CN101048569B

CN101048569B - 钻井单元

Info

Publication number: CN101048569B
Application number: CN2005800366888A
Authority: CN
Inventors: H·雅格布森
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills AB
Current assignee: Epiroc Rock Drills AB
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: SE0402594D0; SE530178C2; CA2582258A1; AU2005300140B2; AU2005300140A1; CA2582258C; CN101048569A; JP2008518137A; US20080142235A1; EP1831499A1; SE0402594L; US7753142B2; WO2006046906A1; NO20072695L; ZA200702592B; EP1831499A4

Abstract

一种钻井单元，包括底盘(3，4)和设置在底盘前面的钻机(1，2)，底盘包住发动机壳体(8)，其中设置发动机(9)以及至少一个冷却器(14)和至少一个风扇(15)，钻井单元包括至少一个间隔壁(17)，将发动机壳体(8)分隔成容纳发动机的第一部分(18)以及容纳冷却器(14)及风扇(15)的第二部分，间隔壁(17)横向于底盘的纵向延伸，将发动机壳体(8)分隔成前部分(18)和后部分(19)。发动机壳体(8)的第一部分(18)形成前部分，发动机壳体(8)的第二部分(19)形成后部分。

Description

钻井单元

技术领域

本发明涉及一种钻井单元，包括包住发动机壳体的底盘，壳体中设有发动机以及至少一个冷却器和至少一个风扇。

钻井单元优选是钻岩单元，其适用于在地面以上使用。

背景技术

根据现有技术，用于在地面以上使用的传统钻井单元，所属领域的技术人员称作钻机，包括托架(carrier)和设有钻机的进给机构(feder)。托架通常包括底盘，其形成发动机壳体，壳体容纳发动机和多个大功率电动机械，例如压缩机。此外，发动机壳体容纳一个或多个冷却器，其附带有多个风扇。冷却器可包括发动机冷却器，增压空气冷却器，液压油冷却器和压缩机冷却器。

风扇可以从发动机壳体吸入和压缩空气，也可以通过冷却器吸取空气，这取决于风扇如何相对于冷却器定位，是位于上游还是在下游。或者，风扇通过冷却器并通过发动机壳体从周围吸入或压缩空气。这意味着冷却器输入在发动机壳体内与发动机、压缩机等进行热交换被加热的空气，或者通过冷却器时被加热的空气进入发动机壳体。

此外，因为操作过程中破碎岩石，所述钻井单元给周围环境带来很多灰尘。这些灰尘沉积到机器上的各个位置，尽管设有真空吸尘器等形式的装置来处理灰尘。普通的灰尘处理装置收集灰尘并将其堆起来。但是，当受到风的作用或因为车辆经过，灰尘会飞扬起来。尤其是在地面附近吸取空气时，灰尘被钻井单元的风扇或多个风扇吸入并压缩，或通过发动机壳体吸入。

发明目的

本发明的目的是提供一种在技术领域提到的那种类型的钻井单元，其具有比现有技术的对应钻井单元更有效率的冷却效果。

另一目的是提供一种在前言中提到的钻井单元，与现有技术的对应钻井单元相比，归因于该单元的结构，其中的发动机以及可能容纳于发动机壳体的其他机构不容易暴露于灰尘的污染或沉积下。

发明内容

本发明的目的通过一种在前言中提到的钻井单元得到实现，其特征在于，该钻井单元包括至少一个间隔壁，所述至少一个间隔壁将发动机壳体分隔成容纳发动机的第一部分和容纳所述冷却器及风扇的第二部分。

由于这样的结构，就能够防止通过风扇和所附冷却器的至少大部分空气通过发动机壳体部分，即其中设置发动机的第一部分。间隔壁不必为了提供这种作用而完全不透气。因此，可以部分地不透气。但是，本发明的一个优选实施例是完全不透气的，即空气完全不透过。没有冷却空气流过的发动机壳体部分还可通过简单的方式来隔音。没有必要在冷却空气入口或出口使用声阱，这是因为声阱未连到容纳合适发动机的发动机壳体部分。

还可允许一部分空气在间隔壁和底盘周壁之间可能存在的间隙通过间隔壁。但是，根据另一优选实施例，间隔壁沿底盘的内周边紧紧贴靠在底盘上。

可设置本身是不透气的壁，该特征意味着，间隔壁在发动机壳体的第一和第二部分之间形成了基本上不透气的隔板，这是优选的方式。

根据一个优选的实施例，间隔壁横向于底盘的纵向而延伸，并将发动机壳体分为前部分和后部分。这样设置的好处有许多，首先可以很方便地构建托架，托架包括底盘和容纳于底盘中的构件，其中长度方向的尺寸大于横向或高度方向的尺寸，这有利于重量分布和满足构件不能过宽的实际需要。换句话，托架最好设置成在长度方向上延伸的物体，冷却器和风扇可设置在发动机前面或后面。

