻塔本体与第二钻塔本体之间。

进一步地，第一油缸的活塞杆与第一钻塔本体的下部连接，第一油缸的缸筒与第二钻塔本体的上部连接；和/或，第二油缸的缸筒与第一钻塔本体的下部连接，第二油缸的活塞杆与第二钻塔本体的上部连接。

进一步地，第一钻塔本体包括第一槽形结构，第一槽形结构的截面形状为方形，第二钻塔本体包括第二槽形结构，第二槽形结构的截面形状为凸字形，第一槽形结构和第二槽形结构的开口端均位于钻塔装置的前端，第二槽形结构包括位于前侧的大截面端和位于后侧的小截面端，第二槽形结构设于第一槽形结构的内部，第一油缸设于第二槽形结构的小截面端的内部，两个第二油缸对称设于第二槽形结构的小截面端的两侧的外部。

进一步地，钻塔装置还包括用于带动钻杆上下移动的顶驱装置，顶驱装置沿第二钻塔本体的纵向方向可移动地设置。

进一步地，第二钻塔本体设有第二导轨，顶驱装置沿第二导轨运动。

进一步地，钻塔装置还包括设于第二钻塔本体的上方的提升滑轮架组件、设于第一钻塔本体的第一连接件和提升绳索，提升滑轮架组件包括顶端滑轮架主体和提升滑轮，顶端滑轮架主体与第二钻塔本体的顶端连接，提升滑轮设于顶端滑轮架主体上，提升绳索的第一端与顶驱装置连接，提升绳索的第二端绕过提升滑轮并与第一连接件连接。

进一步地，第一连接件包括调节螺栓，调节螺栓用于调节提升绳索的张紧度。

进一步地，钻塔装置还包括设于第二钻塔本体的下部的下压滑轮架组件、设于第一钻塔本体的第二连接件和下压绳索，下压滑轮架组件包括下压滑轮架和下压滑轮，下压滑轮架与第二钻塔本体的下部连接，下压滑轮设于下压滑轮架上，下压绳索的第一端与顶驱装置连接，下压绳索的第二端绕过下压滑轮与第二连接件连接。

进一步地，第二连接件包括张紧油缸，张紧油缸的缸筒与第一钻塔本体的上部连接，下压绳索的第二端绕过下压滑轮与张紧油缸的活塞杆连接。

进一步地，钻塔装置还包括起塔机构，起塔机构用于驱动钻塔装置的起塔和落塔。

进一步地，起塔机构包括与第一钻塔本体滑动连接的滑板装置、与滑板装置铰接的起塔支架和与滑板装置铰接的起塔油缸。

进一步地，滑板装置上设有滑板导轨，第一钻塔本体的后侧设有滑动凹槽，滑板导轨卡装于滑动凹槽内并能在滑动凹槽内滑动。

进一步地，滑板装置包括滑板槽形结构，滑板导轨设于滑板槽形结构的左右两侧。

进一步地，起塔装置还包括浮动油缸，浮动油缸的缸筒和活塞杆中的一个与滑板装置连接，另一个与第一钻塔本体连接。

本发明第二方面提供一种钻机，包括本发明第一方面任一项所述的钻塔装置。

基于本发明提供的技术方案，钻塔装置包括第一钻塔本体和第二钻塔本体。第二钻塔本体相对于第一钻塔本体在第一钻塔本体的纵向上可移动地设置。第二钻塔本体相对于第一钻塔本体在第一钻塔本体的纵向上可移动地设置，因此当钻塔装置处于作业状态且需要使用较长钻杆时，可以使第二钻塔本体相对于第一钻塔本体向上运动使钻塔装置高度增大，从而满足钻进作业所需的长钻杆的需求。当钻塔装置处于运输状态时，可以使第二钻塔本体相对于第一钻塔本体向下运动使钻塔装置的整体高度减小，从而方便运输。综上可知，本发明的钻塔装置在满足较长钻杆的使用需求下还能方便运输。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的钻塔装置的主视结构示意图；

