CN109403870B - 一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头，包括框架，所述框架的前端内侧固定连接前连接杆，前连接杆固定连接前轴承，所述框架的后端内侧固定连接后连接杆，后连接杆固定连接后轴承，所述前轴承的内圈固定安装气压柱，气压柱的前端上方设有报警器底座，报警器底座上安装有报警器，所述压杆的前端固定连接钻杆，钻杆的前端固定连接钻头刀片，所述框架的上端后段固定设置电机，所述框架的上端中段固定设置变速箱。在钻头无法向前钻进时，报警器会发出警报，降低了钻头卡死或损坏的风险；当意外情况下钻头卡死在钻孔内无法取出时，可通过变速箱调整钻头刀片的扭矩从而方便取出钻头。

Description

一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头

技术领域

本发明涉及一种钻头，具体涉及一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头。

背景技术

在地质勘查、土石方工程、矿山开采、石油气钻探等领域中，深孔钻机的钻探能力是工程进度的重要保障，而钻机使用的钻头的效率和稳定性起到决定性因素，目前用于矿井打洞作业的钻头各式各样，但它在实际使用中仍存在以下弊端：（1）钻头在钻进过程中会产生很高的温度且不易散发，造成钻头在较高温度下作业，从而加快钻头的磨损；（2）钻头在遇到比较坚硬的土层时无法继续钻进；（3）很容易发生钻头卡死在钻孔中并且难以取出。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头。

本发明的技术方案为：

一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头，包括框架，所述框架的前端内侧固定连接前连接杆，所述前连接杆固定连接前轴承，所述框架的后端内侧固定连接后连接杆，所述后连接杆固定连接后轴承，所述前轴承的内圈固定安装气压柱，所述气压柱的后端固定连接随动齿轮，所述随动齿轮的后端固定连接圆杆，所述气压柱连接压杆，所述压杆的后端固定连接圆盘胶垫，所述气压柱的后半段内部开有气压仓，所述压杆的前端固定连接钻杆，所述钻杆的前端固定连接钻头刀片，所述钻头刀片的中间部分开设有出水孔，所述后连接杆的中段固定连接条形板，所述框架的上端后段固定设有电机，所述框架的上端中段固定设置变速箱，所述变速箱的输出轴上固定设置主动齿轮。

优选地，所述气压柱的前端上方固定设置报警器底座，报警器底座上固定安装有报警器，所述气压柱的前端面边缘固定设有按钮底座，所述按钮底座上设有报警按钮，所述报警按钮通过线缆连接报警器，

优选地，压杆与气压柱前端面开设的十字孔槽相匹配。

优选地，所述条形板的中段固定连接连接板，所述连接板中段贯穿开有圆槽，所述圆槽内贯穿设有进水管，所述圆杆的后端固定设置在后轴承内，所述圆杆的后端面开有圆槽，圆槽内设有橡胶圈。

优选地，所述圆杆的下方固定连接连接管，所述气压柱的前端下方固定连接弹性波纹管。

优选地，所述气压柱、随动齿轮、圆杆、压杆、钻杆、钻头刀片的中轴线都在同一条直线上，所述十字孔槽和气压仓是连通的。

优选地，所述进水管的前端位于橡胶圈内，所述气压柱的管壁内开设有一条圆形槽，圆形槽后端贯穿随动齿轮，所速圆杆的后段内部有也开设有圆形槽，所述圆杆内部的圆形槽后端连通进水管，其前端连通连接管，所述连接管的前端连通气压柱管壁内的圆形槽，所述气压柱管壁内的圆形槽前端连通弹性波纹管。

优选地，所述钻杆内部开有圆形槽，所述钻杆内部的圆形槽前端连通出水孔，其后端连通弹性波纹管。

优选地，所述电机输出轴的另一端设置在变速箱的内部，所述主动齿轮和随动齿轮互为咬合。

优选地，所述前连接杆和后连接杆均设有四根，所述条形板共设有两根，其中一根所述条形板内贯穿开有圆槽，所述进水管的后端从圆槽内穿过。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

