CN114856427A - 一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置及其使用方法，属于煤矿钻孔技术领域，包括普通钻杆、第一中心轴和钻头，第一中心轴的一端与普通钻杆的一端相固定连接，且第一中心轴的外侧转动安装有第一套管，第一中心轴的另一端转动安装有第二中心轴，且第二中心轴的外侧固定安装有第二套管，钻头固定安装在第二中心轴的另一端，且第二中心轴与第一中心轴之间通过万向联轴器相转动连接，通过第一液压伸缩杆，便于对第一中心轴和第二中心轴之间的倾斜角度进行调节，便于进行纠偏，并通过无线倾角传感器和位移感应器，便于对钻头行进方向的水平度和在钻孔后孔内壁与第一套管之间的距离进行实时监测，提高钻孔的水平精确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻孔装置，具体为一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置及其使用方法，属于煤矿钻孔技术领域。
背景技术
煤矿井下钻孔是检测瓦斯含量或进行取样的重要手段之一，在煤矿井下长距离钻孔过程中，由于钻机控制精度及钻杆自重的影响，水平钻孔极易向重力方向发生偏移，常常使得钻孔水平度发生倾斜，使得钻头发生偏移，影响钻孔精确度，且现在在进行钻孔时，当钻孔发生偏移后，无法进行及时发现，常常导致钻孔完成后，发现钻孔存在偏移，影响使用，进而需要一种可以在钻孔过程中监测发生偏移，并进行纠偏的装置，提高钻孔的水平度精确性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置及其使用方法，能够在进行钻孔时，实时监测钻孔的水平度是否发生倾斜，且在倾斜后便于进行纠偏，提高钻孔的精确度。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，包括普通钻杆、第一中心轴和钻头，所述第一中心轴的一端与所述普通钻杆的一端相固定连接，且所述第一中心轴的外侧转动安装有第一套管，所述第一套管的中间位置开设有通透孔，且所述第一中心轴插接在所述通透孔的内部，且所述第一中心轴的长度大于所述第一套管的长度，所述第一中心轴的一端固定安装有连接端头，所述第一中心轴通过所述连接端头与所述普通钻杆的一端相固定连接，所述第一中心轴的另一端转动安装有第二中心轴，且所述第二中心轴的外侧固定安装有第二套管，所述第二中心轴的一端贯穿所述第二套管，并延伸至所述第二套管的另一侧，所述钻头固定安装在所述第二中心轴的另一端，且所述第一套管的外表面中间位置上端和下端均固定安装有位移感应器，在进行使用时，由于所述第一套管保持不进行转动，进而便于所述位移感应器感应所述第一套管的上端和下端与钻孔后的孔内壁之间的距离，方便监测所述第一中心轴是否发生偏移，所述第一套管的一端固定安装有第一液压伸缩杆，所述第一液压伸缩杆的一端转动安装有滚珠，所述滚珠的一侧与所述第二套管的一侧相压紧，通过所述滚珠，使得所述第二套管在进行转动时，保证转动的平滑性，便于进行转动，降低磨损，且在对所述第二套管的倾斜角度进行调节时，便于所述滚珠推动所述第二套管，使得所述第二套管发生倾斜，且所述第二套管的另一侧均匀镶嵌安装有无线倾角传感器，所述无线倾角传感器的感应端对向所述钻头的后侧，通过所述无线倾角传感器，便于对所述钻头的钻孔行进方向的水平性进行实时监测，当发生偏差时，方便及时进行纠正所述钻头的行进方向，提高钻孔水平精确性，且所述第一套管与所述第二套管之间以及所述第二套管与所述钻头之间均存在缝隙，通过缝隙，便于对所述第一液压伸缩杆进行安装，且方便对所述第二套管的倾斜角度进行调节，便于调节所述钻头的钻进方向，进而保证钻孔的水平精确度。