图2为图1所示的钻塔装置的左视结构示意图；

图3为图1所述的钻塔装置的局部结构示意图；

图4为图1所示的钻塔装置的俯视剖视结构示意图；

图5为图1中的第一钻塔本体的主视结构示意图；

图6为图5所示的第一钻塔本体的左视结构示意图；

图7为图5所示的第一钻塔本体的俯视结构示意图；

图8为图1中的第二钻塔本体的主视结构示意图；

图9为图8所示的第二钻塔本体的左视结构示意图；

图10为图8所示的第二钻塔本体及第一油缸的俯视结构示意图；

图11为图8所示的第二钻塔本体的第一槽形结构及第一油缸的俯视剖视结构示意图；

图12为图3中的第一钻塔本体上的限位架及限位滚轮的主视结构示意图；

图13为图12中的限位架及限位滚轮的俯视结构示意图；

图14为第一钻塔本体上的限位滚轮与第二钻塔本体上的限位板之间的配合关系的俯视结构示意图；

图15为第二钻塔本体的第二钻塔本体顶板的结构示意图；

图16为提升滑轮架组件的主视结构示意图；

图17为提升滑轮架组件的左视结构示意图；

图18为图1中的顶驱装置的动力头滑架主体的主视结构示意图；

图19为图18所示的动力头滑架主体的左视结构示意图；

图20为图18所示的顶驱装置与第二导轨之间的配合结构的主视图；

图21为图18所示的顶驱装置与第二导轨之间的配合结构的左视图；

图22为图18所示的顶驱装置与第二导轨之间的配合结构的剖视图；

图23为滑板装置的主视结构示意图；

图24为图23所示的滑板装置的左视结构示意图；

图25为图23所示的滑板装置的横截面图；

图26为图23所示的滑板装置与滑动凹槽之间的配合结构示意图。

各附图标记分别代表：

1-第一钻塔本体；2-第二钻塔本体；3-提升滑轮架组件；4-支腿；5-滑板装置；6-第二油缸；7-第一油缸；8-顶驱装置；9-浮动油缸；10-提升绳索；11-下压绳索；12-张紧油缸；13-调节螺栓；14-张紧油缸缸筒安装座；15-浮动油缸缸筒安装座；16-第二油缸缸筒安装座；17-支腿油缸安装座；18-滑动凹槽；19-调节螺栓安装座；20-第一导轨；21-第一油缸活塞杆安装座；22-工作台；23-限位架；24-第一油缸缸筒安装座；25-第一滚轮；26-下压滑轮；27-限位板；29-第二钻塔本体顶板；30-第二导轨；32-第二油缸活塞杆安装座；33-提升滑轮；34-挡绳轴；35-顶端滑轮架底板；36-顶端滑轮架主体；37-起塔油缸安装座；38-钻塔旋转轴；39-浮动油缸活塞杆安装座；40-滑板导轨；41-动力头滑架主体；48-提升绳索安装座；49-下压绳索安装座；50-纵向支撑轮安装板；51-横向外侧支撑轮安装板；52-滑架立板；53-横向内侧支撑轮安装板；54-滑架底板；55-横向内侧支撑轮；56-横向外侧支撑轮；57-纵向支撑轮；58-第一限位滚轮；59-第二限位滚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在以下描述中，所称的“前”指的是在钻塔装置处于工作状态时顶驱装置相对于第二钻塔本体的一侧；“后”指的是与“前”相对的一侧，“左”和“右”指的是面对前方时形成的左右方向。

下面根据图1至图26对本发明实施例的钻塔装置的结构进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例的钻塔装置包括第一钻塔本体1和第二钻塔本体2。第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1在第一钻塔本体1的纵向上可移动地设置。