（1）在遇到较为坚硬的土层、钻头难以继续钻进时，本发明设置的出水孔可以向土层注水松软土质，同时降低钻头的温度，减小磨损，延长钻头的使用寿命。

（2）在钻头无法向前钻进时，本发明的报警器能够发出警报，从而实现钻进过程中的有效控制，降低了钻头卡死或损坏的风险。

（3）当意外情况下钻头卡死在钻孔内无法取出时，本发明可通过变速箱调整钻头刀片的扭矩从而方便取出钻头。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为气压柱剖视图；

图4为进水管端示意图；

图5为图4中B处放大图。

图中：框架1、前连接杆2、前轴承3、后连接杆4、后轴承5、气压柱6、随动齿轮7、圆杆8、报警器9、报警按钮10、线缆11、十字孔槽12、压杆13、圆盘胶垫14、气压仓15、钻杆16、钻头刀片17、出水孔18、条形板19、连接板20、进水管21、橡胶圈22、电机23、变速箱24、主动齿轮25、连接管26、弹性波纹管27。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进行详细说明，但本发明并不限于此。

如图1至图5所示，本发明包括框架1，框架1的前端内侧固定连接前连接杆2，前连接杆2固定连接前轴承3，框架1的后端内侧固定连接后连接杆4，后连接杆4固定连接后轴承5，前轴承3的内圈固定安装气压柱6，气压柱6的后端固定连接随动齿轮7，随动齿轮7的后端固定连接圆杆8，气压柱6的前端上方固定设置报警器底座，报警器底座上固定安装报警器9，气压柱6的前端面边缘固定设置按钮底座，按钮底座上设有报警按钮10，报警按钮10通过线缆11连接报警器9，气压柱6的前端面中间部分开设十字孔槽12，十字孔槽12内配置压杆13，压杆13的后端固定连接圆盘胶垫14，气压柱6的后半段内部开有气压仓15，压杆13的前端固定连接钻杆16，钻杆16的前端固定连接钻头刀片17，钻头刀片17的中间部分开设出水孔18，后连接杆4的中段固定连接条形板19，条形板19的中段固定连接连接板20，连接板20中段贯穿开有圆槽，圆槽内贯穿设有进水管21，圆杆8的后端固定设置在后轴承5内，圆杆8的后端面开有圆槽，圆槽内设有橡胶圈22，框架1的上端后段固定设有电机23，框架1的上端中段固定设置变速箱24，变速箱24的输出轴上固定设置主动齿轮25，圆杆8的下方固定连接连接管26，气压柱6的的前端下方固定连接弹性波纹管27。

进一步地，气压柱6、随动齿轮7、圆杆8、压杆13、钻杆16、钻头刀片17的中轴线都在同一条直线上，十字孔槽12和气压仓15是连通的。

进一步地，进水管21的前端位于橡胶圈22内，气压柱6的管壁内开设有一条圆形槽，圆形槽后端贯穿随动齿轮7，所速圆杆8的后段内部有也开设有圆形槽，圆杆8内部的圆形槽后端连通进水管21，其前端连通连接管26，连接管26的前端连通气压柱6管壁内的圆形槽，气压柱6管壁内的圆形槽前端连通弹性波纹管27。

