CN110374499B - 一种分离式卸压钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离式卸压钻机，包括牵引总成、钻进总成和钻杆运输车；牵引总成与钻进总成分开设置。牵引总成包括液压泵组、液压阀组、防爆电机、液压油箱、防爆电控箱、履带行走系统。钻进总成包括支撑总成、底盘总成、三排回转支承、动力头总成、机械手、X梁总成、钻杆总成和移动轮，三排回转支承固定连接在X梁总成上，在三排回转支承上设置底盘总成，底盘总成前部设置钻杆总成，后部设置动力头总成，在尾部靠近动力头总成的部位设置机械手，机械手一侧设置钻杆运输车。此种设置一是将动力单独分离出来，为制作大功率钻机创造条件；二是在钻进总成上设置机械手，可以高效率地更换钻头。优选地，将防爆电控箱设置矩牵引总成较远的地方，操作人员可以远程操作现场设备。

Description

一种分离式卸压钻机
技术领域
本发明涉及矿用机械设备技术领域，具体涉及一种分离式卸压钻机。
背景技术
冲击地压一直是影响煤矿开采安全的一个难题，对安全生产构成了极大威胁。目前煤矿防冲的主要措施之一是用卸压钻机在煤层中钻孔以释放煤层压力。现有的卸压钻机为一体式，即动力源与钻机主机一体，导致钻机的最大功率受到限制，拆卸运输不便、容易出现卡钻、埋杆等问题、钻孔效率低，且更换钻杆时需要人工更换，钻杆距钻机较远，更换费时费力。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种分离式卸压钻机，该钻机钻进部分和驱动部分分离，功率大，自动拆卸更换钻杆、机身整体高度低、移动方便、单位体积承载能力强、钻进稳定，能快速完成钻孔卸压和瓦斯抽放任务。
为实现上述目的，本发明的一种分离式卸压钻机包括牵引总成，包括牵引总成和钻进总成，所述牵引总成与钻进总成分开设置，所述牵引总成为钻进总成提供动力；还包括钻杆运输车，所述钻杆运输车与所述钻进总成可拆卸连接；
所述牵引总成包括液压泵组、液压阀组、防爆电机、液压油箱、防爆电控箱、履带行走系统，所述履带行走系统包括两个履带，履带上方设置矩形平板，所述液压泵组、液压阀组、防爆电机、液压油箱、防爆电控箱设置在矩形平板上；
所述钻进总成包括支撑总成、底盘总成、三排回转支承、动力头总成、机械手、X梁总成、钻杆总成和移动轮，所述移动轮设置在X梁总成上，所述三排回转支承固定连接在所述X梁总成上，在所述三排回转支承上设置所述底盘总成，所述底盘总成前部设置钻杆总成，后部设置动力头总成、在尾部靠近所述动力头总成的部位设置机械手。
进一步地，所述底盘总成包括底盘和齿条，所述动力头总成在齿条的带动下沿盘前后移动。
进一步地，所述底盘上设置有若干个V形块，所述V形块包括V形块叶片、V形块销轴和升降油缸，所述升降油缸与所述V形块叶片固定连接，所述V形块叶片与所述V形块销轴固定连接并在所述升降油缸的伸缩中沿所述V形块销轴转动。
进一步地，所述底盘总成的前端固定设置有前虎钳总成，所述动力头总成上固定设置后虎钳总成，所述前虎钳总成和后虎钳总成用于折卸所述钻杆总成。
进一步地，所述前虎钳总成包括夹持油缸、夹持器和下耳环，所述夹持器一端与所述下耳环可转动连接，另一端与所述夹持油缸可转动连接，所述夹持油缸固定在上耳环上并与所述上耳环可转动连接。
进一步地，所述X梁总成包括X梁、回转平台座、支承油缸、支承钢板和卡爪，所述回转平台座用平支撑所述三排回转支承，四个所述支承油缸设置在所述X梁上并与所述X梁可转动连接，所述卡爪与所述支承油缸可转动连接，所述支承钢板一端与所述X梁可转动连接，一端与所述卡爪可转动连接。
进一步地，所述钻杆总成包括前端连接机构、后端连接机构、杆部和螺旋叶片，所述前端连接机构和所述后端连接机构分别与所述杆部的前端和后端，所述螺旋叶片焊接在所述杆部表面。
进一步地，所述前端连接机构包括两个锁紧销、锁紧弹簧，所述锁紧弹簧设置与锁紧销之间；所述锁紧销可在锁紧弹簧的伸缩下移动。
进一步地，所述后端连接机构包括开锁销、开锁弹簧、耳座，所述耳座内设有开锁弹簧，所述开锁销在开锁弹簧的伸缩过程中在所述耳座中移动。
进一步地，所述防爆电控箱设置在距牵引总成一百米外的地方，所述防爆电控箱与牵引总成用电缆连接，所述牵引总成上和钻进总成上设有若干个摄像头；用电磁阀代替所述液压阀组。
本发明的有益效果是：
（1）控制系统和动力系统集中安装在钻机牵引总成上，采用全液压驱动和电液伺服比例控制，从而为设计成大功率卸压钻机提供了可能。