由于本发明实施例的钻塔装置的第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1在第一钻塔本体1的纵向上可移动地设置，因此当本发明实施例的钻塔装置处于作业状态且需要使用较长钻杆时，可以使第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1向上运动使钻塔装置高度增大，从而满足钻进作业所需的长钻杆的需求。当本发明实施例的钻塔装置处于运输状态时，可以使第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1向下运动使钻塔装置的整体高度减小，从而方便运输。综上可知，本发明实施例的钻塔装置在满足较长钻杆的使用需求下还能方便运输。

优选地，第一钻塔本体1为空间桁架结构。第二钻塔本体2为空间桁架结构。第一钻塔本体1为空间桁架结构，第二钻塔本体2为空间桁架结构减轻钻塔装置的重量，进一步提高运输方便性。

为了进一步减小钻塔装置的整体体积使其结构紧凑，如图7所示，本实施例的第一钻塔本体1包括第一槽形结构。第一槽形结构的截面形状为方形。如图11所示，第二钻塔本体2包括第二槽形结构，第二槽形结构的截面形状为凸字形。第一槽形结构和第二槽形结构的开口端均设于钻塔装置的前端。第二槽形结构包括位于前侧的大截面端和位于后侧的小截面端。如图4所示，第二槽形结构设于第一槽形结构的内部。

如图5至图7所示，第一槽形结构的开口端的两侧的内部设有第一导轨20。如图8至图10所示，第二槽形结构的大截面端的外部设有第一滚轮25。如图3所示，第一滚轮25能够沿第一导轨20滚动。

具体地，如图7所示，第一导轨20包括圆形导轨。如图10所示，第一滚轮25的滚动面包括与圆形导轨配合的具有弧形截面的环形槽。

优选地，第一导轨20包括并列设置的两根以上圆形导轨。第一滚轮25的滚动面包括与以上两根以上圆形导轨一一对应设置的两个以上环形槽。

如图4所示，在本实施例中，第一导轨20包括并列设置的两根圆形导轨。第一滚轮25的滚动面包括两个环形槽。两个环形槽与两根圆形导轨卡装配合，使第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的运动更平稳。

更优地，如图8所示，第一滚轮25在第二钻塔本体2的纵向方向上均匀设置以有效保证第二钻塔本体2的整个长度方向上都可以与第一导轨20形成稳定的配合，提高第二钻塔本体2的运动平稳性。

在一个附图未示出的实施例中，第一钻塔本体可以为方形筒形结构，第二钻塔本体也可以为方形筒形结构，第二钻塔本体套设于第一钻塔本体的内部。

为了使第二钻塔本体2沿第一钻塔本体1的纵向上的运动不易发生偏移，提高第二钻塔本体2运动位置的准确度，钻塔装置还包括限位机构。限位机构限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的横向位置以使得第二钻塔本体2沿第一钻塔本体1的纵向运动。

优选地，如图5、图12、图13及图14所示，限位机构包括设于第一钻塔本体1的前端顶部的限位架23、设置于限位架23上的限位滚轮和设于第二钻塔本体2上的限位板27。限位板27设于第二钻塔本体2的后侧并沿着第二钻塔本体2的纵向延伸。再如图14所示，限位板27与限位滚轮配合以限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的横向位置。

具体地，如图14所示，限位滚轮包括第一限位滚轮59。两个第一限位滚轮59设于限位板27的左右两侧。限位板27的左右两侧面与第一限位滚轮59滚动配合以限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的左右位置。由于限位架23设于第一钻塔本体1的前段顶部，所以第二钻塔本体2在相对于第一钻塔本体向上运动时，设于限位架23上的第一限位滚轮59就可保持与限位板27的滚动配合，从而限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的左右位置。

限位滚轮还包括第二限位滚轮58。第二限位滚轮58设置于限位板27的后侧，限位板27的后侧面与第二限位滚轮58滚动配合以限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的前后位置。

