本发明专利技术涉及一种煤矿钻杆自动连接装置和自动连接方法，属于煤矿钻杆检测技术领域，煤矿钻杆自动连接装置包括设置在支架上的导料槽，导料槽的后端设有能够推动位于导料槽内的待装钻杆沿导料槽移动的推料机构，导料槽的前端设有紧扣系统，紧扣系统包括沿导料槽长度方向设置的滑轨，滑轨上滑动连接有托板，托板连接有可使其沿滑轨运动的托板驱动装置；托板驱动装置为由丝杆驱动装置驱动的丝杆螺母副，托板上设有其夹持中心与位于导料槽内的待装钻杆同轴的卡盘，卡盘连接有能够使其绕其夹持中心旋转的旋转驱动装置；卡盘远离导料槽的一侧设有其夹持中心与卡盘夹持中心同轴的夹持器，夹持器设置在支架上。本发明专利技术实现了钻杆的自动连接。连接。连接。
【技术实现步骤摘要】
一种煤矿钻杆自动连接装置和自动连接方法
[0001]本专利技术属于煤矿钻杆检测
，涉及一种煤矿钻杆自动连接装置和自动连接方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着矿井钻探工艺要求的提高，对钻杆连接后的整体性能有了更为严格的要求。因此，很多钻杆在出厂前必须将钻杆连接到一定长度，然后进行检验，如定向钻杆需要连接一定长度，然后对钻杆进行整体水压测试。然而钻杆的需求量巨大，因此导致钻杆连接的工作量巨大。然而目前国内还是采用传统“肩扛手拧”方法进行连接并拧紧，需要4个工人配合上扣，并用大扳手进行拧紧钻杆，上扣、紧扣作业无扭矩监测。由于只能依靠现场人员的经验进行判断，造成了大量螺纹的刮伤。这样的连接方式不但造成大量的资源浪费，而且浪费大量的劳动力，影响了生产效率，使生产成本大幅提高，不能满足大规模生产的要求，不利于市场竞争和企业的未来发展。因此，专利技术一种煤矿钻杆自动连接装置及连接方法势在必行。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种煤矿钻杆自动连接装置和自动连接方法，以实现钻杆的自动连接。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种煤矿钻杆自动连接装置，包括设置在支架上的导料槽，导料槽的后端设有能够推动位于导料槽内的待装钻杆沿导料槽移动的推料机构，导料槽的前端设有紧扣系统，紧扣系统包括沿导料槽长度方向设置的滑轨，滑轨上滑动连接有托板，托板连接有可使其沿滑轨运动的托板驱动装置；托板驱动装置为由丝杆驱动装置驱动的丝杆螺母副，包括平行于导轨设置且转动连接在支架上的丝杆，丝杆的一端连接有丝杆驱动装置，托板螺纹连接在丝杆上以与其形成丝杆螺母副；托板上设有其夹持中心与位于导料槽内的待装钻杆同轴的卡盘，卡盘连接有能够使其绕其夹持中心旋转的旋转驱动装置；卡盘远离导料槽的一侧设有其夹持中心与卡盘夹持中心同轴的夹持器，夹持器设置在支架上。
[0006]可选地，还包括能够自动向导料槽内添加钻杆的自动上料机构。
[0007]可选地，所述自动上料机构包括斜式运输梯，斜式运输梯包括设置在导料槽一侧的运输梯本体，运输梯本体的顶端具有倾斜面，且靠近导料槽的一侧低于远离导料槽的一侧以使其与导料槽的外侧面形成V型结构，V型结构仅能容纳一根钻杆；运输梯本体连接有能够使其沿竖直方向运动的举升装置，以使位于V型结构内的钻杆在重力作用下能够落入导料槽；运输梯本体远离导料槽的一侧设有钻杆箱，钻杆箱朝向运输梯本体的一侧敞开，其底部呈倾斜设置且靠近运输梯本体的一侧低于远离运输梯本体的一侧，以使其内的钻杆可在重力的作用下自动落至V型结构内。
[0008]可选地，还包括与丝杆和丝杆驱动装置相连的扭矩限制器。
[0009]可选地，所述旋转驱动装置为液压马达，液压马达连接有溢流阀，以使旋转驱动装置作用于卡盘上的最大扭矩不大于螺纹的预紧力矩。
[0010]可选地，所述紧扣系统还包括与卡盘连接的用于测试卡盘转速的测速装置，测速装置为盘齿测速。
[0011]可选地，还包括与推料机构和紧扣系统相连的控制系统。
[0012]一种煤矿钻杆自动连接方法，提供上述所述的煤矿钻杆自动连接装置，将待装钻杆沿其轴向运动的行程顺次分为夹持行程L1、快速行程L2和上扣行程L3，L1为待装钻杆由导料槽进入设置在托板上的卡盘内的轴向行程，L2为待装钻杆随托板开始一起运动至与前端钻杆接触的轴向行程，L3为待装钻杆随卡盘开始一起旋转至与前端钻杆完成螺纹连接的轴向行程；L1和L2为快速行程，L3为慢速行程；待装钻杆随托板进入L3阶段，当出现包括丝杆旋转的阻力增大至预设值或触发极端条件下的保护开关时，卡盘和丝杆驱动装置快速反转以使待装钻杆与前端钻杆脱开，直到托板完全退出行程L3，然后卡盘和丝杆驱动装置再次正转以实现待装钻杆与前端钻杆的螺纹连接。
[0013]可选地，L3阶段包括
[0014]调速：调节卡盘和丝杆驱动装置的速度，使其按丝杆转速与卡盘转速比的速度正转，其中，P1为钻杆螺纹螺距，P2为丝杆螺距；
[0015]连接：调速完成后丝杆与卡盘按转速比k运动，直至待装钻杆的转矩达到预紧值时，待装钻杆与前端钻杆螺纹连接到位，卡盘和丝杆驱动装置停止转动；
[0016]复位：待装钻杆与前端钻杆螺纹连接到位后，卡盘停止转动后松开钻杆，卡盘随托板快速退到L1。
[0017]可选地，调速包括以下步骤：
