一种钻机快速上杆装置、钻杆给进系统及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种钻机快速上杆装置、钻杆给进系统及控制方法，包括安装座、能相对安装座前后移动的移动座以及依次安装在移动座上的液压马达、后托架、水便扶正座、中扶正座和钻杆扶正座；水便扶正座、中扶正座和钻杆扶正座的扶正套同轴，钻杆扶正座和中扶正座能对钻杆形成两级扶正。本发明专利技术装置结构简单，操作灵活便捷，无需工人反复拆卸水便、拧钻杆，工人劳动强度低，钻进效率高。钻进效率高。钻进效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种钻机快速上杆装置、钻杆给进系统及控制方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下钻探
，具体是一种钻机快速上杆装置、钻杆给进系统及控制方法。

技术介绍

[0002]目前我国大多数煤矿用坑道钻机在进行井下钻孔作业时多采用在回转器后方上钻杆的方式，具体的操作步骤包括：(1)将回转器撤到给进装置的后端，用管钳或专用工具卸掉水便、接上新钻杆，将水便装到新钻杆上；(2)回转器夹住旧钻杆带动新钻杆先向前移动一段距离，夹持器夹住旧钻杆，回转器松开旧钻杆向后空跑一段距离；(3)回转器夹住新钻杆，夹持器松开，进行回转钻进。采用上述施工方法存在的问题包括：(1)为提高钻孔的施工效率，钻机一般采用较快的给进速度，这时工人需要反复拆卸水便、拧钻杆，劳动强度大，作业效率低；(2)由于装新钻杆、拆卸水便都依靠工人工进行，当钻杆与钻杆间、钻杆与水便间的螺纹连接不牢靠时，回转器转动后极有可能出现钻杆或水便飞出伤人的事故，增加了工人的劳动危险程度；(3)回转器需要空跑一段距离夹住新钻杆后，才能进行正常回转钻进，增加了作业辅助时间。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种钻机快速上杆装置、钻杆给进系统及控制方法以克服上述缺陷。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0005]一种钻机快速上杆装置，其特征在于，包括：
[0006]安装座，该安装座上设有插槽，插槽贯通安装座两侧壁且插槽的竖向截面为倒T形；
[0007]移动座，包括相互垂直的底板和竖板，底板水平插在插槽内，竖板位于安装座后端，在竖板和安装座之间连接有后给进油缸以能驱动移动座沿插槽相对安装座移动；
[0008]液压马达，通过马达座能与竖板产生相对运动；
[0009]后托架，固定在底板上并安装有轴承以连接水便，且水便能与液压马达的马达主轴六方插接；
[0010]水便扶正座，位于后托架前方并固定在底板上以扶正水便；
[0011]中扶正座，位于水便扶正座前方并能在底板上前后移动，在中扶正座和水便扶正座之间连接有扶正座油缸以调整中扶正座和水便扶正座之间距离；
[0012]钻杆扶正座，位于中扶正座前方，在钻杆扶正座和中扶正座之间设有加长螺杆，加长螺杆上套有复位弹簧，且加长螺杆与钻杆扶正座固连，加长螺杆与中扶正座能相对移动；
[0013]挡架，位于钻杆扶正座前方并固定在安装座上；
[0014]所述水便扶正座、中扶正座和钻杆扶正座的扶正套同轴，钻杆扶正座和中扶正座能对钻杆形成两级扶正，水便扶正座和后托架内的轴承能对水便形成两级扶正定位，钻杆、
水便和马达主轴同轴。
[0015]本专利技术还包括如下技术特征：
[0016]可选的，所述马达座包括一体式的前端导向柱、后端导向部和下端耳座，在前端导向柱和后端导向部设有前后贯通的马达主轴通孔；
