CN113309477B - 一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多煤层煤层气勘探开发技术领域，尤其是一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，包括机体，所述机体的一端水平安装有支撑板，所述支撑板远离机体一端竖直设置有定位机构，所述定位机构内部设置有钻孔机构，所述钻孔机构包括竖直设置的钻孔管，所述钻孔管的底端设置有钻孔齿，所述钻孔管与定位机构之间通过驱动机构连接，且所述钻孔管的顶端固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴贯穿钻孔管且端部竖直连接有旋转轴，所述旋转轴的外侧固定安装有螺旋叶片，所述螺旋叶片下方的旋转轴底端安装有破碎机构，所述螺旋叶片顶端设置有驱料机构。本发明钻孔效果稳定，同时具有快捷有效取芯的功能，确保了取芯的准确度。

Description

一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机
技术领域
本发明涉及多煤层煤层气勘探开发领域，尤其涉及一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机。
背景技术
煤层气是储集于煤层中的非常规天然气资源，属于一种非常优质清洁的煤矿伴生资源。煤层气的赋存受古构造、古地理及古气候等条件的影响。对煤层气进行勘探的过程中，通常会使用对目标煤层进行取样分析测试，特别是利用煤样进行吸附/解吸实验来分析研究煤层气资源情况，科学的指导煤层气勘探开发。
我国拥有丰富的煤层气资源，现在沁水盆地和鄂尔多斯盆地形成商业化开发。贵州、云南等地也整积极探索煤层气资源产业。由于山西的煤层较厚，采用常规随钻取芯技术能够较为方便取芯。但贵州的煤层大多呈现多薄煤层群组分布的特点，利用现有设备经常出现随钻取芯丢样的问题。为了便于对多煤层煤层气勘探开发研究，增加随钻取芯的成功率，以此提出一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在功能单一，大大降低了实用性的缺点，而提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，包括机体，所述机体的一端水平安装有支撑板，所述支撑板远离机体一端竖直设置有定位机构，所述定位机构内部设置有钻孔机构，所述钻孔机构包括竖直设置的钻孔管，所述钻孔管的底端设置有钻孔齿，所述钻孔管与定位机构之间通过驱动机构连接，且所述钻孔管的顶端固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴贯穿钻孔管且端部竖直连接有旋转轴，所述旋转轴的外侧固定安装有螺旋叶片，所述螺旋叶片下方的旋转轴底端安装有破碎机构，所述螺旋叶片顶端设置有驱料机构，所述驱料机构对应位置的钻孔管外侧设置有排料机构，所述钻孔管与排料机构之间通过驱动架连接，所述驱动架与机体之间通过升降机构连接；
所述定位机构包括分别竖直安装在支撑板端部两侧的第二液压缸，所述第二液压缸的伸缩端顶端均固定安装有支撑块，两块所述支撑块之间固定安装有限位环套，所述限位环套的内部顶端设置有外环套，所述外环套与限位环套之间通过多块固定板连接，所述外环套的内侧设置有内环套，所述内环套与外环套之间通过轴承转动连接，且所述钻孔管通过滑动机构滑动插装在内环套内部，在所述限位环套的底端固定安装有支撑底环，所述支撑底环的底端沿圆周方向等距离安装有多根插装柱；
所述滑动机构包括竖直开设在钻孔管外表面的多条限位滑槽，所述限位滑槽对应位置的内环套内壁上固定安装有限位滑板，所述限位滑板均滑动插装在限位滑槽内部。
优选的，所述驱动机构包括水平连接在限位环套外侧中间位置的电机架，所述电机架的顶端固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴端部水平安装有驱动带轮，所述驱动带轮对应位置的内环套外侧固定套接有从动带轮，所述从动带轮与驱动带轮之间通过皮带连接。
