CN107642337B - 一种双头钻式采煤机一体化钻杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双头钻式采煤机一体化钻杆，包括右旋钻杆总成、钻杆连接总成和左旋钻杆总成，其中右旋钻杆总成和左旋钻杆总成除了钻杆筒转动方向和钻杆叶片绕向相反外，其他结构尺寸相同，右旋钻杆总成和左旋钻杆总成通过钻杆连接总成并排间隔连接。本发明适用于双钻头钻式采煤机定向钻进工作，右旋钻杆和左旋钻杆通过钻杆连接总成连接成一体，提高了钻进过程中的定向性，保证了钻机的钻进深度，解决了钻进过程中钻杆跑偏的问题；同时，钻杆一体化设计，增加了钻孔的截面积，减少了塌孔率，有利于产生更大的地层裂纹，易于实现双钻头采煤机瓦斯抽排孔的钻进和泄压工作。

Description

一种双头钻式采煤机一体化钻杆

技术领域

本发明公开了一种双头钻式采煤机一体化钻杆，适用于双钻头钻式采煤机定向钻进工作，以提高成孔稳定性，有利于主煤层的瓦斯和地层压力的释放工作。

背景技术

由于主采厚煤层上下水平衍生的薄煤层，煤质较好、顶底板完整，开采这部分煤层对主煤层的瓦斯和地层压力的释放均有较好的效果。目前，我国常用的薄煤层开采设备多为薄煤层滚筒采煤机以及刨煤机，这些开采设备机组外形尺寸较大，顶底板适应性低；钻式采煤机作为第三代采煤机产品，具有强力、高性能、高效率、自动化程度高等特点，在这种薄与极薄煤层的机械化开采市场中具有广泛的应用前景。

使用钻式采煤机进行薄与极薄煤层开采时，对定向钻进性能和成孔稳定性要求较高；目前常用的是单头、三头或五头钻式采煤机。单头钻式采煤机定向性差，在钻进过程中容易产生钻头跑偏问题，且钻进深度有限。三头或五头钻式采煤机虽然定向性能有所改善，但是由于钻头过多、风筒设计等原因，造成体积过于庞大，不容易适应井下有限空间，且容易导致钻孔坍塌问题；同时，各个钻头之间为分体式设计，钻头彼此之间的工作牵连性较小，因此，采煤机的定向性和钻头跑偏问题依然存在。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种定向性能好、成孔稳定性强、换接钻杆方便、钻孔效率高、工人劳动强度低的双头钻式采煤机一体化钻杆。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双头钻式采煤机一体化钻杆，包括右旋钻杆总成、钻杆连接总成和左旋钻杆总成，其中右旋钻杆总成和左旋钻杆总成除了钻杆筒转动方向和钻杆叶片绕向相反外，其他结构尺寸相同，右旋钻杆总成和左旋钻杆总成通过钻杆连接总成并排间隔连接；

所述右/左旋钻杆总成包括钻杆连接轴、钻杆筒、从钻进方向看为右/左旋的右/左旋钻杆叶片、轴承连接座I、轴承盖I、轴承连接座II、轴承盖II和两组轴承组，右/左旋钻杆叶片固定在钻杆筒外表面；钻杆筒的两端分别通过轴承连接座I和轴承连接座II与钻杆连接轴和外部转轴固定连接，轴承盖I和轴承盖II分别与轴承连接座I和轴承连接座II适配形成两个轴承组安装空间，两组轴承组分别安装在两个轴承组安装空间内；

所述钻杆连接总成包括连接端头I、管路通道和连接端头II，所述管路通道的横截面为下凹弧形，所述连接端头I和连接端头II的结构尺寸相同，管路通道的两端分别与连接端头I和连接端头II的中部固定，连接端头I的左右两端分别与右旋钻杆总成和左旋钻杆总成的轴承盖I固定，连接端头II的左右两端分别与右旋钻杆总成和左旋钻杆总成的轴承盖II固定。

优选的，所述轴承组包括距离套、深沟球轴承和单向推力球轴承，距离套设置在深沟球轴承和单向推力球轴承之间，单向推力球轴承设置在靠近钻杆筒中部的一侧，深沟球轴承设置在远离钻杆筒中部的一侧。

优选的，所述钻杆连接总成还包括管路保护盖，管路保护盖卡扣在管路通道上，盖住管路通道上部的开口。

优选的，所述右旋钻杆总成位于钻进方向的右侧，左旋钻杆总成位于钻进方向的左侧。

在具体设计时，右旋钻杆总成与左旋钻杆总成的轴间距根据所服务的钻式采煤机的采煤宽度确定，右旋钻杆叶片和左旋钻杆叶片的外周直径及螺距根据所服务的钻式采煤机钻孔直径确定，右旋钻杆总成与左旋钻杆总成的长度根据所服务的钻式采煤机钻孔深度确定。

有益效果：本发明提供的双头钻式采煤机一体化钻杆，适用于双钻头钻式采煤机定向钻进工作，右旋钻杆和左旋钻杆通过钻杆连接总成连接成一体，提高了钻进过程中的定向性，保证了钻机的钻进深度，解决了钻进过程中钻杆跑偏的问题；同时，钻杆一体化设计，增加了钻孔的截面积，减少了塌孔率，有利于产生更大的地层裂纹，易于实现双钻头采煤机瓦斯抽排孔的钻进和泄压工作；由于井下空间有限，不利于人员工作，钻杆的一体化设计方便钻杆吊装，便于实现自动化，提高开采效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为右/左旋钻杆总成示意图；