第一限位滚轮59限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的左右位置，第二限位滚轮58限制第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1的前后位置，因此第一限位滚轮59和第二限位滚轮58共同限制第二钻塔本体2的横向位置，以有效保证第二钻塔本体2沿第一钻塔本体2的纵向运动的准确度。

在本实施例中，如图12和图13所示，限位架23为中部后凹的槽形结构。第一限位滚轮59设于限位架23的左右两侧，第二限位滚轮58设于限位架23的中部的两侧。

钻塔装置还包括驱动装置。驱动装置驱动第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1沿纵向运动。

优选地，驱动装置包括至少一个伸缩缸。伸缩缸包括缸筒和活塞杆。缸筒和活塞杆中的一个与第二钻塔本体2连接，缸筒和活塞杆中的另一个与第一钻塔本体1连接。活塞杆相对于缸筒运动以带动第二钻塔本体2相对于第一钻塔本体1连接。

在本实施例中，如图4所示，至少一个伸缩缸包括第一油缸7和第二油缸6。第一油缸7位于第二钻塔本体2的内部。第二油缸6位于第一钻塔本体1与第二钻塔本体2之间。

具体在本实施例中，如图4所示，第一油缸7设于第二槽形结构的小截面端的内部，两个第二油缸6对称设于第二槽形结构的小截面端的两侧的外部。由图4所示的钻塔装置的俯视图可看出，如此布置使得整个钻塔装置的布局紧凑，节省空间，更有利于运输。另外，第二油缸6的四周由第一钻塔本体1和第二钻塔本体2的空间桁架结构包围，使得第二油缸6的工作不易被外界干扰。

第一油缸7的活塞杆与第一钻塔本体1的下部连接，第一油缸7的缸筒与第二钻塔本体2的上部连接。且第二油缸6的缸筒与第一钻塔本体2的下部连接，第二油缸6的活塞杆与第二钻塔本体2的上部连接。

具体地，如图7所示，第一钻塔本体1的下部设有第一油缸活塞杆安装座21，用于安装第一油缸7的活塞杆。如图8和图9所示，第二钻塔本体2的上部设有第一油缸缸筒安装座24，用于安装第一油缸7的缸筒。如图5和图6所示，第一钻塔本体1的下部设有两个对称设置的第二油缸缸筒安装座16，用于安装第二油缸的缸筒。如图1和图2所示，第二钻塔本体2的顶部设有提升滑轮架组件3。如图16所示，提升滑轮架组件3包括对称设于其两侧的第二油缸活塞杆安装座32，用于安装第二油缸的活塞杆。

如图1和图2所示，第一钻塔本体1的下端的两侧设有支腿4。如图6所示，第一钻塔本体1的下部还设有支腿油缸安装座17。支腿油缸的活塞杆与支腿油缸安装座17连接，支腿油缸的缸筒与支腿4连接，支腿油缸用于承载自身重力及外部载荷。第二油缸缸筒安装座16与支腿油缸安装座17通过板件连接。

再如图7所示，第一钻塔本体1的下端设有工作台22。工作台22是钻杆和钻具等的主承载结构，工作台22上加工有8个螺纹孔用于安装动力卡瓦装置。

如图1和图2所示，钻塔装置还包括顶驱装置8。顶驱装置8沿第二钻塔本体2的纵向方向运动。顶驱装置8用来驱动钻杆运动以实现钻进作业，顶驱装置8能够沿第二钻塔本体2的纵向方向运动，因此可以使得钻杆实现向下钻进和向上提升。