根据另一优选实施例，发动机壳体的第一部分形成前部分，发动机壳体的第二部分形成后部分。通常，单元在底盘前端设有操作室。如果冷却器设置在操作室附近，这将导致操作室被流出的热空气加热，在大部分情况下这是不希望出现的。冷却器和所附风扇最好设置成尽可能远离直接的灰尘源。灰尘源由适当的钻机形成，钻机一般位于托架或底盘的前面。

根据一个优选实施例，底盘的包住发动机壳体第二部分的那部分中设有至少一个空气入口。所述至少一个空气入口最好设置在其中至少一些底盘侧壁或顶部中。根据一个优选实施例，所述至少一个空气入口可同时设置在侧壁和顶部上。所述空气入口不必是连续的，而是可以由多个单独的开口形成，例如栅格。

钻井单元优选还包括使发动机壳体的第一部分通风的机构。需要设置通风机构是设有一个或多个风扇的直接后果，因为与现有技术相比，这些风扇不通过其中设置发动机的发动机壳体部分来吸入或压缩空气。

有利的是，所述机构包括废气驱动式引射器(ejector)。作为这种引射器的替代或补充，所述机构可包括风扇，这种风扇比冷却器附近的风扇的尺寸和功率要小很多。

更具体而言，本发明提供了一种钻井单元，包括底盘和设置在底盘前面的钻机，底盘包住发动机壳体，在发动机壳体中设有发动机以及至少一个冷却器和至少一个风扇，钻井单元包括至少一个间隔壁，其将发动机壳体分隔成容纳发动机的第一部分以及容纳冷却器及风扇的第二部分，间隔壁横向于底盘的纵向而延伸，并将发动机壳体分隔成前部分和后部分，其特征在于，发动机壳体的第一部分形成了前部分，发动机壳体的第二部分形成了后部分。

可通过下面的详细介绍来了解本发明的其他特征和优点。

附图说明

下面通过参考附图对本发明的优选实施例进行详细和示例性的介绍，在附图中：

图1是根据本发明的一个示例性实施例的钻井单元的示意性透视图；

图2是根据本发明第一实施例的钻井单元的发动机壳体的从上面看去的部分剖开示意图；和

图3是根据本发明第二实施例的钻井单元的发动机壳体的从上面看且的部分剖开示意图。

具体实施方式

根据本发明的一个示例性实施例，如图1所示，通过本身已知的方式，根据本发明的钻井单元包括托架1和进给机构2。托架1包括底盘，底盘包括驾驶员操作室3和发动机罩4。此外，托架1设有履带5，用于推进钻井单元。

进给机构2通过杆6而连接到托架上，并且本身带有钻井设备7。

发动机罩4包住发动机壳体8，发动机壳体8在图1中看不到，但在图2和图3中可以看到。发动机壳体8容纳有：发动机9以及其他机构，其中发动机在图中沿纵向并居中地安装；设置在发动机后面并与发动机相邻的压缩机10，液压油罐11，液压油泵12，真空吸尘器13，一个或如图中所示多个冷却器14，以及一个或多个如图所示的风扇15，其与冷却器协同地工作。还包括有控制单元，例如发动机控制计算机16，其也同其他机构一起示意性地在图2和图3中显示。控制单元可设置在与图示位置不同的其他位置，例如设置在适当的发动机上。应当理解，发动机壳体8还可容纳多个其他机构，例如这类钻井单元通常具有的大型空气过滤器，以及压力容器，其中油与压缩空气分离，为了简便起见，这些机构未在图中显示。发动机9优选是内燃机，比较适合的是柴油机。冷却器可包括发动机水冷却器，增压空气冷却器，液压油冷却器和压缩机油冷却器，并因此而设置成与相应的机构形成热交换的关系，并因此而设置成使得相应的介质、水、增压空气、油能够在冷却器中循环，并可由风扇15所驱动的冷却空气来进行冷却。

间隔壁17将发动机壳体8分成第一部分或前部分18以及第二部分或后部分19。第二部分19容纳冷却器14和风扇15，而第一部分18容纳发动机9和上面所提到的其余一些机构。间隔壁或隔片17本身是不透气的。其外周边沿发动机罩4的内周边而密封地延伸，使得发动机壳体8的第一部分18和第二部分19之间形成不透气的隔板。间隔壁可用金属、塑料或一些合适的化合物材料制造而成。在所示的示例性实施例中，间隔壁与位于底盘一侧的真空吸尘器13紧密接触。

在所示的示例性实施例中，风扇15设置在冷却器14的后面，沿底盘的纵向可以看到。这些风扇设置成可通过冷却器14吸入空气，用于对冷却器进行冷却。应当认识到，风扇还可以设置成吹动空气流过冷却器14，或设置在冷却器14的前面。然而，图中所示的位置从多个方面而言是优选的，一方面，可减少对间隔壁17的加热，另一方面，纯粹从流体力学的观点来看，最好通过冷却器14吸入空气。