（2）在卸压钻机后方设置机械手和钻杆运输车，可以方便地卸钻，为井下工作提供了极大的方便。
（3）独特的X梁总成结构，可适应不同煤层倾角，提高钻机工作时的抓地力，钻进更稳定，适用范围更广泛。
（4）在钻取工作完成后，拆卸钻杆时，用前虎钳和后虎钳可以方便地将钻杆与钻杆及钻杆与动力头分开，提高了卸钻效率。
（5）底盘总成上的V型块使机械手在安装钻杆时可以方便快捷地让钻杆的中心线与动力头的中心线重合，安装效率高。
（6）为了现场工作人员的安全，将防爆电控箱设置到矩牵引总成100米之外的地方，这样，操作人员通过目测及摄像头即可操作现场设备，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例中牵引总成的结构示意图。
图3为本发明钻进总成的结构示意图。
图4为本发明钻进总成的俯视图
图5为前虎钳的结构示意图。
图6为X梁总成的结构示意图。
图7底盘总成的结构图。
图8 V形块结构示意图。
图9 钻杆总成结构示意图
图10 为图9中A-A向剖示图
图11为图9中B-B向剖示图
图中， 1：牵引总成，1-1：液压泵组，1-2：液压阀组，1-3：防爆电机，1-4：液压油箱，1-5:防爆电控箱，1-6:履带行走系统；2:钻进总成， 2-1:支撑总成，2-2:前虎钳总成，2-2-1:夹持油缸，2-2-2:上耳环，2-2-3:夹持器，2-2-4:下耳环，2-3:底盘转动轮，2-4:底盘总成，2-4-1:底盘，2-4-2:V型块，2-4-2-1：V形块叶片，2-4-2-2：V型块销轴，2-4-2-3：升降油缸，2-4-3:齿条， 2-5:三排回转支承，2-6:动力头总成，2-7:机械手，2-8:后虎钳总成，2-9:X梁总成，2-9-1:X梁，2-9-2:回转平台座，2-9-3:支承油缸，2-9-4:支撑钢板, 2-9-5:卡爪，2-10:钻杆总成，2-10-1: 前端连接机构, 2-10-1-1:锁紧销、2-10-1-2:锁紧弹簧, 2-10-2:后端连接机构, 2-10-2-1:开锁销,2-10-2-2:开锁弹簧,2-10-2-3:耳座，2-10-3:杆部,2-10-4:螺旋叶片， 2-11：移动轮， 3：钻杆运输车。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
如图1所示，一种分离式卸压钻机，包括牵引总成1和钻进总成2，牵引总成1与钻进总成2分开设置，牵引总成1为钻进总成2提供动力； 还包括钻杆运输车3，钻杆运输车3跟在钻进总成2的后面，与钻进总成2可拆卸连接。控制系统和动力系统集中安装在钻机牵引总成1上，采用全液压驱动和电液伺服比例控制，从而为设计成大功率卸压钻机提供了可能。
如图2所示，牵引总成1包括液压泵组1-1、液压阀组1-2、防爆电机1-3、液压油箱1-4、防爆电控箱1-5、履带行走系统1-6，履带行走系统1-6包括两个履带，履带上方设置矩形平板，液压泵组1-1、液压阀组1-2、防爆电机1-3、液压油箱1-4、防爆电控箱1-5设置在矩形平板上。
如图3和图4所示，钻进总成2包括支撑总成2-1、底盘总成2-4、三排回转支承2-5、动力头总成2-6、机械手2-7、X梁总成2-9、钻杆总成2-10和移动轮2-11，移动轮2-11设置在X梁总成2-9上，三排回转支承2-5固定连接在X梁总成2-9上，在三排回转支承2-5上设置底盘总成2-4，底盘总成2-4前部设置钻杆总成2-10，后部设置动力头总成2-6、在尾部靠近动力头总成2-6的部位设置机械手2-7，底盘转动轮设置在支撑总成2-1的下方，在X梁总成2-9上作圆形运动。在工作时，将牵引总成（1）上的液压管与钻进总成（2）上的液压管对接，钻进总成（2）上的所有动作均由牵引总成（1）的防爆控制箱（1-5）来控制。
如图5所示，前虎钳总成2-2包括夹持油缸2-2-1、夹持器2-2-3和下耳环2-2-4，夹持器2-2-3一端与下耳环2-2-4可转动连接，另一端与夹持油缸2-2-1可转动连接，夹持油缸2-2-1固定在上耳环2-2-2上并与上耳环2-2-2可转动连接，此种设置可以方便地拆卸外钻杆。