优选地，如图1和图2所示，钻塔装置包括设于第二钻塔本体2的上方的提升滑轮架组件3、设于第一钻塔本体1的第一连接件和提升绳索10。如图16和图17所示，提升滑轮架组件3包括顶端滑轮架主体36和提升滑轮33。顶端滑轮架主体36与第二钻塔本体2的顶端连接。提升滑轮33设于顶端滑轮架主体36上。如图1所示，提升绳索10的第一端与顶驱装置8连接，提升绳索10的第二端绕过提升滑轮33并与第一连接件连接。顶驱装置8通过提升绳索10及提升滑轮与第一钻塔本体1连接，当第二钻塔本体2沿第一钻塔本体1向上运动时，由于提升滑轮33的作用，顶驱装置8向上运动的距离是是第二钻塔本体2向上运动的距离的两倍，因此提高了顶驱装置6的运动效率。

如图9所示，第二钻塔本体2的顶部设有第二钻塔本体顶板29。第二钻塔本体顶板29的形状如图15所示。顶端滑轮架组件3的底部设有顶端滑轮架底板35。顶端滑轮架底板35的形状与第二钻塔本体顶板29的形状相同且如图15所示，第二钻塔本体顶板29上加工有16个光孔，用于连接顶端滑轮架底板35，进而使顶端滑轮架组件3与第二钻塔本体2。

其中，如图17所示，顶端滑轮架组件3包括并排设置的两个滑轮组。每个滑轮组包括两个滑轮33。顶端滑轮架主体36包括四块心形平板。且位于同一侧的两块心形平板之间设有第二油缸活塞杆安装座32。

为了防止提升绳索10断裂而飞出对施工人员造成危险，本实施例的顶端滑轮架组件3还包括挡绳轴34。

优选地，如图2所示，本实施例中的第一连接件包括调节螺栓13。调节螺栓13用于调节提升绳索10的张紧度。因此提升绳索10在经过长时间使用变松后，可以通过调节螺栓13来调节。

如图6所示，第一钻塔本体1的外侧上部设有调节螺栓安装座19，用于安装调节螺栓13。

优选地，钻塔装置还包括设于第二钻塔本体2的下部的下压滑轮架组件、设于第一钻塔本体1的第二连接件和下压绳索11。下压滑轮架组件包括下压滑轮架和下压滑轮26，下压滑轮架与第二钻塔本体2的下部连接。如图8所示，下压滑轮26设于下压滑轮架上，下压绳索11的第一端与顶驱装置8连接，下压绳索11的第二端绕过下压滑轮26与第二连接件连接。顶驱装置8通过下压绳索11及下压滑轮26与第一钻塔本体1连接，当第二钻塔本体2沿第一钻塔本体1向下运动时，由于下压滑轮26的作用，顶驱装置8向下运动的距离是第二钻塔本体2向下运动的距离的两倍，因此提高了顶驱装置6的运动效率。

第二连接件包括张紧油缸12。张紧油缸12的缸筒与第一钻塔本体1的上部连接。如图5和图6所示，第一钻塔本体1的顶部设有张紧油缸缸筒安装座14，用于安装张紧油缸12的缸筒。下压绳索11的第二端绕过下压滑轮26与张紧油缸12的活塞杆连接。

优选地，第二钻塔本体2设有第二导轨30。顶驱装置8沿第二导轨30运动。

具体在本实施例中，如图11所示，第二导轨30设置于第二钻塔本体2的左右两侧。其中，第二导轨30为并列设置的两根方管导轨。

下面将根据图18至图22对顶驱装置8的结构以及顶驱装置8与第二导轨30之间的配合关系进行详细说明。

顶驱装置8包括动力头滑架主体41，动力头滑架主体41用于安装动力头。

如图18和图19所示，动力头滑架主体41包括提升绳索安装座48、下压绳索安装座49、纵向支撑轮安装板50、横向外侧支撑轮安装板51、滑架立板52、横向内侧支撑轮安装板53和滑架底板54。其中，滑架立板52设于滑架底板54的左右两侧。提升绳索安装座48和下压绳索安装座49设于滑架立板52之间且分别设于动力头滑架主体41的上下两端。