优选的，为了便于对所述第一中心轴和所述第二中心轴之间的角度进行调节，所述第一中心轴与所述第二中心轴相接触的一端固定安装有万向联轴器，且所述第一中心轴与所述第二中心轴之间通过所述万向联轴器相转动连接，所述第一套管的外表面中间位置上端和下端均开设有盲孔，所述盲孔的内部固定安装有第二液压伸缩杆，所述位移感应器固定安装在所述第二液压伸缩杆的伸出端，通过所述万向联轴器，便于在调节所述第二中心轴的偏转角度后，使得所述第一中心轴稳定的相所述第二中心轴输送稳定的转动力，且通过所述第二液压伸缩杆，便于调节所述位移传感器与钻孔后内壁之间的距离，方便进行校准。
优选的，为了便于对所述滚珠进行安装，且提高所述第二套管在转动时的稳定性，所述第一套管靠近所述第二套管的一端外侧均匀开设有凹槽，且所述第一液压伸缩杆固定安装在所述凹槽的内部，所述第一液压伸缩杆的伸出端固定安装有球座，且所述滚珠卡接在所述球座的内部，且所述第二套管与所述第一套管相靠近的一侧外侧开设有环形槽，所述滚珠卡接在所述环形槽的内部，所述第二套管上与所述钻头相靠近的一端外侧均匀开设有缺口，且所述无线倾角传感器镶嵌安装在所述缺口的内部，通过所述环形槽，在所述第二套管转动时，使得所述滚珠通过所述环形槽进行转动，提高在所述第二套管进行转动时的稳定性，且便于对所述第二套管的倾斜角度进行调节，在调节后，不影响所述第二套管的转动。
一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置的使用方法为：在进行使用时，将所述第一中心轴通过所述连接端头固定安装在所述普通钻头上，通过外部钻机开启所述普通钻头，使得所述普通钻头带动所述第一中心轴转动，由于所述第一中心轴与所述第一套管为转动连接，在所述第一中心轴转动时，使用外部装置限制所述第一套管不进行转动，所述第一中心轴通过所述万向联轴器带动所述第二中心轴转动，且所述钻头与所述第二中心轴相固定连接，进而使得所述第二中心轴带动所述第二套管和所述钻头转动，使得所述钻头对煤矿进行钻孔，且在使用时，通过所述无线倾角传感器实时检测所述钻头的水平角度，且通过所述位移传感器，实时检测所述第一套管与钻孔后内壁之间的距离，在进行钻孔时，当所述钻头以及所述第一中心轴的中心轴线位置发生偏移时，使得所述无线倾角传感器和所述位移感应器检测的数据发生变化，便于进行检测，在进行纠偏时，通过开启所述第一液压伸缩杆，使得所述球座推动所述滚珠移动，且所述滚珠的另一侧卡接在所述第二套管上的所述环形槽内部，进而通过调节不同位置所述第一液压伸缩杆的伸出长度，使得所述第二中心轴通过所述万向联轴器在所述第一中心轴上进行倾斜，对所述钻头的钻进方向进行调节，且通过所述滚珠和在所述第二套管上开设所述环形槽，使得所述第二套管在进行转动时的平滑性，方便对钻进的方向进行调节，进而实现煤矿井下钻孔的水平度纠偏。
本发明的有益效果是：本发明通过采用第一中心轴和第二中心轴，且第二中心轴与第一中心轴之间通过万向联轴器相转动连接通过第一液压伸缩杆，便于对第一中心轴和第二中心轴之间的倾斜角度进行调节，进而便于对钻头的钻进方向进行纠偏，并通过无线倾角传感器和位移感应器，便于对钻头行进方向的水平度和在钻孔后孔内壁与第一套管之间的距离进行实时监测，提高钻孔的水平精确性，便于在钻孔行进中，进行纠偏。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中去掉普通钻头后的整体结构示意图。
图3为本发明的正剖视图。
图4为本发明中第一套管的整体结构示意图。
图5为本发明中局部的放大后的结构示意图。
图6为本发明另一个角度局部放大后的结构示意图。
图中：1、普通钻头，2、第一中心轴，3、钻头，4、第一套管，5、第二中心轴，6、第二套管，7、位移感应器，8、第一液压伸缩杆，9、滚珠，10、无线倾角传感器，11、通透孔，12、连接端头，13、万向联轴器，14、盲孔，15、第二液压伸缩杆，16、凹槽，17、球座，18、环形槽，19、缺口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置及其使用方法，包括普通钻杆1、第一中心轴2和钻头3，第一中心轴2的一端与普通钻杆1的一端相固定连接，且第一中心轴2的外侧转动安装有第一套管4，第一套管4的中间位置开设有通透孔11，且第一中心轴2插接在通透孔11的内部，且第一中心轴2的