CN103899247B - 一种煤矿用钻冲压裂一体作业机 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，动力部通过滑座滑动设置在导轨上，并由推进油缸驱动滑座在导轨上运动，导轨的两端分别设置有支撑机构，用于将导轨顶紧固定在巷道内，导轨的下部与固定在转动盘上的支座铰接，在转动盘上与支座不同位置处铰接设置有调角油缸，调角油缸的活塞杆铰接于导轨上以推动导轨绕支座转动；钻杆上套设有卡环，以将其承受的压力转移至导轨的导轨前端板上。本发明通过将钻孔、冲孔和压裂设计为一体的作业机，不仅大大提高了工作效率，而且打钻范围广，旋转转动盘可在±180°的范围内旋转，导轨可以在0-180°范围内调角以实现球面布孔，在巷道较低时也可以满足打钻需求。
Description
技术领域
本发明涉及到煤炭开采领域所用设备，具体的说是一种煤矿用钻冲压裂一体作业机。
背景技术
由于煤层中往往含有瓦斯气体，为保证生产安全，在开采煤层之前需要将其中的瓦斯抽出，一般是采用钻机将煤层钻孔，抽放其中的瓦斯然后才可开采煤层。但仅靠瓦斯自动释放，其效率低下，难以满足生产需要。为了提高瓦斯释放效率，现将高压水通入所钻的孔内，将煤层压裂，使瓦斯更快地释放。现有的作业过程比较繁琐，多为钻孔、冲孔、再穿入套管注入水泥浆的方法封孔，然后注入高压水压裂，使煤层内的瓦斯逸出。这种方法的效率低下，水泥浆的封孔密封性不好，装入的套管不可回收，容易产生打枪的安全隐患等诸多缺点。
发明内容
为解决现有的钻孔压裂技术抽放瓦斯存在的效率低、封孔不严、容易产生安全隐患等问题，本发明提供了一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，该作业机实现了钻孔、冲孔和压裂的一体安装，大大提高了效率。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：包括由动力系统驱动的履带底盘、设置在履带底盘上的转动盘和带动钻杆的动力部，所述动力部通过一滑座滑动设置在导轨上，并由推进油缸驱动滑座在导轨上运动，导轨的下部与固定滑道相连，通过液压油缸作用，使导轨相对于固定滑道移动，导轨的两端分别设置有油缸驱动的支撑机构，用于将导轨顶紧固定在巷道内，固定滑道的下部与固定在转动盘上的支座铰接，在转动盘上与固定滑道下部位置处铰接设置有调角油缸，调角油缸的活塞杆铰接于固定滑道上以推动导轨绕支座转动；所述钻杆上套设有卡环，以将其承受的压力转移至导轨的导轨前端板上。
所述导轨的导轨前端板上设有供钻杆穿过的孔，在该孔的边缘设有钻杆安装槽，卡环设置在钻杆安装槽内，且卡环卡在钻杆上每隔一段距离设有的环切槽内，以使钻杆承担的水压通过卡环分散传递给导轨。
所述导轨的导轨前端板上设有容纳钻杆的钻杆安装槽，钻杆每隔一段距离设有环切槽，卡环卡设在环切槽内，且卡环与导轨前端板的平面紧贴，以使钻杆的压力通过卡环分散传递给导轨。
所述卡环由两个半环状部件拼合而成，两个半环状部件的边缘均设有弧形槽，且两个半环状部件的弧形槽拼合卡在钻杆环切槽上的孔。
所述支撑机构为设置在导轨两端的顶紧杆，且一端为机械可伸缩式，另一端为液压伸缩式，顶紧杆的端部设有可旋转顶帽，以便于能更好的贴合岩壁。
有益效果：本发明通过将钻孔、冲孔和压裂设计为一体的作业机，不仅大大提高了工作效率，而且与现有技术相比，还具有以下优点：
1、适应低巷道瓦斯抽放打孔需求，导轨调角为侧翻式，在液压缸的作用下可以上下滑动，上下与巷道接触，在巷道较低时也可以满足打钻需求；
2、打钻范围广，旋转转动盘可在±180°的范围内旋转，导轨可以在0-180°范围内调角以实现球面布孔；
3、钻冲压一体作业，打钻后直接冲孔，冲孔后只需更换压裂装置（压裂钻杆、封隔器等）即可直接进行压裂作业，具有对孔精度高、压裂安全性高、压裂装置可回收再利用等诸多优点；
4、将导轨的两端通过支撑座顶紧巷道的上部和下部，这样不仅更方便打钻，而且这种固定方式也大大提高了打钻时的稳定性，进而提高了打钻成功率；
5、在压裂作业时，压裂力通过钻杆传递到卡环，然后再作用到导轨前端板上，由于导轨的前端和后端分别顶紧巷道的顶部和底部，这样充分保证了压裂作业的安全性。
6、该一体作业机设置有履带行走机构，当需要移动钻机时，只需人工操作手柄即可实现。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明在使用时的结构示意图；
图3为本发明卡环、钻杆以及导轨前端板的局部图；
附图标记：1、履带底盘，2、转动盘，3、动力部，4、导轨，401、导轨前端板，402、固定滑道，403、钻杆安装槽，404、液压油缸，5、调角油缸，6、支撑机构，7、钻杆，701、环切槽，8、支座，9、卡环。