[0017]所述移动座的竖板上设有贯通的导向槽，马达座的后端导向部位于导向槽内并能沿导向槽前后移动；移动座的底板上设有耳座，耳座和所述下端耳座之间连有马达座油缸以控制马达座带动液压马达前后移动；所述耳座位于水便扶正座和后托架之间，马达座油缸位于后托架下方的底板开口内。
[0018]可选的，所述后托架包括后托架焊接体、设在后托架焊接体上端的筒形部，筒形部的前端安装有轴承，筒形部的后端为导向筒；所述前端导向柱能在导向筒内前后移动。
[0019]可选的，所述钻杆扶正座包括支撑板I和支撑板I顶部的半圆形扶正套；中扶正座包括支撑板II和支撑板II顶部的半圆形扶正套；水便扶正座包括支撑板III和支撑板III顶部的半圆形扶正套；扶正套为铜制且可更换；支撑板I、支撑板II和支撑板III相互平行。
[0020]可选的，所述支撑板I、支撑板II和支撑板III上均设有用以穿过加长螺杆的螺杆通孔，加长螺杆前端穿过支撑板I上的螺杆通孔并通过前固定螺母固定在支撑板I上，加长螺杆后端安装有后固定螺母，后固定螺母能穿过支撑板III上的螺杆通孔，后固定螺母不能穿过支撑板II上的螺杆通孔；复位弹簧限位在支撑板I和支撑板II之间；
[0021]所述支撑板II和支撑板III上设有安装扶正座油缸的安装通孔，扶正座油缸的活塞杆穿过支撑板II和支撑板III上的安装通孔且活塞杆端部固定在支撑板II上，扶正座油缸的缸筒固定在支撑板III上；
[0022]所述支撑板II底部设有导向槽，在底板上设有中扶正座导轨，导向槽与中扶正座导轨配合安装以使中扶正座能沿中扶正座导轨前后移动。
[0023]可选的，所述安装座上表面上设有两个后给进油缸前耳座，两个后给进油缸前耳座对称布设在插槽两侧；所述竖板上设有两个后给进油缸后耳座，后给进油缸后耳座与后给进油缸前耳座一一对应；所述后给进油缸有两个，后给进油缸连在后给进油缸前耳座和后给进油缸后耳座之间；
[0024]所述安装座上设有竖向的螺栓通孔，以将安装座通过螺栓安装到回转器的托板上并方便拆卸。
[0025]可选的，所述水便包括旋转体和套在旋转体外的稳定体；旋转体前端为锥形螺纹接头以连接钻杆，旋转体后端为六方形尾槽；液压马达的马达主轴前端为六方连接段以与水便的六方形尾槽插接。
[0026]可选的，所述挡架包括挡架焊接体和垫块，垫块为橡胶材质，用以定位和缓冲钻杆扶正座；挡架通过螺栓安装在安装座上。
[0027]一种钻杆给进系统，包括给进机身、安装在给进机身前端的夹持器、设在给进机身上的回转器以及设在回转器托板上的上杆装置，所述上杆装置为所述的钻机快速上杆装置。
[0028]一种钻杆给进系统的控制方法，包括以下步骤：
[0029]步骤一，回撤：将回转器移动到给进机身最后端，控制后给进油缸伸出，移动座在后给进油缸作用下后移，复位弹簧弹开，钻杆扶正座与中扶正座间距增大，接着控制扶正座
油缸伸出，中扶正座和水便扶正座间距增大；
[0030]步骤二，加杆：将新钻杆放入旧钻杆与水便之间，钻杆扶正座和中扶正座能对新钻杆形成两级扶正，控制马达座油缸带动液压马达前移，同时操作液压马达旋转，将马达主轴与水便连接并带动水便正转；
[0031]步骤三，接新钻杆：控制后给进油缸收缩带动移动座前移，水便在液压马达的作用下与新钻杆连接；
[0032]步骤四，接旧钻杆：控制后给进油缸继续收缩，液压马达作用下新钻杆与旧钻杆连接；
[0033]步骤五，给进：回转器内的卡盘打开，在后给进油缸继续收缩使钻杆整体向前移动，扶正座油缸收缩且移动速度小于后给进油缸的速度，当扶正座油缸到达初始位置后，在后给进油缸作用下，移动座仍向前移动，当钻杆扶正座遇到挡架后，复位弹簧收缩；后给进油缸收缩至初始位置时，钻杆扶正座、中扶正座均移动到水便前端；
