一种隧洞掘进用一体式掘进机

技术领域

本发明属于石油开采领域中的钻进装置，具体涉及一种隧洞掘进用一体式掘进机。

背景技术

掘进机是用于石油开采中的重要设备，掘进机分为开敞式掘进机和护盾式掘进机，主要由行走机构工作机构装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。

但是目前的掘进机的掘进效果较差，且对于破碎后的碎石不能够及时的清理，特别是大量的碎石同时产生时，现有技术中的运输装置不能够及时有效的进行运输。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种隧洞掘进用一体式掘进机，旨在能够克服上述现有技术中出现的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种隧洞掘进用一体式掘进机，所述一体式掘进机具有履带行走装置1，所述履带行走装置1用于支撑主体2，所述主体2可相对于所述履带行走装置1旋转，所述主体2的前端铰接有铲挖装置3，所述铲挖装置3通过第一倾转油缸4驱动，在所述铲挖装置3的后方设置有输送装置5，所述输送装置5用于将碎石运输到一体式掘进机的后方，所述铲挖装置3的上方铰接有安装框架6，所述安装框架6上固定有减速机7，所述减速机7连接切割头8，所述安装框架6通过第二倾转油缸9驱动，所述主体2上设置有驾驶室10，所述主体2的后方下部设置有支撑部11，所述支撑部11通过第三倾转油缸12驱动，所述支撑部11的端部固定有支撑端13，所述支撑端13为半球体；

所述钻割头8具有钻割头主体801，所述钻割头主体801为半椭球体，所述钻割头主体801上设置有螺旋刀802，在所述螺旋刀802的刀片之间分别形成有第一区域803、第二区域804和第三区域805，在处于所述第一区域803的钻割头主体801上设置有多个第一切割头806，在处于所述第二区域804的钻割头主体801上设置有多个第二切割头807，在处于所述第三区域805的钻割头主体801上设置有多个第三切割头808。

进一步地，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/4-1/3。

进一步地，优选的，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/4。

进一步地，优选的，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/3。

进一步地，所述铲挖装置3包括铲板14和星轮装置15，所述星轮装置15具有两个，对称的设置在所述铲板14上，在所述星轮15之间设置有输送装置5；所述星轮装置15包括旋转轴1501、第一支杆1502、第二支杆1503、刀板1504、和固定轴1505，所述第一支杆1502的一端和所述第二支杆1503的一端均与旋转轴1501固定，所述第一支杆1502的一端不与所述第二支杆1503的一端连接，所述第一支杆1502和所述第二支杆1503的另一端相连接，刀板1504与所述第一支杆1502的另一端和所述第二支杆1503的另一端铰接，所述刀板1504的下侧面上设置有固定轴1505；所述铲板14上设置有与星轮装置15对应的轨道16，所述固定轴1505可在轨道16中滑动。

进一步地，所述轨道16包括第一部分1601、第二部分1602、第三部分1603和第四部分1604，且各部分依次首尾连接。

进一步地，所述第一部分1601、第二部分1602、第三部分1603和第四部分1604均为圆弧的一部分，且所述第一部分1601所属的圆弧的直径大于所述第二部分1602所属的圆弧的直径，所述第二部分1602所属的圆弧的直径大于所述第三部分1603所属的圆弧的直径，所述第二部分1602所属的圆弧的直径等于所述第四部分1603所属的圆弧的直径。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在支撑部上设置有半球体的支撑端，既起到支撑的效果，同时当前方的钻割头受力较大时，由于是采用的半球体的结构，所以当收到冲击力较大时掘进机可以发生移动，防止前方钻割头的受损或整个掘进机受损。

2、本发明在钻割头上设置有螺旋刀和多个切割头，能够增强切割钻进效果，同时对切割头的大小进行了设计，不仅能够增强切割钻进效果，同时还不会影响到排除碎石的效果。

3、本发明将传统的星轮进行重新设计，能够将碎石推送到输送装置上，在星轮装置的转动过程中，刀板会进行转动，处于不同的位置时，能够将刀板之间的碎石推向输送装置，提高了输送的效果。