具体实施方式
如图所示，一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，包括由动力系统驱动的履带底盘1、设置在履带底盘1上的转动盘2和带动钻杆7的动力部3，所述动力部3通过一滑座滑动设置在导轨4上，并由推进油缸驱动滑座在导轨4上运动，导轨的下部与固定滑道402相连，通过液压油缸404作用，可使导轨相对于固定滑道402移动，导轨4的两端分别设置有油缸驱动的支撑机构6，用于将导轨4顶紧固定在巷道内，固定滑道402下部与固定在转动盘2上的支座8铰接，在转动盘2上与固定滑道402下部位置处铰接设置有调角油缸5，调角油缸5的活塞杆铰接于固定滑道402上以推动导轨4绕支座8转动；所述钻杆7上套设有卡环9，以将其承受的压力转移至导轨4的导轨前端板401上。
其中，调角油缸5与支座8处于转动盘2上的不同位置处，且两者与固定滑道402的铰接点也不相同。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定：
如，所述导轨4的导轨前端板401上设有容纳钻杆7的钻杆安装槽403，钻杆7每隔一段距离设有环切槽701，卡环9卡设在环切槽701内，且卡环9与导轨前端板401的平面紧贴，以使钻杆7的压力通过卡环9分散传递给导轨4；
或者是：导轨4的导轨前端板401上设有供钻杆7穿过的孔，在该孔的边缘设有钻杆安装槽403，卡环9设置在钻杆安装槽403内，且卡环9卡在钻杆7上每隔一段距离设有的环切槽701内，以使钻杆7承担的水压通过卡环9分散传递给导轨4；
如，所述卡环9由两个半环状部件拼合而成，两个半环状部件的边缘均设有弧形槽，且两个半环状部件的弧形槽拼合成卡在钻杆7环切槽701上的孔；
如，所述支撑机构6为设置在导轨4两端的顶紧杆，且一端为机械可伸缩式，另一端为液压伸缩式，顶紧杆的端部设有可旋转顶帽，以便于能更好的贴合岩壁。
本发明中，通过调整转动盘2的角度使钻杆7对准所要钻孔的方向，然后再驱动调角油缸5，使调角油缸5驱动导轨4和动力部3绕支座8转动，进而使钻杆7对准所要钻孔的位置；然后通过启动导轨4两端的油缸使得两个支撑机构6分别顶紧巷道的上部和下部，从而将导轨4固定，通过驱动推进油缸驱动滑座带动动力部3在导轨4上运动，移动至合适位置时进行钻孔、冲孔以及压裂作业即可。
Claims (3)
1.一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，包括由动力系统驱动的履带底盘（1）、设置在履带底盘（1）上的转动盘（2）和带动钻杆（7）的动力部（3），其特征在于：所述动力部（3）通过一滑座滑动设置在导轨（4）上，并由推进油缸驱动滑座在导轨（4）上运动，导轨（4）的下部与固定滑道（402）相连，通过液压油缸（404）作用，使导轨（4）相对于固定滑道（402）移动，导轨（4）的两端分别设置有油缸驱动的支撑机构（6），用于将导轨（4）顶紧固定在巷道内，所述支撑机构（6）为设置在导轨（4）两端的顶紧杆，且一端为机械可伸缩式，另一端为液压伸缩式，顶紧杆的端部设有可旋转顶帽，以便于能更好的贴合岩壁，固定滑道（402）的下部与固定在转动盘（2）上的支座（8）铰接，在转动盘（2）上与固定滑道（402）下部位置处铰接设置有调角油缸（5），调角油缸（5）的活塞杆铰接于固定滑道（402）上以推动导轨（4）绕支座（8）转动；所述钻杆（7）上套设有卡环（9），以将其承受的压力转移至导轨（4）的导轨前端板（401）上，所述卡环（9）由两个板状件拼合而成，两个板状件的边缘均设有弧形槽，且两个板状件的弧形槽拼合成卡在钻杆（7）环切槽（701）上的孔。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，其特征在于：所述导轨（4）的导轨前端板（401）上设有供钻杆（7）穿过的孔，在该孔的边缘设有钻杆安装槽（403），卡环（9）设置在钻杆安装槽（403）内，且卡环（9）卡在钻杆（7）上每隔一段距离设有的环切槽（701）内，以使钻杆（7）承担的水压通过卡环（9）分散传递给导轨（4）。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿用钻冲压裂一体作业机，其特征在于：所述导轨（4）的导轨前端板（401）上设有容纳钻杆（7）的钻杆安装槽（403），钻杆（7）每隔一段距离设有环切槽（701），卡环（9）卡设在环切槽（701）内，且卡环（9）与导轨前端板（401）的平面紧贴，以使钻杆（7）的压力通过卡环（9）分散传递给导轨（4）。
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