发动机罩4的包住发动机壳体8第二部分19的那部分设有至少一个空气入口20。在图1到图3所示的优选实施例中，空气入口20横向于发动机罩4而延伸。换句话说，空气入口20设置在发动机罩的两个侧壁和顶部中。空气入口实际上是连续的，除了在支承梁的位置以外，例如图1中与之相交的上水平侧梁21的位置以外。入口20被栅格覆盖。入口20的宽度基本上对应于发动机壳体8第二部分19的在间隔壁17与包括冷却器14和风扇15的组件之间延伸的那部分的宽度，而与冷却器和风扇之间的相互定位无关。在这种连接结构中，入口20从间隔壁17延伸至位于底盘每个后转角处的垂直支承后梁22。通过这种方式，就可保证较大的空气流可进入发动机壳体8的第二部分19中，并且在风扇15操作时流过冷却器14。发动机罩4或底盘还在面向风扇15的其后壁中设有一个或多个空气出口23。

在发动机壳体8的第二部分19的底部，底盘基本上是不透气的，以便防止含有大量灰尘的空气被风扇15吸入。

图3显示了间隔壁17的一个可选实施例，发动机壳体8的第二部分19被两个壁17a，17b分成两个部分，各个所述壁从发动机罩4的相应侧壁延伸并向后弯曲，并且在底盘后缘连接到中心垂直支承梁24上。梁24可以是可伸缩的，并设置成可朝地面向下延伸，以便在操作时形成用于钻井单元的另外的支腿。梁24位于优选示例性实施例中所示的两对冷却器14和风扇之间。通过这种方式，发动机壳体8的第二部分19分成两个另外的部分，这具有优越性，因为这样，对于中心垂直支承梁24两侧的各对冷却器14和风扇15，冷却需求和风扇功率需求可以不同。当然，也可采用与所提出的方式不同的用于分隔发动机壳体8第二部分19的其它方式。由于壁17a，17b沿发动机壳体的中心线的方向而向后弯曲，因此，就在中间留出了用于同样设置在中心的压缩机10的空间。通过这种方式，可以最佳地利用发动机罩4下面的空间。

相邻于梁24的冷却器基本上紧紧地贴靠在梁24上，以避免冷却损失，这是因为通过风扇15吸入的部分空气不通过冷却器14。因此，出于相同原因，位于图中外侧的冷却器14设置成紧紧地贴靠在底盘的最接近部分上，在这种情况下，后垂直梁22设置在转角处。

发动机壳体8被分为第一部分18和第二部分19，这就导致比不这样做时要少得多的空气流过发动机壳体8的第一部分18。为了得到足够的流过该空间的空气，因此，比较合适的是，需要安装用于对发动机壳体8的第一部分18进行通风的机构。该机构可包括设置在发动机壳体8第一部分的废气驱动式引射器或单独的较小风扇，或者可设置在第一部分附近。很自然，也可采用其中间隔壁17未形成完全不透气的隔板、而是允许一部分空气通过的方案，以便这样使得发动机壳体8的第一部分18仍可贡献一定的通风。

应当理解，发动机壳体8的第一部分18的底盘允许具有部分开口的底部，其中希望第一部分有比第二部分19小得多的空气流，以及另外的通风开口，其例如位于设置于其中的较小风扇附近，并且可设想设置在包围发动机壳体8第一部分18的发动机罩部分中。

Claims

1.一种钻井单元，包括底盘(3，4)和设置在所述底盘前面的钻机(1，2)，所述底盘包住发动机壳体(8)，在所述发动机壳体中设有发动机(9)以及至少一个冷却器(14)和至少一个风扇(15)，所述钻井单元包括至少一个间隔壁(17)，其将所述发动机壳体(8)分隔成容纳发动机(9)的第一部分(18)以及容纳所述冷却器(14)及风扇(15)的第二部分(19)，间隔壁(17)横向于所述底盘的纵向而延伸，并将发动机壳体(8)分隔成前部分和后部分，其特征在于，所述发动机壳体(8)的第一部分(18)形成了所述前部分，所述发动机壳体(8)的第二部分(19)形成了所述后部分。

2.根据权利要求1所述的钻井单元，其特征在于，所述间隔壁(17)至少部分地不透气。

3.根据权利要求1所述的钻井单元，其特征在于，所述间隔壁(17)完全不透气。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的钻井单元，其特征在于，所述间隔壁(17)在所述发动机壳体(8)的所述第一和第二部分(18，19)之间形成了基本不透气的隔板。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的钻井单元，其特征在于，所述间隔壁(17)沿着所述底盘的内周边而紧紧地贴靠在所述底盘上。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的钻井单元，其特征在于，所述底盘(3，4)在包住所述发动机壳体(8)第二部分(19)的那部分中设有至少一个空气入口(20)。

7.根据权利要求6所述的钻井单元，其特征在于，所述至少一个空气入口(20)设置在所述底盘(4)的其中至少一些侧壁或顶部上。

8.根据权利要求7所述的钻井单元，其特征在于，所述空气入口(20)同时设置在所述侧壁和顶部上。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的钻井单元，其特征在于，所述钻井单元包括使所述发动机壳体的第一部分通风的机构。

10.根据权利要求9所述的钻井单元，其特征在于，所述机构包括废气驱动式引射器。

11.根据权利要求9所述的钻井单元，其特征在于，所述机构包括风扇。