CN104818954B - 一种立轴式岩芯钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立轴式岩芯钻机，包括钻机主体和位于钻机主体上且转动配合的旋转动力头，旋转动力头包括一根钻孔用的钻杆，所述旋转动力头的前方设置有能够夹持钻杆的夹持器，所述旋转动力头的外表面上沿所述钻杆的长度方向固定连接有导向管，导向管内滑动配合有一根导向柱，导向柱的两端分别从所述导向管的两端伸出，所述导向柱朝向所述夹持器的一端与所述夹持器外表面固定连接，所述导向管远离所述夹持器的一端设有用于固定所述导向柱的锁紧装置。本发明使得钻杆的更换更加方便容易，降低了工作难度，减轻了操作工人的工作负担，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种勘察施工用钻机，具体涉及一种立轴式岩芯钻机。
背景技术
目前，岩芯钻机在地质矿产资源勘探、水文、水井及坑道工程钻掘施工等方面得到广泛应用。现有技术中的立轴式岩芯钻机，尤其在煤矿坑道内垂直往上或者斜向上钻设孔洞时，特别尤其在需要加钻杆、倒杆（进尺）时，都采用人工或者卷扬机将钻杆固定，在进行相应的操作；而这种操作方式，首先是效率较慢，耗费了太多的辅助时间 ；其次，对操作工人而言，还存在一定的安全隐患；再次，在卸杆时，需要松开前后两根经过螺纹连接的钻杆，而该两根钻杆只有一根被夹持能受力，另外一根基本处于悬空状态，或被钢丝绳套住，在卸杆时比较麻烦，增加了工人的劳动强度，而且卸杆操作更慢，效率更低。为了解决上述问题，目前通常的做法就是在岩芯钻机的动力头前端沿钻杆延伸方向向外设置一个支架，支架的末端设置一个能够夹持柱钻杆的夹持器。但是夹持器夹持住钻杆，完成卸杆操作后，钻杆的连接处位置较高，增加了操作人员更换钻杆的操作难度，降低了工作效率。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种操作方便，降低工作难度，提高工作效率的立轴式岩芯钻机。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种立轴式岩芯钻机，包括钻机主体和位于钻机主体上且转动配合的旋转动力头，旋转动力头包括一根钻孔用的钻杆，所述旋转动力头的前方设置有能够夹持钻杆的夹持器，所述旋转动力头的外表面上沿所述钻杆的长度方向固定连接有导向管，导向管内滑动配合有一根导向柱，导向柱的两端分别从所述导向管的两端伸出，所述导向柱朝向所述夹持器的一端与所述夹持器外表面固定连接，所述导向管远离所述夹持器的一端设有用于固定所述导向柱的锁紧装置。
在本发明中，钻杆在钻进过程中，夹持器是不对钻杆进行夹持的。当需要增加新的钻杆时，就需要拆开原有的钻杆，钻杆与钻杆之间通过螺纹进行连接，夹持器将原有设备上的钻杆夹持柱，旋转动力头控制与之传动连接的钻杆反转，这样就能使夹持器与旋转动力头之间的前后两根经过螺纹连接的钻杆产生松动，进而脱开。之后调节锁紧装置，使夹持器在导向管和导向柱的辅助下移动，降低高度，方便操作人员进行更换钻杆操作。待操作完成后，调节锁紧装置将夹持器固定牢固，之后夹持松开钻杆，钻杆继续钻进工作。其操作方便容易，降低了操作工作的难度，提高了工作效率。
作为优化，所述锁紧装置包括设置在所述导向管远离所述夹持器的一端的外表面上的外螺纹和与外螺纹相配合的锁紧螺母，锁紧螺母的螺孔直径由朝向所述夹持器的一端向另一端逐渐减小，所述锁紧螺栓的螺孔的大直径端与所述外螺纹相配合，所述锁紧螺母的螺孔的最小直径大于所述导向柱的直径，所述导向管远离所述夹持器的一端沿周向均匀间隔设置有沿所述导向管长度方向的条形裂口，当所述锁紧螺母朝向所述夹持器方向旋进时，所述导向管远离所述夹持器的一端能够夹紧所述导向柱。当锁紧螺母的螺孔大直径端与所述外螺纹螺纹配合时，导向柱在导向管内可以任意滑动；当朝向夹持器一端旋转锁紧螺母时，锁紧螺母的螺孔之间逐渐缩小，锁紧螺母逐渐对导向管进行挤压，条形裂口之间的导向管管体同时也就沿其径向收缩，对其内部的导向柱进行夹紧。通过调节锁紧螺母来达到固定导向柱的目的，使夹持器固定在不同高度，方便操作工人进行卸杆操作。另外锁紧装置还可以为其他的结构，包括设置在所述导向管上的且与所述导向管轴向相垂直的螺纹通孔和与螺纹通孔相配合的锁紧螺栓，锁紧螺栓的长度大于所述螺纹通孔的长度，锁紧螺栓远离所述导向管的一端设有拧转部。通过转动拧转部来实现锁紧螺栓沿其长度方向的移动，通过锁紧螺栓抵触在导向柱上，将导向柱固定在导向管内。除此之外，同样还有其他的锁紧方式固定导向柱。