进一步地，钻杆16内部开有圆形槽，钻杆16内部的圆形槽前端连通出水孔18，其后端连通弹性波纹管27。

进一步地，电机23输出轴的另一端设置在变速箱24的内部，主动齿轮25和随动齿轮7互为咬合。

进一步地，前连接杆2和后连接杆4均设有四根，条形板19共设有两根，其中一根条形板19内贯穿开有圆槽，进水管21的后端从圆槽内穿过。

工作原理：在使用本装置对矿井进行打洞遇到较为坚硬的土层时，可以在转动钻头刀片17的同时向进水管21内注水，水流通过进水管21进入圆杆8内部的圆形槽，橡胶圈22的设置能够确保水流不会从进水管21与圆杆8之间漏出，水流通过圆杆8内部的圆形槽进入连接管26，依次通过气压柱6管壁内的圆形槽、弹性波纹管27、钻杆16内部的圆形槽从出水孔18排出，排出的水注入待钻土层中，使土质变得松软，从而能够减小阻力，降低温度和较少钻头刀片17的磨损实现钻头使用寿命的延长；当经过注水还不能对土层进行有效的改善时，如果继续钻进可能导致钻头刀片17卡死或损坏，本发明则能够有效的防止卡死或损坏情况的发生，由于土层坚硬难以继续钻进，钻头刀片17不能向前推进，钻机施加给钻头刀片17的压力没有减小会导致压杆13在气压柱6内收缩，因此钻杆16的后端面会触碰到报警按钮10，从而启动报警器9发出警报，工作人员在观察到警报后立即停止钻进操作，从而防止钻头卡死或损坏；如果因意外导致钻头刀片17卡死在土层内不能转动也不能退出，可以通过调节变速箱24增大主动齿轮25的扭矩，随动齿轮7的扭矩也会相应增大，从而气压柱6、压杆13、钻杆16、钻头刀片17的扭矩同时增大，此时钻头刀片17便可转动，操作钻机向外拉出钻头刀片17，解决卡死钻头难以退出的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，包括框架（1），其特征在于：所述框架（1）的前端内侧固定连接前连接杆（2），所述前连接杆（2）定连接前轴承（3），所述框架（1）的后端内侧固定连接后连接杆（4），所述后连接杆（4）固定连接后轴承（5），所述前轴承（3）的内圈固定安装气压柱（6），所述气压柱（6）的后端固定连接随动齿轮（7），所述随动齿轮（7）的后端固定连接圆杆（8），所述气压柱（6）连接压杆（13），所述压杆（13）的后端固定连接圆盘胶垫（14），所述气压柱（6）的后半段内部开设气压仓（15），所述压杆（13）的前端固定连接钻杆（16），所述钻杆（16）的前端固定连接钻头刀片（17），所述钻头刀片（17）的中间部分开设出水孔（18），所述后连接杆（4）的中段固定连接条形板（19），所述框架（1）的上端后段固定设有电机（23），所述框架（1）的上端中段固定设有变速箱（24），所述变速箱（24）的输出轴上固定设有主动齿轮（25）。

2.根据权利要求1所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，所述气压柱（6）的前端上方固定设置报警器底座，报警器底座上固定安装有报警器（9），所述气压柱（6）的前端面边缘固定设置按钮底座，所述按钮底座上设有报警按钮（10），所述报警按钮通过线缆（11）连接报警器（9）。

3.根据权利要求2所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，所述压杆（13）与气压柱（6）前端面开设的十字孔槽（12）相匹配。

4.根据权利要求2所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，所述条形板（19）的中段固定连接连接板（20），所述连接板（20）中段贯穿开有圆槽，所述圆槽内贯穿设有进水管（21），所述圆杆（8）的后端固定设置在后轴承（5）内，所述圆杆（8）的后端面开有圆槽，圆槽内设有橡胶圈（22）。

5.根据权利要求2所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，所述圆杆（8）的下方固定连接连接管（26），所述气压柱（6）的前端下方固定连接弹性波纹管（27）。

6.根据权利要求3所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于，所述气压柱（6）、随动齿轮（7）、圆杆（8）、压杆（13）、钻杆（16）、钻头刀片（17）的中轴线都在同一条直线上，所述十字孔槽（12）和气压仓（15）是连通的。

7.根据权利要求4所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于：所述进水管（21）的前端位于橡胶圈（22）内，所述气压柱（6）的管壁内开设有一条圆形槽，圆形槽后端贯穿随动齿轮（7），所速圆杆（8）的后段内部有也开设有圆形槽，所述圆杆（8）内部的圆形槽后端连通进水管（21），其前端连通连接管（26），所述连接管（26）的前端连通气压柱（6）管壁内的圆形槽，所述气压柱（6）管壁内的圆形槽前端连通弹性波纹管（27）。

8.根据权利要求2所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于：所述钻杆（16）内部开有圆形槽，所述钻杆（16）内部的圆形槽前端连通出水孔（18），其后端连通弹性波纹管（27）。

9.根据权利要求2所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于：所述电机（23）输出轴的另一端设置在变速箱（24）的内部，所述主动齿轮（25）和随动齿轮（7）互为咬合。

10.根据权利要求4所述的用于矿井打洞作业的防卡死钻头，其特征在于：所述前连接杆（2）和后连接杆（4）均设有四根，所述条形板（19）共设有两根，其中一根所述条形板（19）内贯穿开有圆槽，所述进水管（21）的后端从圆槽内穿过。

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