CN102493772A - 高水压探查钻具卡紧装置 - Google Patents
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Abstract
高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。本发明体积小，经济实用，易于井下安装，具有投资少使用率高、利用价值高的特点，对于井下高水压钻孔施工极具推广应用价值；同时使用该套装置有效避免了高水压时带来的不安全因素，不仅保证了现场施工人员的施工安全，还提高了探放水安全技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种卡紧装置，具体为一种高水压探查钻具卡紧装置。
背景技术
矿井的安全生产，在实际钻孔施工过程中，不确定因素多，施工过程中往往存在诸多问题：1、井下施工探放水钻孔时，一般采用先开钻孔、下套管护壁，再在套管外安装高压闸阀的方法钻进，孔口防喷装置简单、防喷效果差；2、高水压钻孔钻透后，从孔壁往外喷水、顶钻，极易造成钻具伤人，且孔口无钻具卡紧装置，无法将钻具退出或退钻具过程中无法控制水量，从而对钻场施工人员生命造成严重威胁；3、高水压钻孔钻透后，单孔涌水量瞬间增大，从而导致对出水钻孔不能及时封堵，涌水量无法控制，易造成巷道水封，施工中对矿井安全生产存在重大安全隐患。
因此在探查施工中，高水压探查钻具卡紧装置的性能与否是一个关键点。然而施工人员并没有意识到这一点，一直沿用传统的夹紧钳作为夹紧工作，夹紧钳结构复杂，维修不便，而且不稳定，因此给施工人员的作业环境带来危害，降低了探放水施工的安全系数，增加了对矿井的危害，容易延误工期，增加维修成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种高水压探查钻具卡紧装置，其结构简单，维修方便，而且夹持稳定可靠，从而解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，其特征在于，所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。
作为一种改进，所述夹紧爪的夹持端嵌装有凸起的卡瓦，所述卡瓦的表面设置有防滑纹路。
作为一种改进，所述夹紧爪的顶触端两侧部设置有限位凸块，该限位凸块与所述夹紧盘的滑槽相配合，使夹紧爪限位于所述滑槽内滑动。
作为一种改进，所述推顶机构包括丝杠，所述丝杠穿设于所述夹紧盘内部，端部与所述夹紧爪的顶触端接触。
作为一种改进，所述滑槽设置有四个。
作为一种改进，所述夹紧盘上均布有若干安装孔。
作为常规的设计，为了在生产和装配时更加方便，本发明在加工时，将夹紧盘划分为内盘和外环，其中内盘设置为凸面，并在该凸面上固定具有凹面槽的法兰盘用以密封，且在两者的缝隙间设置O型密封圈。
本发明在实际使用中，其上部还配合安装有物料、防喷三通，下部还配合安装有卸压三通；三部分可组合在一起配合高压闸阀使用，也可以下、中两部分组合配合高压闸阀使用。
本发明的工作原理如下：
当钻孔涌水量低于10m3/h时，可利用下部卸压三通对孔内水量进行分流，以减少孔口压力；当钻孔涌水量大于20m3/h时，通过丝杠顶动夹紧爪，从而对孔内钻杆进行抱紧，将孔内钻具与钻机钻具分开，以便及时对孔内注浆封堵。
由于采用了以上结构，本发明具有以下有益效果：
1、安全性能大大提高。通过使用该套装置对钻具卡紧，能及时对孔口卸压、防喷及对钻孔及时进行封堵注浆，增大了现场施工人员的安全系数，同时解决了出水时带给矿井安全生产的威胁，为建设高效、高产矿井提供条件，而且能够创造巨大的经济效益。
2、提高了探放水技术，保证探放水设施的安全可靠。当高水压时，打开下部卸压闸阀，使钻孔内涌出的高水压压力释放，同时对钻具卡紧装置紧固，解决面对孔内高水压问题。根据地质防治水规定，耐压试验必须达到静水压力的1.5倍：即12Mpa，通过注浆泵对卡紧装置进行耐压试验，压力可达15MPa，可以满足施工要求。
3、在任楼矿II 51轨道大巷实际施工中，补4-3#孔在施工至34米出水3m3/h，水头压力2.8Mpa。施工至44米时出水约4m3/h，施工至45米时约5m3/h，当施工至46m时，孔内涌水量达到30m3/h。此时，利用该卡紧装置，及时用四颗丝杠将孔内钻具卡紧，顺利将机上钻具与孔内钻具分开，顺利关闭高压闸阀，从而第一时间对钻孔注浆封堵，有效防范因孔底压力增加导致孔内钻杆穿钻伤人事故，解决了人员操作难问题；同时也最大限度地减少孔内的涌水量。根据钻探注浆操作规程单孔出水量估算公式可知补4-3#孔出水量约3370m3/h，利用钻具留置孔内时单孔出水量约333m3/h，而补4-3#孔在钻具留置钻孔内的实际涌水量30m3/h，由此可知，当钻孔内没有钻杆时，孔内涌水量可达303m3/h，最大限度地减少孔内涌水孔量，确保下面裂隙不至于扩大，杜绝了裂隙导通陷落柱。因此中间部及时卡紧，可使孔内出水量降低90％。利用此套装置施工达到很好地探查效果。