如图6所示，X梁总成2-9包括X梁2-9-1、回转平台座2-9-2、支承油缸2-9-3、支承钢板2-9-4和卡爪2-9-5，回转平台座2-9-2用平支撑三排回转支承2-5，四个支承油缸2-9-3设置在X梁2-9-1上并与X梁（2-9-1）可转动连接，卡爪2-9-5与支承油缸2-9-3可转动连接，支承钢板2-9-4一端与X梁2-9-1可转动连接，一端与卡爪2-9-5可转动连接。此种设置可以方便地将钻杆水平升高，并可以调节钻杆的钻取角度。当需要调节钻杆的钻取角度时，可以通过防爆电控箱1-5来控制X梁的前后的两个支承油缸2-9-3的伸缩，来调节钻杆的对应高度。
如图7所示，底盘总成2-4包括底盘2-4-1和齿条2-4-2；底盘2-4-1在齿条2-4-2的带动下前后移动，钻杆总成2-10和动力头总成随底盘总成2-4前后移动。
如图8所示，底盘2-4-1中间上设置有若干个V形块2-4-2，V形块2-4-2包括V形块叶片2-4-2-1、V形块销轴2-4-2-2和升降油缸2-4-2-3，升降油缸2-4-2-3与V形块叶片2-4-2-1可转动连接，V形块叶片2-4-2-1与V形块销轴2-4-2-2固定连接并在升降油缸2-4-2-3的伸缩中沿V形块销轴2-4-2-2转动。此种设置可以有效地使钻杆的中心线与动力头的中心线重合，方便快速安装钻杆。
底盘总成2-4的前端固定设置有前虎钳总成2-2，动力头总成2-6上固定设置后虎钳总成2-8，前虎钳总成2-2和后虎钳总成2-8用于折卸钻杆总成2-10。此种设置方便拆卸钻杆。后虎钳总成2-8通过伸缩油缸与动力头总成2-6相连，跟随动力头总成在滑块上滑动，工作时，后虎钳总成在伸缩油缸带动下将钻杆总成与动力头总成分离。
如图9所示，钻杆总成2-10包括前端连接机构2-10-1、后端连接机构2-10-2、杆部2-10-3和螺旋叶片2-10-4，前端连接机构2-10-1和后端连接机构2-10-2分别与杆部2-10-3的前端和后端，螺旋叶片2-10-4焊接在杆部2-10-3表面。
如图10所示，前端连接机构2-10-1包括两个锁紧销2-10-1-1、锁紧弹簧2-10-1-2，锁紧弹簧2-10-1-2设置与锁紧销2-10-1-1之间；锁紧销2-10-1-1可在锁紧弹簧2-10-1-2的伸缩下移动。此种设置可以方便使钻杆快速连接，在拆卸时与前虎钳配合，快速拆卸钻杆。
如图11所示，后端连接机构2-10-2包括开锁销2-10-2-1、开锁弹簧2-10-2-2、耳座2-10-2-3，耳座2-10-2-3内设有开锁弹簧2-10-2-2，开锁销2-10-2-1在开锁弹簧2-10-2-2的伸缩过程中在耳座2-10-2-3中移动。此种设置可以快速安装钻杆，在拆卸时与后虎钳总成配合，可以快速地使钻杆总成与钻杆总成分离，或者钻杆总成与动力头结合分离。
具体实施例二
为了防止现场人员操作设置可能带来的伤害，将防爆电控箱1-5设置在距牵引总成1一百米外的地方，防爆电控箱1-5与牵引总成1用电缆连接，牵引总成1上和钻进总成2上设有摄像头，用电磁阀代替所述液压阀组1-2。这样，操作人员可以在远处，通过现场的摄像头观察，远程操作设备，安全可靠。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下可以作出的各种变化，都处于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分离式卸压钻机，包括牵引总成（1）和钻进总成（2），所述牵引总成（1）与钻进总成（2）分开设置，所述牵引总成（1）为钻进总成（2）提供动力，其特征在于：
还包括钻杆运输车（3），所述钻杆运输车（3）与所述钻进总成（2）可拆卸连接；
所述牵引总成（1）包括液压泵组（1-1）、液压阀组（1-2）、防爆电机（1-3）、液压油箱（1-4）、防爆电控箱（1-5）、履带行走系统（1-6），所述履带行走系统(1-6)包括两个履带，履带上方设置矩形平板，所述液压泵组（1-1）、液压阀组（1-2）、防爆电机（1-3）、液压油箱（1-4）、防爆电控箱（1-5）设置在矩形平板上；
所述钻进总成（2）包括支撑总成（2-1）、底盘总成（2-4）、三排回转支承（2-5）、动力头总成（2-6）、机械手（2-7）、X梁总成（2-9）、钻杆总成（2-10）和移动轮（2-11），所述移动轮（2-11）设置在X梁总成（2-9）上，所述三排回转支承（2-5）固定连接在所述X梁总成（2-9）上，在所述三排回转支承（2-5）上设置所述底盘总成（2-4），所述底盘总成（2-4）前半部分设置钻杆总成（2-10），后半部分设置动力头总成（2-6），在尾部设置机械手（2-7）。
