CN113338798B - 一种车钻分离式钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车钻分离式钻机，属于煤矿钻机技术领域，包括履带车、钻进装置和操作台，履带车包括履带车本体和动力组件；履带车本体包括呈宽体的后段和呈窄体的前段，后段和前段分别用于动力组件和钻进装置的支撑；钻进装置具有自动调节其底座高度和与履带车本体自动对接的功能；操作台与钻进装置连接以实现对钻进装置的控制。本发明通过将钻机设为具有独立功能且能自动对接的分体结构形式，不仅解决了现有履带式钻车下井困难的问题，还有效避免了重复拆装对钻机质量的影响，降低了维护成本，同时还能对各种不同开孔高度的孔位进行施工。

Description

一种车钻分离式钻机

技术领域

本发明属于煤矿钻机技术领域，涉及一种车钻分离式钻机。

背景技术

目前矿用液压钻机主要分为两大类，一类是底座式液压钻机，主要钻一个孔需要搬运一次，而且方位角调整相对比较困难，具有重量轻，水平开孔高度低，进入巷道不需要拆解，运输方便等优点；存在转机频繁，劳动强度大等缺点。另一类是履带式钻车，钻进机构全部安装在履带车上，转运方便，水平开孔高度高；但是存在结构复杂，下井困难的缺点，需要按部件分解后才能运输到井下，井下重复安装精度低，也难以应用于低开孔施工。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车钻分离式钻机，以解决现有履带式钻车下井困难的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车钻分离式钻机，包括履带车、钻进装置和操作台，履带车包括履带车本体和动力组件；履带车本体包括呈宽体的后段和呈窄体的前段，后段和前段分别用于动力组件和钻进装置的支撑；钻进装置具有自动调节其底座高度和与履带车本体自动对接的功能；操作台与钻进装置连接以实现对钻进装置的控制。

可选地，所述钻进装置具有独立的锚固功能，以及方位角、倾角和高度的调整功能，以实现多种高度、多种角度孔的施工。

可选地，所述钻进装置包括底座组件，底座组件包括底座，底座的底部沿纵向开设有导向槽，底座的两侧设有能够调整底座高度的下锚固装置，底座的上部设有能够绕竖直方向旋转的方位角旋转装置，方位角旋转装置的上部设有安装板，安装板沿横向开设有定位槽，安装板上设有倾角和高度可调的钻进装置本体；前段上设有与导向槽匹配的钻机导向板和与定位槽匹配的定位凸台以实现与钻进装置的对接定位。

可选地，所述下锚固装置包括设置在底座两侧能够沿竖直方向运动的下锚固液压缸；下锚固液压缸的固定端与底座连接，伸缩端连接有锁紧板，位于底座两侧的锁紧板通过位于底座前侧的同步板连接以保持下锚固液压缸之间伸缩同步。

可选地，所述前段的两侧对应于锁紧板的位置设有挡板，以限制在钻进装置自动对接后跟随下锚固液压缸缩回的锁紧板的位置。

可选地，所述挡板的横截面呈U型或矩形；当挡板的横截面呈U型时，开口朝向前段。

可选地，所述钻进装置本体包括设置在安装板上方的提升架，提升架连接有提升液压缸以实现其沿竖直方向的运动，提升架上设有机架组件以完成钻进的推进后退工作，机架组件上设有用于调整钻进倾角的倾角回转装置、用于实现钻杆旋转钻进的动力头和与动力头配合实现钻杆装拆的夹持器，机架组件还连接有上锚固装置。

可选地，所述钻进装置通过设置在定位凸台上的螺栓与前段固定连接。

可选地，所述钻进装置与动力组件之间通过阀板组件连接，以实现利用动力组件为钻进装置的对接提供动力源；阀板组件包括与动力组件连接的第一连接阀板和与钻进装置连接的第二连接阀板，以及与第一连接阀板和第二连接阀板连接的液压管道。

可选地，所述履带车本体的后段两侧设有抗倾覆轮或抗倾覆履带，抗倾覆轮或抗倾覆履带与履带车后轮共用同一驱动装置。

本发明的有益效果在于：钻机自身为可分离结构，不需要拆卸就可以下井，避免了重复拆装对钻机质量的影响，降低了维护成本；钻机的钻进、运输以及移位可独立运行，也可复合运行，可完成高、中、低多种孔位的施工，且结构紧凑。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种车钻分离式钻机的结构示意图；