长度大于第一套管4的长度，第一中心轴2的一端固定安装有连接端头12，第一中心轴2通过连接端头12与普通钻杆1的一端相固定连接，第一中心轴2的另一端转动安装有第二中心轴5，且第二中心轴5的外侧固定安装有第二套管6，第二中心轴5的一端贯穿第二套管6，并延伸至第二套管6的另一侧，钻头3固定安装在第二中心轴5的另一端，且第一套管4的外表面中间位置上端和下端均固定安装有位移感应器7，在进行使用时，由于第一套管4保持不进行转动，进而便于位移感应器7感应第一套管4的上端和下端与钻孔后的孔内壁之间的距离，方便监测第一中心轴2是否发生偏移，第一套管4的一端固定安装有第一液压伸缩杆8，第一液压伸缩杆8的一端转动安装有滚珠9，滚珠9的一侧与第二套管6的一侧相压紧，通过滚珠9，使得第二套管6在进行转动时，保证转动的平滑性，便于进行转动，降低磨损，且在对第二套管6的倾斜角度进行调节时，便于滚珠9推动第二套管6，使得第二套管6发生倾斜，且第二套管6的另一侧均匀镶嵌安装有无线倾角传感器10，无线倾角传感器10的感应端对向钻头3的后侧，通过无线倾角传感器10，便于对钻头3的钻孔行进方向的水平性进行实时监测，当发生偏差时，方便及时进行纠正钻头3的行进方向，提高钻孔水平精确性，且第一套管4与第二套管6之间以及第二套管6与钻头3之间均存在缝隙，通过缝隙，便于对第一液压伸缩杆8进行安装，且方便对第二套管6的倾斜角度进行调节，便于调节钻头3的钻进方向，进而保证钻孔的水平精确度。
作为本发明的一种技术优化方案，如图5所示，第一中心轴2与第二中心轴5相接触的一端固定安装有万向联轴器13，且第一中心轴2与第二中心轴5之间通过万向联轴器13相转动连接，第一套管4的外表面中间位置上端和下端均开设有盲孔14，盲孔14的内部固定安装有第二液压伸缩杆15，位移感应器7固定安装在第二液压伸缩杆15的伸出端，通过万向联轴器13，便于在第一中心轴2与第二中心轴5之间存在夹角后，具有稳定的转动效果，且通过第二液压伸缩杆15，便于对位移感应器7进行校准。
作为本发明的一种技术优化方案，如图6所示，第一套管4靠近第二套管6的一端外侧均匀开设有凹槽16，且第一液压伸缩杆8固定安装在凹槽16的内部，第一液压伸缩杆8的伸出端固定安装有球座17，且滚珠9卡接在球座17的内部，且第二套管6与第一套管4相靠近的一侧外侧开设有环形槽18，滚珠9卡接在环形槽18的内部，第二套管6上与钻头3相靠近的一端外侧均匀开设有缺口19，且无线倾角传感器10镶嵌安装在缺口19的内部，通过环形槽18，提高第二套管6在转动时的稳定性，且在纠偏后，不影响第二套管6的转动。
使用方法：在进行使用时，将第一中心轴2通过连接端头12固定安装在普通钻头1上，通过外部钻机开启普通钻头1，使得普通钻头1带动第一中心轴2转动，由于第一中心轴2与第一套管4为转动连接，在第一中心轴2转动时，使用外部装置限制第一套管4不进行转动，第一中心轴2通过万向联轴器13带动第二中心轴5转动，且钻头3与第二中心轴5相固定连接，进而使得第二中心轴5带动第二套管6和钻头3转动，使得钻头3对煤矿进行钻孔，且在使用时，通过无线倾角传感器10实时检测钻头3的水平角度，且通过位移传感器7，实时检测第一套管4与钻孔后内壁之间的距离，在进行钻孔时，当钻头3以及第一中心轴2的中心轴线位置发生偏移时，使得无线倾角传感器10和位移感应器7检测的数据发生变化，便于进行检测，在进行纠偏时，通过开启第一液压伸缩杆8，使得球座17推动滚珠9移动，且滚珠9的另一侧卡接在第二套管6上的环形槽18内部，进而通过调节不同位置第一液压伸缩杆8的伸出长度，使得第二中心轴5通过万向联轴器13在第一中心轴2上进行倾斜，对钻头3的钻进方向进行调节，且通过滚珠9和在第二套管6上开设环形槽18，使得第二套管6在进行转动时的平滑性，方便对钻进的方向进行调节，进而实现煤矿井下钻孔的水平度纠偏。