2.根据权利要求1所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述底盘总成（2-4）包括底盘（2-4-1）和齿条（2-4-3），所述动力头总成（2-6）在所述齿条（2-4-3）的带动下沿所述底盘（2-4-1）前后移动。
3.根据权利要求2所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述底盘（2-4-1）中间上设置有若干个V形块（2-4-2），所述V形块（2-4-2）包括V形块叶片（2-4-2-1）、V形块销轴（2-4-2-2）和升降油缸（2-4-2-3），所述升降油缸（2-4-2-3）与所述V形块叶片（2-4-2-1）可转动连接，所述V形块叶片（2-4-2-1）与所述V形块销轴（2-4-2-2）固定连接并在所述升降油缸（2-4-2-3）的伸缩中沿所述V形块销轴（2-4-2-2）转动。
4.根据权利要求1所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述底盘总成（2-4）的前端固定设置有前虎钳总成（2-2），所述动力头总成（2-6）上可分离地与后虎钳总成（2-8）连接，所述前虎钳总成（2-2）和后虎钳总成（2-8）用于折卸所述钻杆总成（2-10）。
5.根据权利要求4所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述前虎钳总成（2-2）包括夹持油缸（2-2-1）、夹持器（2-2-3）和下耳环（2-2-4），所述夹持器（2-2-3）一端与所述下耳环（2-2-4）可转动连接，另一端与所述夹持油缸（2-2-1）可转动连接，所述夹持油缸（2-2-1）固定在上耳环（2-2-2）上并与所述上耳环（2-2-2）可转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述X梁总成（2-9）包括X梁（2-9-1）、回转平台座（2-9-2）、支承油缸（2-9-3）、支承钢板（2-9-4）和卡爪（2-9-5），所述回转平台座（2-9-2）用于支撑所述三排回转支承（2-5），四个支承油缸（2-9-3）设置在所述X梁（2-9-1）上并与所述X梁（2-9-1）可转动连接，所述卡爪（2-9-5）与所述支承油缸（2-9-3）可转动连接，所述支承钢板（2-9-4）一端与所述X梁（2-9-1）可转动连接，一端与所述卡爪（2-9-5）可转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述钻杆总成（2-10）包括前端连接机构（2-10-1）、后端连接机构（2-10-2）、杆部（2-10-3）和螺旋叶片（2-10-4），所述前端连接机构（2-10-1）和所述后端连接机构（2-10-2）分别与所述杆部（2-10-3）的前端和后端，所述螺旋叶片（2-10-4）焊接在所述杆部（2-10-3）表面。
8.根据权利要求7所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述前端连接机构（2-10-1）包括两锁紧销（2-10-1-1）、锁紧弹簧（2-10-1-2），所述锁紧弹簧（2-10-1-2）设置于两个锁紧销（2-10-1-1）之间；所述锁紧销（2-10-1-1）可在锁紧弹簧（2-10-1-2）的伸缩下移动。
9.根据权利要求7所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述后端连接机构（2-10-2）包括开锁销（2-10-2-1）、开锁弹簧（2-10-2-2）和耳座（2-10-2-3），所述耳座（2-10-2-3）内设有开锁弹簧（2-10-2-2），所述开锁销（2-10-2-1）在开锁弹簧（2-10-2-2）的伸缩过程中在所述耳座（2-10-2-3）中移动。
10.根据权利要求1所述的一种分离式卸压钻机，其特征在于：所述防爆电控箱（1-5）放置在距牵引总成（1）一百米外的地方，所述防爆电控箱（1-5）与牵引总成（1）用电缆连接，所述牵引总成（1）上和钻进总成（2）上设有若干个摄像头；用电磁阀代替所述液压阀组（1-2）。
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