图2为履带车的结构示意图；

图3为履带车本体的结构示意图；

图4为钻进装置的结构示意图；

图5为底座组件的结构示意图。

附图标记：操作台1、履带车2、钻进装置3、电动机组件21、油箱组件22、第一连接阀板23、履带车本体24、抗倾覆轮241、支撑板242、履带组件243、钻机导向板244、定位凸台245、挡板246、底座组件31、同步板311、锁紧板312、下锚固液压缸313、底座314、导向槽3141、定位槽3142、方位角旋转装置315、安装板316、第二连接阀板32、提升架33、机架组件34、夹持器35、动力头36、提升液压缸37、倾角回转装置38、上锚固装置39。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参阅图1～图5，一种车钻分离式钻机，包括履带车2、钻进装置3和操作台1，履带车2包括履带车本体24和动力组件；履带车本体24为后宽前窄式结构，包括呈宽体的后段和呈窄体的前段，后段和前段分别用于动力组件和钻进装置3的支撑；钻进装置3具有自动调节其底座314的高度和与履带车本体24自动对接的功能；操作台1与钻进装置3连接以实现对钻进装置3的控制。本发明通过将履带车本体24设计为后宽前窄式结构，可有效防止钻机倾覆。后宽前窄式结构可通过将后段的车身宽度设计为大于前段车身的宽度实现，也可通过在后段两侧设置抗倾覆轮241或抗倾覆履带来实现，还可通过上述三种形式的任意组合来实现。抗倾覆轮241或抗倾覆履带可与履带车后轮共用同一驱动装置。

可选地，钻进装置3具有独立的锚固功能，以及方位角、倾角和高度的调整功能，以实现多种高度、多种角度孔的施工。

可选地，钻进装置3包括底座组件31，底座组件31包括底座314，底座314的底部沿纵向开设有导向槽3141，底座314的两侧设有能够调整底座314高度的下锚固装置，底座314的中部设有能够绕竖直方向旋转的方位角旋转装置315，方位角旋转装置315的上部设有安装板316，安装板316沿横向开设有定位槽3142，安装板316上方设有倾角和高度可调的钻进装置本体；前段上设有与导向槽3141匹配的钻机导向板244和与定位槽3142匹配的定位凸台245以实现与钻进装置3的对接定位。

可选地，下锚固装置包括设置在底座314两侧能够沿竖直方向运动的下锚固液压缸313；下锚固液压缸313的固定端与底座314连接，伸缩端连接有锁紧板312，位于底座314两侧的锁紧板312通过位于底座314前侧的同步板311连接以保持下锚固液压缸313之间伸缩同步。

可选地，前段的两侧对应于锁紧板312的位置设有挡板246，以限制在钻进装置3自动对接后跟随下锚固液压缸313缩回的锁紧板312的位置，实现将钻进装置3锁紧在履带车2上，在此种锁紧状态下，可完成钻进装置3的移位。

可选地，挡板246的横截面呈U型或矩形，当挡板246的横截面呈U型时，开口朝向前段。

可选地，钻进装置本体包括设置在安装板316上方的提升架33，提升架33连接有提升液压缸37以实现其沿竖直方向的运动，提升架33上设有机架组件34以完成钻进的推进后退工作，机架组件34上设有用于调整钻进倾角的倾角回转装置38、用于实现钻杆旋转钻进的动力头36和与动力头36配合实现钻杆装拆的夹持器35，机架组件34还连接有上锚固装置39。

可选地，钻进装置通过设置在定位凸台245上的螺栓与前段固定连接。

可选地，钻进装置3与动力组件之间通过阀板组件连接，以实现利用动力组件为钻进装置3的对接提供动力源；阀板组件包括与动力组件连接的第一连接阀板23和与钻进装置3连接的第二连接阀板32，以及与第一连接阀板23和第二连接阀板32连接的液压管道。

实施例

一种车钻分离式钻机，由操作台1、履带车2、钻进装置3三大部分组成。操作台1完成钻进装置3各种功能的控制，履带车2完成自身的行走和钻进装置3的运输，钻进装置3具有独立的锚固系统和钻进机构，可不需要履带车2做支撑的情况下独立完成钻孔工作。该钻机同时具有底座式钻机和履带式钻机的优点，能够实施不同高度孔位的施工。

具体结构如下：

(1)操作台1：完成钻进装置3的各种动作的实施；

(2)履带车2：为整个装置提供动力，并完成装置的自行走、运输功能以及高位孔的锚固支撑功能，包括：

1)电动机组件21：将电能转化为机械能，通过液压介质转化液压能，为钻进装置3提供动力，与履带车2相联；

2)油箱组件22：存储液压油并冷却液压油，确保液压油的供给，通过连接件连接到履带车2上；

3)第一连接阀板23：动力装置与钻进装置3的动力接口，通过该接口，实现钻进装置3所需液压能的对接；

4)履带车本体24：履带车24采用宽窄体结构设计，宽体实现电机组件以及油箱组件22的支撑，同时具有抗倾覆功能完成电动机组件21及油箱组件22的支撑，窄体部分完成钻进装置3的支撑；具有完成履带车2以及钻进装置3的行走功能；主要组成如下：