附图说明

图1 本发明一体式掘进机主视图；

图2 本发明一体式掘进机俯视图；

图3 本发明钻割头结构示意图；

图4 本发明铲板俯视图；

图5 本发明铲挖装置结构示意图；

图中 履带行走装置1、主体2、铲挖装置3、第一倾转油缸4、输送装置5、安装框架6、减速机7、钻割头8、钻割头主体801、螺旋刀802、第一区域803、第二区域804、第三区域805、第一切割头806、第二切割头807、第三切割头808、第二倾转油缸9、驾驶室10、支撑部11、第三倾转油缸12、支撑端13、铲板14、星轮装置15、旋转轴1501、第一支杆1502、第二支杆1503、刀板1504、固定轴1505、轨道16、第一部分1601、第二部分1602、第三部分1603、第四部分1604。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1、2所示，本发明公开了，一种隧洞掘进用一体式掘进机，所述一体式掘进机具有履带行走装置1，所述履带行走装置1用于支撑主体2，所述主体2可相对于所述履带行走装置1旋转，所述主体2的前端铰接有铲挖装置3，所述铲挖装置3通过第一倾转油缸4驱动，在所述铲挖装置3的后方设置有输送装置5，所述输送装置5用于将碎石运输到一体式掘进机的后方，所述铲挖装置3的上方铰接有安装框架6，所述安装框架6上固定有减速机7，所述减速机7连接切割头8，所述安装框架6通过第二倾转油缸9驱动，所述主体2上设置有驾驶室10，所述主体2的后方下部设置有支撑部11，所述支撑部11通过第三倾转油缸12驱动，所述支撑部11的端部固定有支撑端13，所述支撑端13为半球体。本发明在支撑部上设置有半球体的支撑端，既起到支撑的效果，同时当前方的钻割头受力较大时，由于是采用的半球体的结构，所以当收到冲击力较大时掘进机可以发生移动，防止前方的钻割头的受损或整个掘进机受损。但这种移动也是较小的，可以认为是防止受损而产生的一个缓冲的距离。由于是采用的半球体结构，即使发生移动，地面与支撑端的接触未被完全破坏，也就是说地面依旧对支撑端产生较好的支撑，掘进机的稳定性不会受到影响。

如图3所示，所述钻割头8具有钻割头主体801，所述钻割头主体801为半椭球体，所述钻割头主体801上设置有螺旋刀802，在所述螺旋刀802的刀片之间分别形成有第一区域803、第二区域804和第三区域805，在处于所述第一区域803的钻割头主体801上设置有多个第一切割头806，在处于所述第二区域804的钻割头主体801上设置有多个第二切割头807，在处于所述第三区域805的钻割头主体801上设置有多个第三切割头808，本发明在钻割头上设置有螺旋刀和多个切割头，能够增强切割钻进效果。

在一个实施例中，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/4-1/3。

在另一个实施例中，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/4。

在又一个实施例中，所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808的直径为所述第一切割头806、所述第二切割头807和所述第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/3。

上述实施例中对切割头的大小进行了设计，不仅能够增强切割钻进效果，同时还不会影响到排除碎石的效果。在实际的应用中，以及仿真模拟中，得出当第一切割头806、第二切割头807和第三切割头808的直径为第一切割头806、第二切割头807和第三切割头808两侧的刀片之间距离的1/4时相同强度的钻头对排除碎石的影响最小。

如图4所示，所述铲挖装置3包括铲板14和星轮装置15，所述星轮装置15具有两个，对称的设置在所述铲板14上，在所述星轮15之间设置有输送装置5；所述星轮装置15包括旋转轴1501、第一支杆1502、第二支杆1503、刀板1504、和固定轴1505，所述第一支杆1502的一端和所述第二支杆1503的一端与旋转轴1501固定，所述第一支杆1502的一端不与所述第二支杆1503的一端连接，所述第一支杆1502和所述第二支杆1503的另一端相连接，刀板1504与所述第一支杆1502和所述第二支杆1503的另一端铰接，所述刀板1504的下侧面上设置有固定轴1505；所述铲板14上与星轮装置15对应的设置有轨道16，所述固定轴1505可在轨道16中滑动。所述轨道16包括第一部分1601、第二部分1602、第三部分1603和第四部分1604，且各部分依次首尾连接。所述轨道16包括第一部分1601、第二部分1602、第三部分1603和第四部分1604均为圆弧的一部分，且所述第一部分1601所属的圆弧的直径大于所述第二部分1602所属的圆弧的直径，所述第二部分1602所属的圆弧的直径大于所述第三部分1603所属的圆弧的直径，所述第二部分1602所属的圆弧的直径等于所述第四部分1603所属的圆弧的直径。本发明将传统的星轮进行重新设计，能够将碎石推送到输送装置上，在星轮装置的转动过程中，刀板会进行转动，处于不同的位置时，能够将刀板之间的碎石推向输送装置，提高了输送的效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。