[0018]S1托板进入L3阶段，卡盘开始正转，测出卡盘的转角θ1，托板以固定比值k的相应速度向前推进，其中P1为钻杆螺纹螺距，P2为丝杆螺距；
[0019]S2判断卡盘的转角θ1和对应时间内用于驱动丝杆螺母副运动的丝杆驱动装置的转角θ2是否满足公式：
[0020]θ2＝kθ1[0021]式中：θ1为卡盘转角，θ2为丝杆驱动装置转角，P1为钻杆螺纹螺距，P2为丝杆螺距；
[0022]若满足公式θ2＝kθ1，托板保持对应关系前进，直到卡盘停止转动；反之，卡盘和丝杆驱动装置快速反转，直到托板完全退出行程L3，然后顺次执行S1、S2直至待装钻杆与前端钻杆完成螺纹连接，卡盘停止转动。
[0023]本专利技术的有益效果在于：通过钻杆箱和斜式运输梯与举升装置的运动配合，实现了钻杆的自动转运；在紧扣时通过对卡盘转速的监测并协调丝杆驱动装置的转速，精确控制托板前进速度和卡盘与的丝杆驱动装置的转速比，实现了钻杆螺纹的精准连接；通过将L1和L2设置为快速行程、将L3设置为慢速行程，提高了钻杆连接的效率；通过设置扭矩限制器，使得当出现包括丝杆旋转的阻力增大至预设值或触发极端条件下的保护开关时，丝杆与丝杆驱动装置之间不再有扭矩传递，保护了钻杆螺纹；通过将旋转驱动装置作用于卡盘
上的最大扭矩设置为不大于螺纹的预紧力矩，进一步保护了钻杆螺纹，进而实现了钻杆连接的低误伤率；本专利技术实现了钻杆的自动转运的和自动紧扣，解决了现场工人劳动强度大、连接效率低、钻杆螺纹损伤严重的问题，不仅降低了钻杆连接的误伤率，提高了钻杆连接的效率，还极大地降低了劳动力成本。
[0024]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0026]图1为本专利技术煤矿钻杆自动连接装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术的紧扣系统的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术的斜式运输梯的结构示意图。
[0029]附图标记：夹持器101、卡盘102、托板103、测速转盘104、转速传感器105、减速箱106、机架107、扭矩限制器108、滚珠丝杆109、液压马达110、步进电机111、v型导槽201、转运槽202、转运槽外侧面203、液压推杆204、运输机架301本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：包括设置在支架上的导料槽，导料槽的后端设有能够推动位于导料槽内的待装钻杆沿导料槽移动的推料机构，导料槽的前端设有紧扣系统，紧扣系统包括沿导料槽长度方向设置的滑轨，滑轨上滑动连接有托板，托板连接有可使其沿滑轨运动的托板驱动装置；托板驱动装置为由丝杆驱动装置驱动的丝杆螺母副，包括平行于导轨设置且转动连接在支架上的丝杆，丝杆的一端连接有丝杆驱动装置，托板螺纹连接在丝杆上以与其形成丝杆螺母副；托板上设有其夹持中心与位于导料槽内的待装钻杆同轴的卡盘，卡盘连接有能够使其绕其夹持中心旋转的旋转驱动装置；卡盘远离导料槽的一侧设有其夹持中心与卡盘夹持中心同轴的夹持器，夹持器设置在支架上。2.根据权利要求1所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：还包括能够自动向导料槽内添加钻杆的自动上料机构。3.根据权利要求2所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：所述自动上料机构包括斜式运输梯，斜式运输梯包括设置在导料槽一侧的运输梯本体，运输梯本体的顶端具有倾斜面，且靠近导料槽的一侧低于远离导料槽的一侧以使其与导料槽的外侧面形成V型结构，V型结构仅能容纳一根钻杆；运输梯本体连接有能够使其沿竖直方向运动的举升装置，以使位于V型结构内的钻杆在重力作用下能够落入导料槽；运输梯本体远离导料槽的一侧设有钻杆箱，钻杆箱朝向运输梯本体的一侧敞开，其底部呈倾斜设置且靠近运输梯本体的一侧低于远离运输梯本体的一侧，以使其内的钻杆可在重力的作用下自动落至V型结构内。4.根据权利要求1所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：还包括与丝杆和丝杆驱动装置相连的扭矩限制器。5.根据权利要求1所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：所述旋转驱动装置为液压马达，液压马达连接有溢流阀。6.根据权利要求1所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：所述紧扣系统还包括与卡盘连接的用于测试卡盘转速的测速装置，测速装置为盘齿测速。7.根据权利要求1所述的一种煤矿钻杆自动连接装置，其特征在于：还包括与...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俞，舒将军，赵志强，梅安平，刘莉，孔伟，李彦明，杨燕鸽，蒋开勇，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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