抗倾覆轮241：位于履带车后轮外侧，和履带车驱动轮同步转动，完成履带车2的抗倾覆功能；

支撑板242：同履带行走部分相连，起支撑作用；

履带组件243：完成履带车2的行走；

钻机导向板244：用于钻进装置3与履带车2自动对接装配时的导向；

定位凸台245：完成钻进装置3的纵向定位功能，同时凸台上有螺纹孔，当钻进装置3需要长期在装配下工作时，可通过螺栓与钻进装置3连接成整体，也可通过下锚固装置与下巷道连接实现钻进装置3的固定，且后者由于将钻进装置3直接支撑在下巷道上，避免了对履带车本体24的破坏；

挡板246：当钻进装置3自动对接后，钻进装置3的锁紧板312自动收紧与挡板246形成锁紧机制，从而完成在锁紧机制下钻进装置3的移机；

(3)钻进装置3：具有独立锚固功能，能完成方位角、倾角和高度等多个参数的调整，从而实现各种高度、各种角度孔的施工，由以下几部分组成：

1)底座组件31：为钻进装置3的支撑，具有钻机的下锚固以及方位角的调整功能，同时具有同履带车2自动锁紧的功能，包括：

同步板311：确保锁紧板312同步移动，位于底座314的前端以避免与履带车2干涉，与其相邻的锁紧板312相连；

锁紧板312：同下锚固液压缸313的伸缩端连接，当下锚固液压缸313收回时，同履带车2的挡板246形成自锁功能，从而完成钻进装置3的紧固；

下锚固液压缸313：与底座314和锁紧板312相连；下锚固液压缸313处于最长状态时，底座314位于最高位置，为履带车2的自动进入提供空间；当钻进装置3位于履带车2上方时；下锚固液压缸313回缩，带动锁紧板312回缩，完成钻进装置3与履带车2的自锁；当履带车2从底座314移出后，下锚固装置回缩，可实现底座式钻机的低开孔功能；