作为优化，所述钻机主体靠近所述旋转动力头的一侧和所述夹持器的外表面分别固定连接有水平向外且垂直于所述旋转动力头的旋转平面的水平支撑杆，所述水平支撑杆之间设有连接支撑杆，连接支撑杆与所述水平支撑杆之间设有连接装置，连接装置包括两个固定连接在一起且分别套设在所述水平支撑杆和所述连接支撑杆上的夹紧装置。夹持器存在一定的重量，可能就会影响旋转动力头朝向重力方向偏移，进而造成钻杆的偏移。当旋转动力头旋转到转进角度后，再对夹持器进行外部支撑固定，可以有效的防止旋转动力头在钻进过程中的偏移。
作为优化，所述夹持器包括夹持器本体，在夹持器本体的中间形成有钻杆孔，在所述夹持器本体内的所述钻杆孔周围，沿周向活动设置若干块夹持片，在夹持片远离所述钻杆孔的一侧设有推块，所述夹持片与所述推块之间斜面配合，所述推块远离所述夹持片的一侧设置有液压油腔室，液压油腔室通过连接头与所述钻机主体的液压管路连通，当液压油腔室内的液压油推动所述推块沿所述钻杆轴向移动时，所述夹持片能够沿所述钻杆径向移动。钻机主图自身原有的液压装置的高压油经液压管路作用在液压油腔室内，液压油腔室的液压油产生压力作用在推块上，使推块沿钻杆轴向移动，推动夹持片沿钻杆径向移动，达到夹紧或松开钻杆孔内钻杆的目的。其结构简单，利用钻机主体内原有的液压装置，只需要设置相应的调节阀，制作成本低。
作为优化，所述液压油腔室内设有一个能够沿所述钻杆轴向与所述液压油腔室内壁滑动配合的压块，当液压油腔室内的液压油推动所述压块沿所述钻杆轴向移动时，所述压块能够推动所述推块沿所述钻杆轴向移动。利用压块来控制推块的移动，提高了控制的精确度，操作更加灵敏。
作为优化，所述夹持片为三块且沿所述钻杆孔周向均匀设置。钻杆受到更均匀的夹持力，夹持效果更好。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明使得钻杆的更换更加方便容易，降低了工作难度，减轻了操作工人的工作负担，提高了工作效率。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A处放大示意图；
图3为本发明中夹持器的结构示意图；
图4为本发明中夹持器的液压控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图4所示，本具体实施方式中的一种立轴式岩芯钻机，包括钻机主体1和位于钻机主体1上且转动配合的旋转动力头2，旋转动力头2包括一根钻孔用的钻杆3，所述旋转动力头2的前方设置有能够夹持钻杆3的夹持器，所述旋转动力头2的外表面上沿所述钻杆3的长度方向固定连接有导向管4，导向管4内滑动配合有一根导向柱5，导向柱5的两端分别从所述导向管4的两端伸出，所述导向柱5朝向所述夹持器的一端与所述夹持器外表面固定连接，所述导向管4远离所述夹持器的一端设有用于固定所述导向柱5的锁紧装置。
本具体实施方式中，所述锁紧装置包括设置在所述导向管4远离所述夹持器的一端的外表面上的外螺纹和与外螺纹相配合的锁紧螺母6，锁紧螺母6的螺孔直径由朝向所述夹持器的一端向另一端逐渐减小，所述锁紧螺栓6的螺孔的大直径端与所述外螺纹相配合，所述锁紧螺母6的螺孔的最小直径大于所述导向柱5的直径，所述导向管4远离所述夹持器的一端沿周向均匀间隔设置有沿所述导向管4长度方向的条形裂口，当所述锁紧螺母6朝向所述夹持器方向旋进时，所述导向管4远离所述夹持器的一端能够夹紧所述导向柱5。