4、减少了投资，增加了效益。一套传统的夹紧装置，约需10万，而利用现有材料加工本发明一套成本只需5000元，在任楼矿II51轨道大巷实际施工中共加工了6套需3万元，可节省57万元。
综上所述：本发明体积小，经济实用，易于井下安装，具有投资少使用率高、利用价值高的特点，对于井下高水压钻孔施工极具推广应用价值；同时使用该套装置有效避免了高水压时带来的不安全因素，不仅保证了现场施工人员的施工安全，还提高了探放水安全技术，为矿井的探放水工作作出了贡献。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明实施例的结构侧视示意图；
图3为本发明夹紧爪的结构示意图；
图中：1.夹紧盘，2.夹紧爪，3.通孔，4.滑槽，5.卡瓦，6.限位凸块，7.丝杠，8.安装孔，9.内盘，10.外环，11.法兰盘，12.O型密封圈，13.丝杠穿孔。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘1和夹紧爪2，其特征在于，所述夹紧盘1的中心位置开设有通孔3，夹紧盘1上以通孔3的中心为圆心环形阵列设置有四个滑槽4，所述滑槽4内均滑动安装有夹紧爪2，夹紧爪2设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔3的中心，所述顶触端设置有推顶机构，所述推顶机构包括丝杠7，所述丝杠7利用丝杠穿孔13穿设于所述夹紧盘1内部，端部与所述夹紧爪2的顶触端接触。
参见图3，所述夹紧爪2的夹持端嵌装有凸起的卡瓦5，所述卡瓦5的表面设置有防滑纹路，所述夹紧爪2的顶触端两侧部设置有限位凸块6，该限位凸块6与所述夹紧盘1的滑槽4相配合，使夹紧爪2限位于所述滑槽4内滑动。
另外，所述夹紧盘1上均布有八个安装孔8，为了在生产和装配时更加方便，本实施例在加工时，将夹紧盘1划分为内盘9和外环10，其中内盘9设置为凸面，并在该凸面上固定具有凹面槽的法兰盘11用以密封，且在两者的缝隙间设置O型密封圈12。
下面结合附图，将本实施例所述的高水压探查钻具卡紧装置描述如下：
取一块厚度60mm高强度钢板，切割成形状为外径￠267mm、内径￠75mm法兰圆盘作为夹紧盘1，通孔3内孔径用于￠63.5mm钻杆通过。在夹紧盘1上加工8个￠30mm螺栓孔作为安装孔8，安装孔8与通孔3之间的眼距中对中为￠210mm，以便与高压盘相连；在夹紧盘1两端铣出密封面形式为外径￠170mm、厚度为4mm的凸面划分为内盘9，再铣出两块带有凹面槽的内径￠75mm法兰盘11，在卡紧装置及相连接地高压法轮盘的凹面内铣出密封槽，用来装O型密封圈12将此端密封，防止孔内涌水时漏水，组成密封结构的可拆连接；在夹紧盘1内四周对称的铣四个放置夹紧爪2的滑槽4，滑槽4成“凸”字型，滑槽4内尺寸：长*宽*深＝41mm*16mm*30mm，突出部尺寸：长*宽*深＝31mm*14mm*30mm；且滑槽4的位置铣在￠30mm相邻安装孔8中间，防止丝杠7的穿孔与￠30mm安装孔8贯通，以便丝杠7顺利通过，同时也保证￠30mm安装孔8的强度；将夹紧爪2预先放置滑槽4内，在夹紧盘1侧面对称的车四个丝杠穿孔13与滑槽连通，利于钻孔内涌水使用时能使丝杠7接触夹紧爪2，从而依靠丝杠7顶动夹紧爪2移动，将钻杆抱住，丝杠7的规格为￠20mm*110。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，其特征在于：所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。
2.根据权利要求1所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于：所述夹紧爪的夹持端嵌装有凸起的卡瓦，所述卡瓦的表面设置有防滑纹路。
3.根据权利要求2所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于：所述夹紧爪的顶触端两侧部设置有限位凸块，该限位凸块与所述夹紧盘的滑槽相配合，使夹紧爪限位于所述滑槽内滑动。
4.根据权利要求1所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于：所述推顶机构包括丝杠，所述丝杠穿设于所述夹紧盘内部，端部与所述夹紧爪的顶触端接触。
5.根据权利要求1所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于：所述滑槽设置有四个。
6.根据权利要求1所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于：所述夹紧盘上均布有若干安装孔。
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