其中，提升绳索安装座48用于安装提升绳索10的第一端。下压绳索安装座49用于安装下压绳索11的第一端。

顶驱装置8还包括纵向支撑轮57、横向外侧支撑轮56和横向内侧支撑轮55。

如图21所示，纵向支撑轮57设于纵向支撑轮安装板50上。每四个纵向支撑轮57为一组，包括分别卡装于第二导轨30的前后两侧的两对纵向支撑轮57。纵向支撑轮安装板50的上下两侧都分别设有两组上述的纵向支撑轮。纵向支撑轮57分别卡装于第二导轨30的前后两侧，可以限制顶驱装置8的前后位置，从而有效保证顶驱装置8相对于第二导轨30的运动平稳性，进而保证动力头钻进的精确度。

如图20和图22所示，横向外侧支撑轮56设于横向外侧支撑轮安装板51上。每两个横向外侧支撑轮56为一组，对称设置于第二导轨30外侧。横向内侧支撑轮55设于横向内侧支撑轮安装板53上。横向内侧支撑轮安装板53设于滑架底板54的四角以使得横向内侧支撑轮55对称设于第二导轨30的内侧。由上可知，横向外侧支撑轮56和横向内侧支撑轮55共同限制顶驱装置8的左右位置，防止顶驱装置8左右摆动，从而有效保证顶驱装置8相对于第二导轨30的运动平稳性。

由上可知，纵向支撑轮57、横向内侧支撑轮55和横向外侧支撑轮56相互配合，共同限制顶驱装置8的位置以保证顶驱装置8沿第二导轨30上下运动，以实现动力头的提升与进给。

优选地，通过调节上述各个支撑轮间的间隙，可有效控制顶驱装置8的运动精度，有效提高钻机的钻孔精度。

为了实现钻塔装置的起塔与落塔，钻塔装置还包括起塔机构。起塔机构用于驱动钻塔装置的起塔和落塔。

如图23所示，起塔机构包括与第一钻塔本体1滑动连接的滑板装置5、与滑板装置5铰接的起塔支架(图中未示出)和与滑板装置5铰接的起塔油缸。在起塔时，起塔油缸驱动滑板装置5相对于起塔支架向上转动，由于第一钻塔本体1与滑板装置5滑动连接，因而第一钻塔本体1随着滑板装置5也向上转动从而完成起塔。落塔时，与起塔的过程相反，起塔油缸驱动滑板装置5相对于起塔支架向下转动，从而带动第一钻塔本体1向下转动从而完成落塔。

如图23所示，滑板装置5上设有起塔油缸安装座37。起塔油缸通过起塔油缸安装座37与滑板装置5铰接。滑板装置5上还设有钻塔旋转轴38。滑板装置5通过钻塔旋转轴38与起塔支架铰接。

具体地，如图26所示，滑板装置5上设有滑板导轨40。第一钻塔本体1的后侧设有滑动凹槽18。滑板导轨40卡装于滑动凹槽18内并能在滑动凹槽18内滑动。

优选地，如图25所示，滑板装置5包括滑板槽形结构。滑板导轨设于滑板槽形结构的左右两侧。

为了有效保证钻塔装置的起塔和落塔过程的运动稳定性，起塔装置还包括浮动油缸9。浮动油缸9的缸筒与第一钻塔本体1连接，浮动油缸9的活塞杆与滑板装置5连接。

如图6所示，第一钻塔本体1的后侧上部设有浮动油缸缸筒安装座15，用于安装浮动油缸的缸筒。如图23所示，滑板装置5的上端设有浮动油缸活塞杆安装座39，用于安装浮动油缸的活塞杆。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (26)

1.一种钻塔装置，其特征在于，包括第一钻塔本体(1)和第二钻塔本体(2)，所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)在所述第一钻塔本体(1)的纵向上可移动地设置，所述第一钻塔本体(1)包括第一槽形结构，所述第一槽形结构的截面形状为方形，所述第二钻塔本体(2)包括第二槽形结构，所述第二槽形结构的截面形状为凸字形，所述第一槽形结构和所述第二槽形结构的开口端均设于所述钻塔装置的前端，所述第二槽形结构包括位于前侧的大截面端和位于后侧的小截面端，所述第二槽形结构设于所述第一槽形结构的内部。