优选的，所述破碎机构包括固定套接在旋转轴底端的下轴套，所述下轴套的底端呈锥状设置，且所述下轴套的外侧沿圆周方向等距离安装有多个L型刀架，所述L型刀架的底端等距离竖直安装有多片破碎刀。
优选的，所述驱料机构包括固定套接在旋转轴顶部外侧的上轴套，所述上轴套的外侧沿圆周方向等距离安装有多块驱料板，所述驱料板对应位置的钻孔管管壁上开设有多个排料口。
优选的，所述排料机构包括套设在钻孔管顶部外侧的集料环斗，所述集料环斗位于排料口下方，且所述集料环斗远离机体一侧连通安装有排料斗。
优选的，所述驱动架包括水平设置在机体端部上方的工型套，所述工型套靠近钻孔管一侧的两端均水平连接有驱动板，所述驱动板与集料环斗外壁之间均通过下连接板连接，所述驱动板与钻孔管顶端之间均通过上连接板连接。
优选的，所述升降机构竖直安装在机体端部上方的U型架，所述工型套滑动套设在U型架外侧，且所述工型套底部中间位置与机体之间竖直安装有第一液压缸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置第二液压缸，从而可以驱动限位环套移动，致使插装柱插装至地面内部，且支撑底环与地面相抵，从而对本装置进行定位支撑，而设置的限位滑槽、限位滑板、内环套、轴承、外环套以及固定板，从而可以将钻孔管稳定安装在限位环套内部，有效确保钻孔管钻孔的稳定性；
2、经过设置第一电机、驱动带轮以及皮带，从而可以驱动钻孔管旋转，以此可以驱使钻孔齿对地面进行快速钻孔处理，同时经过U型架、第一液压缸、工型套、驱动板和上连接板，从而可以驱动钻孔管上下移动，以此达到深度钻孔目的；
3、经过设置第二电机，从而旋转轴会驱动破碎刀和L型刀架对钻孔管内部的煤土进行破碎处理，同时螺旋叶片会将破碎的煤土向钻孔管内部上方推送，致使驱料机构将煤土有序驱送至排料机构内部，从而便于统一收料，以此达到多功能的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机结构示意图；
图2为图1的A处放大结构示意图；
图3为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机的驱动机构结构示意图；
图4为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机的钻孔机构结构示意图；
图5为图4的剖视结构示意图；
图6为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机的破碎机构结构示意图；
图7为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机的驱料机构结构示意图；
图8为本发明提出的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机的驱动架结构示意图。
图中：机体1、第一电机2、驱动带轮3、U型架4、第一液压缸5、工型套6、驱动板7、第二电机8、上连接板9、下连接板10、排料斗11、集料环斗12、限位滑槽13、钻孔管14、从动带轮15、内环套16、限位环套17、支撑底环18、插装柱19、第二液压缸20、电机架21、皮带22、限位滑板23、固定板24、轴承25、外环套26、排料口27、下轴套28、钻孔齿29、破碎刀30、L型刀架31、旋转轴32、上轴套33、驱料板34、螺旋叶片35、支撑块36、支撑板37。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1-图8所示的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，包括机体1，机体1的一端水平安装有支撑板37，支撑板37远离机体1一端竖直设置有定位机构，定位机构内部设置有钻孔机构，钻孔机构包括竖直设置的钻孔管14，定位机构包括分别竖直安装在支撑板37端部两侧的第二液压缸20，第二液压缸20的伸缩端顶端均固定安装有支撑块36，两块支撑块36之间固定安装有限位环套17，限位环套17的内部顶端设置有外环套26，外环套26与限位环套17之间通过多块固定板24连接，外环套26的内侧设置有内环套16，内环套16与外环套26之间通过轴承25转动连