图3为图2中I部的放大示意图；

图4为钻杆连接总成俯视示意图；

图5为钻杆连接总成正视示意图；

图6为图5中II部的放大示意图；

图7为钻杆连接总成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种双头钻式采煤机一体化钻杆，包括右旋钻杆总成1、钻杆连接总成2和左旋钻杆总成3，其中右旋钻杆总成1和左旋钻杆总成3除了钻杆筒转动方向和钻杆叶片绕向相反外，其他结构尺寸相同，右旋钻杆总成1和左旋钻杆总成3通过钻杆连接总成2并排间隔连接。

如图2、图3所示，所述右/左旋钻杆总成1/3包括钻杆连接轴4、钻杆筒5、从钻进方向看为右/左旋的右/左旋钻杆叶片6、轴承连接座I7、轴承盖I8、轴承连接座II9、轴承盖II10和两组轴承组，右/左旋钻杆叶片6固定在钻杆筒5外表面；钻杆筒5的两端分别通过轴承连接座I7和轴承连接座II9与钻杆连接轴4和外部转轴固定连接，轴承盖I8和轴承盖II10分别与轴承连接座I7和轴承连接座II9适配形成两个轴承组安装空间，两组轴承组分别安装在两个轴承组安装空间内。

所述右旋钻杆总成1位于钻进方向的右侧，左旋钻杆总成3位于钻进方向的左侧；所述轴承组包括距离套17、深沟球轴承11和单向推力球轴承12，距离套17设置在深沟球轴承11和单向推力球轴承12之间，单向推力球轴承12设置在靠近钻杆筒5中部的一侧，深沟球轴承11设置在远离钻杆筒5中部的一侧。

如图4～7所示，所述钻杆连接总成2包括连接端头I13、管路通道14、连接端头II15和管路保护盖16，所述管路通道14的横截面为下凹弧形，管路保护盖16卡扣在管路通道14上，盖住管路通道14上部的开口；所述连接端头I13和连接端头II15的结构尺寸相同，管路通道14的两端分别与连接端头I13和连接端头II15的中部固定，连接端头I13的左右两端分别与右旋钻杆总成1和左旋钻杆总成3的轴承盖I8焊接固定，连接端头II15的左右两端分别与右旋钻杆总成1和左旋钻杆总成3的轴承盖II10固定。

本案的钻杆连接总成的设计，摒弃了现有的钻式采煤机的风筒设计，将排风软管布置在管路通道14，并通过管路保护盖16对排风软管进行保护，在结构简化的基础上保证需求功能的完整性。连接端头与轴承盖的焊接固定设计，使得右旋钻杆总成1和左旋钻杆总成3由于彼此的牵制会发生同步摆动，同时这种牵制也能够减小摆动幅度，避免钻头跑偏，提供采煤机的定向性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双头钻式采煤机一体化钻杆，其特征在于：包括右旋钻杆总成(1)、钻杆连接总成(2)和左旋钻杆总成(3)，其中右旋钻杆总成(1)和左旋钻杆总成(3)除了钻杆筒转动方向和钻杆叶片绕向相反外，其他结构尺寸相同，右旋钻杆总成(1)和左旋钻杆总成(3)通过钻杆连接总成(2)并排间隔连接；

所述右/左旋钻杆总成(1/3)包括钻杆连接轴(4)、钻杆筒(5)、从钻进方向看为右/左旋的右/左旋钻杆叶片(6)、轴承连接座I(7)、轴承盖I(8)、轴承连接座II(9)、轴承盖II(10)和两组轴承组，右/左旋钻杆叶片(6)固定在钻杆筒(5)外表面；钻杆筒(5)的两端分别通过轴承连接座I(7)和轴承连接座II(9)与钻杆连接轴(4)和外部转轴固定连接，轴承盖I(8)和轴承盖II(10)分别与轴承连接座I(7)和轴承连接座II(9)适配形成两个轴承组安装空间，两组轴承组分别安装在两个轴承组安装空间内；

所述钻杆连接总成(2)包括连接端头I(13)、管路通道(14)和连接端头II(15)，所述管路通道(14)的横截面为下凹弧形，所述连接端头I(13)和连接端头II(15)的结构尺寸相同，管路通道(14)的两端分别与连接端头I(13)和连接端头II(15)的中部固定，连接端头I(13)的左右两端分别与右旋钻杆总成(1)和左旋钻杆总成(3)的轴承盖I(8)固定，连接端头II(15)的左右两端分别与右旋钻杆总成(1)和左旋钻杆总成(3)的轴承盖II(10)固定。

2.根据权利要求1所述的双头钻式采煤机一体化钻杆，其特征在于：所述轴承组包括距离套(17)、深沟球轴承(11)和单向推力球轴承(12)，距离套(17)设置在深沟球轴承(11)和单向推力球轴承(12)之间，单向推力球轴承(12)设置在靠近钻杆筒(5)中部的一侧，深沟球轴承(11)设置在远离钻杆筒(5)中部的一侧。

3.根据权利要求1所述的双头钻式采煤机一体化钻杆，其特征在于：所述钻杆连接总成(2)还包括管路保护盖(16)，管路保护盖(16)卡扣在管路通道(14)上，盖住管路通道(14)上部的开口。

4.根据权利要求1所述的双头钻式采煤机一体化钻杆，其特征在于：所述右旋钻杆总成(1)位于钻进方向的右侧，左旋钻杆总成(3)位于钻进方向的左侧。