2.根据权利要求1所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一钻塔本体(1)为空间桁架结构；和/或，所述第二钻塔本体(2)为空间桁架结构。

3.根据权利要求1所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一槽形结构的开口端的两侧的内部设有第一导轨(20)，所述第二槽形结构的大截面端的两侧的外部设有第一滚轮(25)，所述第一滚轮(25)能够沿所述第一导轨(20)滚动。

4.根据权利要求1所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一钻塔本体(1)的两侧设有第一导轨(20)，所述第二钻塔本体(2)的两侧设有第一滚轮(25)，所述第一滚轮(25)能够沿所述第一导轨(20)滚动。

5.根据权利要求4所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一导轨(20)包括圆形导轨，所述第一滚轮(25)的滚动面包括与所述圆形导轨配合的具有弧形截面的环形槽。

6.根据权利要求5所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一导轨(20)包括并列设置的两根以上所述圆形导轨，第一滚轮(25)的滚动面包括与所述两根以上圆形导轨一一对应设置的两个以上所述环形槽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括限位机构，所述限位机构限制所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)的横向位置以使得所述第二钻塔本体(2)沿所述第一钻塔本体(1)的纵向运动。

8.根据权利要求7所述的钻塔装置，其特征在于，所述限位机构包括设于所述第一钻塔本体(1)的前端顶部的限位架(23)、设置于所述限位架(23)上的限位滚轮和设于所述第二钻塔本体(2)上的限位板(27)，所述限位板(27)设于所述第二钻塔本体(2)的后侧并沿着所述第二钻塔本体(2)的纵向延伸，所述限位板(27)与所述限位滚轮滚动配合以限制所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)的横向位置。

9.根据权利要求8所述的钻塔装置，其特征在于，所述限位滚轮包括第一限位滚轮(59)，两个以上所述第一限位滚轮(59)设于所述限位板(27)的左右两侧，所述限位板(27)的左右两侧面与所述第一限位滚轮(59)滚动配合以限制所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)的左右位置；和/或，所述限位滚轮包括第二限位滚轮(58)，所述第二限位滚轮(58)设置于所述限位板(27)的后侧，所述限位板(27)的后侧面与所述第二限位滚轮(58)滚动配合以限制所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)的前后位置。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)沿纵向运动。

11.根据权利要求10所述的钻塔装置，其特征在于，所述驱动装置包括至少一个伸缩缸，所述伸缩缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒和所述活塞杆中的一个与所述第二钻塔本体(2)连接，所述缸筒和所述活塞杆中的另一个与所述第一钻塔本体(1)连接，所述活塞杆相对于所述缸筒运动以带动所述第二钻塔本体(2)相对于所述第一钻塔本体(1)运动。

12.根据权利要求11所述的钻塔装置，其特征在于，所述至少一个伸缩缸包括第一油缸(7)和第二油缸(6)，所述第一油缸(7)位于所述第二钻塔本体(2)的内部，所述第二油缸(6)位于所述第一钻塔本体(1)与所述第二钻塔本体(2)之间。

13.根据权利要求12所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一油缸(7)的活塞杆与所述第一钻塔本体(1)的下部连接，所述第一油缸(7)的缸筒与所述第二钻塔本体(2)的上部连接；和/或，所述第二油缸(6)的缸筒与所述第一钻塔本体(2)的下部连接，所述第二油缸(6)的活塞杆与所述第二钻塔本体(2)的上部连接。