[0034]步骤六，回转：回转器内卡盘抱紧新钻杆，马达座在马达座油缸作用下向后移动，马达主轴与水便脱离；回转器回转且给进机身给进，进行正常钻进；当新钻杆打入后，回转器带动新钻杆后撤到给进机身尾部；重复进行步骤一至步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻机快速上杆装置，其特征在于，包括：安装座(1)，该安装座(1)上设有插槽；移动座(2)，包括相互垂直的底板(201)和竖板(202)，底板(201)水平插在插槽内，竖板(202)位于安装座(1)后端，在竖板(202)和安装座(1)之间连接有后给进油缸(100)以能驱动移动座(2)沿插槽相对安装座(1)移动；液压马达(3)，通过马达座(4)能与竖板(202)产生相对运动；后托架(5)，固定在底板(201)上并安装有轴承(501)以连接水便(400)，且水便(400)能与液压马达(3)的马达主轴(301)六方插接；水便扶正座(6)，位于后托架(5)前方并固定在底板(201)上以扶正水便(400)；中扶正座(7)，位于水便扶正座(6)前方并能在底板(201)上前后移动，在中扶正座(7)和水便扶正座(6)之间连接有扶正座油缸(200)以调整中扶正座(7)和水便扶正座(6)之间距离；钻杆扶正座(8)，位于中扶正座(7)前方，在钻杆扶正座(8)和中扶正座(7)之间设有加长螺杆(9)，加长螺杆(9)上套有复位弹簧(10)，且加长螺杆(9)与钻杆扶正座(8)固连，加长螺杆(9)与中扶正座(7)能相对移动；挡架(11)，位于钻杆扶正座(8)前方并固定在安装座(1)上；所述水便扶正座(6)、中扶正座(7)和钻杆扶正座(8)的扶正套同轴，钻杆扶正座(8)和中扶正座(7)能对钻杆形成两级扶正。2.如权利要求1所述的钻机快速上杆装置，其特征在于，所述马达座(4)包括一体式的前端导向柱(401)、后端导向部(402)和下端耳座(403)，在前端导向柱(401)和后端导向部(402)设有前后贯通的马达主轴通孔；所述移动座(2)的竖板(202)上设有贯通的导向槽(203)，马达座(4)的后端导向部(402)位于导向槽(203)内并能沿导向槽(203)前后移动；移动座(2)的底板(201)上设有耳座(204)，耳座(204)和所述下端耳座(403)之间连有马达座油缸(300)以控制马达座(4)带动液压马达(3)前后移动；所述耳座(204)位于水便扶正座(6)和后托架(5)之间，马达座油缸(300)位于后托架(5)下方的底板(201)开口内。3.如权利要求2所述的钻机快速上杆装置，其特征在于，所述后托架(5)包括后托架焊接体(502)、设在后托架焊接体(502)上端的筒形部，筒形部的前端安装有轴承(501)，筒形部的后端为导向筒(503)；所述前端导向柱(401)能在导向筒(503)内前后移动。4.如权利要求1所述的钻机快速上杆装置，其特征在于，所述钻杆扶正座(8)包括支撑板I(801)和支撑板I(801)顶部的半圆形扶正套；中扶正座(7)包括支撑板II(701)和支撑板II(701)顶部的半圆形扶正套；水便扶正座(6)包括支撑板III(601)和支撑板III(601)顶部的半圆形扶正套；扶正套为铜制且可更换；支撑板I(801)、支撑板II(701)和支撑板III(601)相互平行。5.如权利要求4所述的钻机快速上杆装置，其特征在于，所述支撑板I(801)、支撑板II(701)和支撑板III(601)上均设有用以穿过加长螺杆(9)的螺杆通孔(901)，加长螺杆(9)前端穿过支撑板I(801)上的螺杆通孔(901)并通过前固定螺母固定在支撑板I(801)上，加长螺杆(9)后端安装有后固定螺母，后固定螺母能穿过支...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚志涛，姚克，方鹏，钟自成，邬迪，张锐，祁玉宁，何玢洁，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：