底座314：支撑功能，同下锚固液压缸313以及方位角旋转装置315连接，具有同履带车2自动装配的导向槽3141和定位槽3142以及用于与履带车2连接的连接孔；

方位角旋转装置315：连接安装板316和底座314，以实现安装板316与底座314的相对转动，从而调节方位角；

安装板316：同机架组件34相连，以实现对机架组件34的支撑；

2)第二连接阀板32：与第一连接阀板23连接，为动力装置与钻进装置3的动力接口，通过该接口，实现钻进装置3所需液压能的对接；

3)提升架33：完成机架组件34的提升，调整开孔高度，安装在安装板316上；

4)机架组件34：钻进的推进后退工作，安装在提升架33上，其上面安装夹持器35与动力头36；

5)夹持器35：安装在机架组件34上，与动力头36配合实现钻杆的装拆；

6)动力头36：将液压能转化为机械能，实现钻杆的旋转钻进；

7)提升液压缸37：完成孔位高度的调整；

8)倾角回转装置38：调整钻进倾角；

9)上锚固装置39：同下底座组件31一起完成钻机的锚固。

工作过程：

原始状态：钻机地面调试完成后准备下井，履带车2与钻进装置3之间为装配状态；下锚固液压缸313处于回缩状态，与履带车2完成自动锁紧功能。

下井运输：

(1)开机启动，钻进装置3下锚固液压缸313伸长，底座314离开履带车2；

(2)启动履带车2，履带车2向后移动，直至完全移出钻进装置3；

(3)下锚固液压缸313回缩，底座314与地面接触；

(4)关机，按正常要求清除油箱中的液压油；

(5)拆除位于履带车2上的第一连接阀板23与位于钻进装置3上的第二连接阀板32之间的油管；

(6)按操作台1、履带车2以及钻进装置3三部分装车运输。

井下装配移机：

(1)将三部分分别安放到合理位置；

(2)连接两连接阀板之间的油管；

(3)加注液压油，启动钻机；

(4)下锚固液压缸313升起，底座314高于履带车的前段；

(5)履带车2前行插入钻进装置3；

(6)下锚固液压缸313回缩，履带车2与钻进装置3自动装配锁紧；

(7)移动履带车2，将钻进装置3移动到指定位置。

高位打钻：

(1)装载有钻进装置3的履带车2移到指定位置；

(2)钻机锚固：上下锚固液压缸伸出，以实现钻机锚固；

(3)分别启动方位角旋转装置315、倾角回转装置38以及提升液压缸37，按要求定孔位；

(4)启动旋转、推进，完成高位打钻。

低位打钻：

(1)装载有钻进装置3的履带车2移到指定位置；

(2)下锚固液压缸313升起，使底座314高于履带车2；

(3)履带车2移出钻进装置3；

(4)下锚固液压缸313同步回缩，底座314与地面接触；

(5)伸出上下锚固液压缸，完成钻机锚固；

(6)分别启动方位角旋转装置315、倾角回转装置38以及提升液压缸37，按要求定孔位；

(7)启动旋转、推进，完成低位打钻；

(8)上下锚固液压缸回缩；下锚固液压缸313升起，钻进装置3高于履带车2；

(9)履带车2前移至钻进装置3下方；

(10)下锚固液压缸313回缩，并自动装配锁紧；

(11)履带车2前移至指定位置；

(12)重复(2)～(11)，完成低位孔的施工。

本发明采用履带车2与钻进装置3分离的结构形式，且能够在移位过程中自动对接装配，并通过履带车2完成移位功能和完成高位钻孔的锚固支撑功能。钻进装置3用于完成钻孔功能，具有自动调节底座314高度和与履带车2自动对接的功能。履带车2与钻进装置3可自动分解与装配，自动分解后能够实现钻进装置3的低开孔位置的钻进，自动装配后能够实现孔位的移机以及中高位开孔高度的施工。另外，为了避免装置外形扩大，本发明的履带车2采用宽窄体结构，宽体部分完成装备的防倾功能，窄体部分完成与钻进装置3的对接，从而保证整个结构紧凑。

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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种车钻分离式钻机，其特征在于：包括履带车、钻进装置和操作台，履带车包括履带车本体和动力组件；履带车本体包括呈宽体的后段和呈窄体的前段，后段和前段分别用于动力组件和钻进装置的支撑；钻进装置具有自动调节其底座高度和与履带车本体自动对接的功能；钻进装置包括底座组件，底座组件包括底座，底座的底部沿纵向开设有导向槽，底座的两侧设有能够调整底座高度的下锚固装置，底座的上部设有能够绕竖直方向旋转的方位角旋转装置，方位角旋转装置的上部设有安装板，安装板沿横向开设有定位槽，安装板上设有倾角和高度可调的钻进装置本体；前段上设有与导向槽匹配的钻机导向板和与定位槽匹配的定位凸台以实现与钻进装置的对接定位；操作台与钻进装置连接以实现对钻进装置的控制。

2.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述钻进装置具有独立的锚固功能，以及方位角、倾角和高度的调整功能，以实现多种高度、多种角度孔的施工。

3.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述下锚固装置包括设置在底座两侧能够沿竖直方向运动的下锚固液压缸；下锚固液压缸的固定端与底座连接，伸缩端连接有锁紧板，位于底座两侧的锁紧板通过位于底座前侧的同步板连接以保持下锚固液压缸之间伸缩同步。

4.根据权利要求3所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述前段的两侧对应于锁紧板的位置设有挡板，以限制在钻进装置自动对接后跟随下锚固液压缸缩回的锁紧板的位置。

5.根据权利要求4所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述挡板的横截面呈U型或矩形；当挡板的横截面呈U型时，开口朝向前段。

6.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述钻进装置本体包括设置在安装板上方的提升架，提升架连接有提升液压缸以实现其沿竖直方向的运动，提升架上设有机架组件以完成钻进的推进后退工作，机架组件上设有用于调整钻进倾角的倾角回转装置、用于实现钻杆旋转钻进的动力头和与动力头配合实现钻杆装拆的夹持器，机架组件还连接有上锚固装置。

7.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述钻进装置通过设置在定位凸台上的螺栓与前段固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述钻进装置与动力组件之间通过阀板组件连接，以实现利用动力组件为钻进装置的对接提供动力源；阀板组件包括与动力组件连接的第一连接阀板和与钻进装置连接的第二连接阀板，以及与第一连接阀板和第二连接阀板连接的液压管道。

9.根据权利要求1所述的一种车钻分离式钻机，其特征在于：所述履带车本体的后段两侧设有抗倾覆轮或抗倾覆履带，抗倾覆轮或抗倾覆履带与履带车后轮共用同一驱动装置。