接，且钻孔管14通过滑动机构滑动插装在内环套16内部，滑动机构包括竖直开设在钻孔管14外表面的多条限位滑槽13，限位滑槽13对应位置的内环套16内壁上固定安装有限位滑板23，限位滑板23均滑动插装在限位滑槽13内部，在限位环套17的底端固定安装有支撑底环18，支撑底环18的底端沿圆周方向等距离安装有多根插装柱19；设置第二液压缸20，从而可以驱动限位环套17移动，致使插装柱19插装至地面内部，且支撑底环18与地面相抵，从而对本装置进行定位支撑，而设置的限位滑槽13、限位滑板23、内环套16、轴承25、外环套26以及固定板24，从而可以将钻孔管14稳定安装在限位环套17内部，有效确保钻孔管14钻孔的稳定性。
驱动机构包括水平连接在限位环套17外侧中间位置的电机架21，电机架21的顶端固定安装有第一电机2，第一电机2的输出轴端部水平安装有驱动带轮3，驱动带轮3对应位置的内环套16外侧固定套接有从动带轮15，从动带轮15与驱动带轮3之间通过皮带22连接，钻孔管14的底端设置有钻孔齿29，钻孔管14与定位机构之间通过驱动机构连接，且钻孔管14的顶端固定安装有第二电机8，第二电机8的输出轴贯穿钻孔管14且端部竖直连接有旋转轴32，旋转轴32的外侧固定安装有螺旋叶片35，螺旋叶片35下方的旋转轴32底端安装有破碎机构，螺旋叶片35顶端设置有驱料机构，驱料机构对应位置的钻孔管14外侧设置有排料机构，钻孔管14与排料机构之间通过驱动架连接，驱动架与机体1之间通过升降机构连接；经过设置第一电机2、驱动带轮3以及皮带22，从而可以驱动钻孔管14旋转，以此可以驱使钻孔齿29对地面进行快速钻孔处理，而设置的第二电机8，螺旋叶片35会将破碎的煤土向钻孔管14内部上方推送，致使驱料机构将煤土有序驱送至排料机构内部。
驱动架包括水平设置在机体1端部上方的工型套6，工型套6靠近钻孔管14一侧的两端均水平连接有驱动板7，驱动板7与集料环斗12外壁之间均通过下连接板10连接，驱动板7与钻孔管14顶端之间均通过上连接板9连接，升降机构竖直安装在机体1端部上方的U型架4，工型套6滑动套设在U型架4外侧，且工型套6底部中间位置与机体1之间竖直安装有第一液压缸5；经过设置驱动板7、下连接板10以及上连接板9，从而可以将集料环斗12、钻孔管14以及工型套6进行紧密连接，同时经过设置U型架4以及第一液压缸5，从而可以驱动钻孔管14上下移动，以此达到深度钻孔目的。
破碎机构包括固定套接在旋转轴32底端的下轴套28，下轴套28的底端呈锥状设置，且下轴套28的外侧沿圆周方向等距离安装有多个L型刀架31，L型刀架31的底端等距离竖直安装有多片破碎刀30；在旋转轴32转动过程中，同时下轴套28会驱动多个L型刀架31以及破碎刀30转动，以此对钻孔管14内部的煤土进行破碎处理，方便螺旋叶片35进行推送处理。
驱料机构包括固定套接在旋转轴32顶部外侧的上轴套33，上轴套33的外侧沿圆周方向等距离安装有多块驱料板34，驱料板34对应位置的钻孔管14管壁上开设有多个排料口27，排料机构包括套设在钻孔管14顶部外侧的集料环斗12，集料环斗12位于排料口27下方，且集料环斗12远离机体1一侧连通安装有排料斗11；多块驱料板34在转动过程中，会将钻孔管14内部顶端的煤土推送至集料环斗12内部，而设置的排料斗11，从而便于统一收料处理，以此达到多功能的效果。
工作方式：首先经过定位机构对本装置进行稳定支撑处理，且经过设置第一电机2、驱动带轮3以及皮带22可以驱动钻孔管14旋转，以此可以驱使钻孔齿29对地面进行快速钻孔处理，同时经过U型架4、第一液压缸5、工型套6、驱动板7和上连接板9，从而可以驱动钻孔管14上下移动，以此达到深度钻孔目的，同时经过设置的第二电机8会带动旋转轴32驱动破碎刀30和L型刀架31对钻孔管14内部的底端煤土进行破碎处理，且螺旋叶片35会将破碎的煤土向钻孔管14内部上方推送，致使驱料机构将煤土有序驱送至排料机构内部，从而便于统一收料，以此达到多功能的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，包括机体(1)，其特征在于，所述机体(1)的一端水平安装有支撑板(37)，所述支撑板(37)远离机体(1)一端竖直设置