本具体实施方式中，所述钻机主体1靠近所述旋转动力头2的一侧和所述夹持器的外表面分别固定连接有水平向外且垂直于所述旋转动力头2的旋转平面的水平支撑杆7，所述水平支撑杆7之间设有连接支撑杆8，连接支撑杆8与所述水平支撑杆7之间设有连接装置，连接装置包括两个固定连接在一起且分别套设在所述水平支撑杆7和所述连接支撑杆8上的夹紧装置9。
本具体实施方式中，所述夹持器包括夹持器本体10，在夹持器本体10的中间形成有钻杆孔11，在所述夹持器本体10内的所述钻杆孔11周围，沿周向活动设置若干块夹持片12，在夹持片12远离所述钻杆孔11的一侧设有推块13，所述夹持片12与所述推块13之间斜面配合，所述推块13远离所述夹持片12的一侧设置有液压油腔室14，液压油腔室14通过连接头15与所述钻机主体10的液压管路连通，当液压油腔室14内的液压油推动所述推块13沿所述钻杆3轴向移动时，所述夹持片12能够沿所述钻杆3径向移动。
本具体实施方式中，所述液压油腔室14内设有一个能够沿所述钻杆3轴向与所述液压油腔室14内壁滑动配合的压块16，当液压油腔室14内的液压油推动所述压块16沿所述钻杆3轴向移动时，所述压块16能够推动所述推块13沿所述钻杆3轴向移动。
本具体实施方式中，所述夹持片12为三块且沿所述钻杆孔11周向均匀设置。
在钻机初始安装的情况下,转动旋转动力头,使其转至钻进角度；之后旋转动力头上的卡盘及夹持器同时夹紧钻进钻杆，松开锁紧螺栓，操作立轴给进，夹持器沿导向柱伸至方便的钻进位置，拧紧锁紧螺栓固定导向柱，实现初步定位；初步定位后，利用外部的支撑杆实现夹持器的完全固定；钻进时,夹持器松开，其余操纵同正常钻进相同。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (4)
1.一种立轴式岩芯钻机，包括钻机主体和位于钻机主体上且转动配合的旋转动力头，旋转动力头包括一根钻孔用的钻杆，所述旋转动力头的前方设置有能够夹持钻杆的夹持器，其特征在于：所述旋转动力头的外表面上沿所述钻杆的长度方向固定连接有导向管，导向管内滑动配合有一根导向柱，导向柱的两端分别从所述导向管的两端伸出，所述导向柱朝向所述夹持器的一端与所述夹持器外表面固定连接，所述导向管远离所述夹持器的一端设有用于固定所述导向柱的锁紧装置；
所述锁紧装置包括设置在所述导向管远离所述夹持器的一端的外表面上的外螺纹和与外螺纹相配合的锁紧螺母，锁紧螺母的螺孔直径由朝向所述夹持器的一端向另一端逐渐减小，所述锁紧螺栓的螺孔的大直径端与所述外螺纹相配合，所述锁紧螺母的螺孔的最小直径大于所述导向柱的直径，所述导向管远离所述夹持器的一端沿周向均匀间隔设置有沿所述导向管长度方向的条形裂口，当所述锁紧螺母朝向所述夹持器方向旋进时，所述导向管远离所述夹持器的一端能够夹紧所述导向柱；
所述钻机主体靠近所述旋转动力头的一侧和所述夹持器的外表面分别固定连接有水平向外且垂直于所述旋转动力头的旋转平面的水平支撑杆，所述水平支撑杆之间设有连接支撑杆，连接支撑杆与所述水平支撑杆之间设有连接装置，连接装置包括两个固定连接在一起且分别套设在所述水平支撑杆和所述连接支撑杆上的夹紧装置。
2.根据权利要求1所述的一种立轴式岩芯钻机，其特征在于：所述夹持器包括夹持器本体，在夹持器本体的中间形成有钻杆孔，在所述夹持器本体内的所述钻杆孔周围，沿周向活动设置若干块夹持片，在夹持片远离所述钻杆孔的一侧设有推块，所述夹持片与所述推块之间斜面配合，所述推块远离所述夹持片的一侧设置有液压油腔室，液压油腔室通过连接头与所述钻机主体的液压管路连通，当液压油腔室内的液压油推动所述推块沿所述钻杆轴向移动时，所述夹持片能够沿所述钻杆径向移动。
3.根据权利要求2所述的一种立轴式岩芯钻机，其特征在于：所述液压油腔室内设有一个能够沿所述钻杆轴向与所述液压油腔室内壁滑动配合的压块，当液压油腔室内的液压油推动所述压块沿所述钻杆轴向移动时，所述压块能够推动所述推块沿所述钻杆轴向移动。
4.根据权利要求2所述的一种立轴式岩芯钻机，其特征在于：所述夹持片为三块且沿所述钻杆孔周向均匀设置。
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