14.根据权利要求12所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一钻塔本体(1)包括第一槽形结构，所述第一槽形结构的截面形状为方形，所述第二钻塔本体(2)包括第二槽形结构，所述第二槽形结构的截面形状为凸字形，所述第一槽形结构和所述第二槽形结构的开口端均位于所述钻塔装置的前端，所述第二槽形结构包括位于前侧的大截面端和位于后侧的小截面端，所述第二槽形结构设于所述第一槽形结构的内部，所述第一油缸(7)设于所述第二槽形结构的小截面端的内部，两个所述第二油缸(6)对称设于所述第二槽形结构的小截面端的两侧的外部。

15.根据权利要求1至6中任一项所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括用于带动钻杆上下移动的顶驱装置(8)，所述顶驱装置(8)沿所述第二钻塔本体(2)的纵向方向可移动地设置。

16.根据权利要求15所述的钻塔装置，其特征在于，所述第二钻塔本体(2)设有第二导轨(30)，所述顶驱装置(8)沿所述第二导轨(30)运动。

17.根据权利要求15所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括设于所述第二钻塔本体(2)的上方的提升滑轮架组件(3)、设于所述第一钻塔本体(1)的第一连接件和提升绳索(10)，所述提升滑轮架组件(3)包括顶端滑轮架主体(36)和提升滑轮(33)，所述顶端滑轮架主体(36)与所述第二钻塔本体(2)的顶端连接，所述提升滑轮(33)设于所述顶端滑轮架主体(36)上，所述提升绳索(10)的第一端与所述顶驱装置(8)连接，所述提升绳索(10)的第二端绕过所述提升滑轮(33)并与所述第一连接件连接。

18.根据权利要求17所述的钻塔装置，其特征在于，所述第一连接件包括调节螺栓(13)，所述调节螺栓(13)用于调节所述提升绳索(10)的张紧度。

19.根据权利要求15所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括设于所述第二钻塔本体(2)的下部的下压滑轮架组件、设于所述第一钻塔本体(1)的第二连接件和下压绳索(11)，所述下压滑轮架组件包括下压滑轮架和下压滑轮(26)，所述下压滑轮架与所述第二钻塔本体(2)的下部连接，所述下压滑轮(26)设于所述下压滑轮架上，所述下压绳索(11)的第一端与所述顶驱装置(8)连接，所述下压绳索(11)的第二端绕过所述下压滑轮(26)与所述第二连接件连接。

20.根据权利要求19所述的钻塔装置，其特征在于，所述第二连接件包括张紧油缸(12)，所述张紧油缸(12)的缸筒与所述第一钻塔本体(1)的上部连接，所述下压绳索(11)的第二端绕过所述下压滑轮(26)与所述张紧油缸(12)的活塞杆连接。

21.根据权利要求1至6中任一项所述的钻塔装置，其特征在于，所述钻塔装置还包括起塔机构，所述起塔机构用于驱动所述钻塔装置的起塔和落塔。

22.根据权利要求21所述的钻塔装置，其特征在于，所述起塔机构包括与所述第一钻塔本体(1)滑动连接的滑板装置(5)、与所述滑板装置(5)铰接的起塔支架和与所述滑板装置(5)铰接的起塔油缸。

23.根据权利要求22所述的钻塔装置，其特征在于，所述滑板装置(5)上设有滑板导轨，所述第一钻塔本体(1)的后侧设有滑动凹槽，所述滑板导轨卡装于所述滑动凹槽内并能在所述滑动凹槽内滑动。

24.根据权利要求23所述的钻塔装置，其特征在于，所述滑板装置(5)包括滑板槽形结构，所述滑板导轨设于所述滑板槽形结构的左右两侧。

25.根据权利要求22所述的钻塔装置，其特征在于，所述起塔装置还包括浮动油缸(9)，所述浮动油缸(9)的缸筒和活塞杆中的一个与所述滑板装置(5)连接，另一个与所述第一钻塔本体(1)连接。

26.一种钻机，其特征在于，包括如权利要求1至25中任一项所述的钻塔装置。