有定位机构，所述定位机构内部设置有钻孔机构，所述钻孔机构包括竖直设置的钻孔管(14)，所述钻孔管(14)的底端设置有钻孔齿(29)，所述钻孔管(14)与定位机构之间通过驱动机构连接，且所述钻孔管(14)的顶端固定安装有第二电机(8)，所述第二电机(8)的输出轴贯穿钻孔管(14)且端部竖直连接有旋转轴(32)，所述旋转轴(32)的外侧固定安装有螺旋叶片(35)，所述螺旋叶片(35)下方的旋转轴(32)底端安装有破碎机构，所述螺旋叶片(35)顶端设置有驱料机构，所述驱料机构对应位置的钻孔管(14)外侧设置有排料机构，所述钻孔管(14)与排料机构之间通过驱动架连接，所述驱动架与机体(1)之间通过升降机构连接；
所述定位机构包括分别竖直安装在支撑板(37)端部两侧的第二液压缸(20)，所述第二液压缸(20)的伸缩端顶端均固定安装有支撑块(36)，两块所述支撑块(36)之间固定安装有限位环套(17)，所述限位环套(17)的内部顶端设置有外环套(26)，所述外环套(26)与限位环套(17)之间通过多块固定板(24)连接，所述外环套(26)的内侧设置有内环套(16)，所述内环套(16)与外环套(26)之间通过轴承(25)转动连接，且所述钻孔管(14)通过滑动机构滑动插装在内环套(16)内部，在所述限位环套(17)的底端固定安装有支撑底环(18)，所述支撑底环(18)的底端沿圆周方向等距离安装有多根插装柱(19)；
所述滑动机构包括竖直开设在钻孔管(14)外表面的多条限位滑槽(13)，所述限位滑槽(13)对应位置的内环套(16)内壁上固定安装有限位滑板(23)，所述限位滑板(23)均滑动插装在限位滑槽(13)内部。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述驱动机构包括水平连接在限位环套(17)外侧中间位置的电机架(21)，所述电机架(21)的顶端固定安装有第一电机(2)，所述第一电机(2)的输出轴端部水平安装有驱动带轮(3)，所述驱动带轮(3)对应位置的内环套(16)外侧固定套接有从动带轮(15)，所述从动带轮(15)与驱动带轮(3)之间通过皮带(22)连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述破碎机构包括固定套接在旋转轴(32)底端的下轴套(28)，所述下轴套(28)的底端呈锥状设置，且所述下轴套(28)的外侧沿圆周方向等距离安装有多个L型刀架(31)，所述L型刀架(31)的底端等距离竖直安装有多片破碎刀(30)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述驱料机构包括固定套接在旋转轴(32)顶部外侧的上轴套(33)，所述上轴套(33)的外侧沿圆周方向等距离安装有多块驱料板(34)，所述驱料板(34)对应位置的钻孔管(14)管壁上开设有多个排料口(27)。
5.根据权利要求4所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述排料机构包括套设在钻孔管(14)顶部外侧的集料环斗(12)，所述集料环斗(12)位于排料口(27)下方，且所述集料环斗(12)远离机体(1)一侧连通安装有排料斗(11)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述驱动架包括水平设置在机体(1)端部上方的工型套(6)，所述工型套(6)靠近钻孔管(14)一侧的两端均水平连接有驱动板(7)，所述驱动板(7)与集料环斗(12)外壁之间均通过下连接板(10)连接，所述驱动板(7)与钻孔管(14)顶端之间均通过上连接板(9)连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于多煤层条件的煤层气勘探开发的多功能钻机，其特征在于，所述升降机构竖直安装在机体(1)端部上方的U型架(4)，所述工型套(6)滑动套设在U型架(4)外侧，且所述工型套(6)底部中间位置与机体(1)之间竖直安装有第一液压缸(5)。
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