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：包括普通钻杆(1)、第一中心轴(2)和钻头(3)，所述第一中心轴(2)的一端与所述普通钻杆(1)的一端相固定连接，且所述第一中心轴(2)的外侧转动安装有第一套管(4)，所述第一中心轴(2)的另一端转动安装有第二中心轴(5)，且所述第二中心轴(5)的外侧固定安装有第二套管(6)，所述第二中心轴(5)的一端贯穿所述第二套管(6)，并延伸至所述第二套管(6)的另一侧，所述钻头(3)固定安装在所述第二中心轴(5)的另一端，且所述第一套管(4)的外表面中间位置上端和下端均固定安装有位移感应器(7)，所述第一套管(4)的一端固定安装有第一液压伸缩杆(8)，所述第一液压伸缩杆(8)的一端转动安装有滚珠(9)，所述滚珠(9)的一侧与所述第二套管(6)的一侧相压紧，且所述第二套管(6)的另一侧均匀镶嵌安装有无线倾角传感器(10)，所述无线倾角传感器(10)的感应端对向所述钻头(3)的后侧。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第一套管(4)的中间位置开设有通透孔(11)，且所述第一中心轴(2)插接在所述通透孔(11)的内部，且所述第一中心轴(2)的长度大于所述第一套管(4)的长度，所述第一中心轴(2)的一端固定安装有连接端头(12)，所述第一中心轴(2)通过所述连接端头(12)与所述普通钻杆(1)的一端相固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第一中心轴(2)与所述第二中心轴(5)相接触的一端固定安装有万向联轴器(13)，且所述第一中心轴(2)与所述第二中心轴(5)之间通过所述万向联轴器(13)相转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第一套管(4)的外表面中间位置上端和下端均开设有盲孔(14)，所述盲孔(14)的内部固定安装有第二液压伸缩杆(15)，所述位移感应器(7)固定安装在所述第二液压伸缩杆(15)的伸出端。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第一套管(4)靠近所述第二套管(6)的一端外侧均匀开设有凹槽(16)，且所述第一液压伸缩杆(8)固定安装在所述凹槽(16)的内部，所述第一液压伸缩杆(8)的伸出端固定安装有球座(17)，且所述滚珠(9)卡接在所述球座(17)的内部，且所述第二套管(6)与所述第一套管(4)相靠近的一侧外侧开设有环形槽(18)，所述滚珠(9)卡接在所述环形槽(18)的内部。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第二套管(6)上与所述钻头(3)相靠近的一端外侧均匀开设有缺口(19)，且所述无线倾角传感器(10)镶嵌安装在所述缺口(19)的内部。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置，其特征在于：所述第一套管(4)与所述第二套管(6)之间以及所述第二套管(6)与所述钻头(3)之间均存在缝隙。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下钻孔的水平度监测纠偏装置的使用方法，其特征在于：在进行使用时，将所述第一中心轴(2)通过所述连接端头(12)固定安装在所述普通钻头(1)上，通过外部钻机开启所述普通钻头(1)，使得所述普通钻头(1)带动所述第一中心轴(2)转动，由于所述第一中心轴(2)与所述第一套管(4)为转动连接，在所述第一中心轴(2)转动时，使用外部装置限制所述第一套管(4)不进行转动，所述第一中心轴(2)通过所述万向联轴器(13)带动所述第二中心轴(5)转动，且所述钻头(3)与所述第二中心轴(5)相固定连接，进而使得所述第二中心轴(5)带动所述第二套管(6)和所述钻头(3)转动，使得所述钻头(3)对煤矿进行钻孔，且在使用时，通过所述无线倾角传感器(10)实时检测所述钻头(3)的水平角度，且通过所述位移传感器(7)，实时检测所述第一套管4与钻孔后内壁之间的距离，在进行钻孔时，当所述钻头(3)以及所述第一中心轴(2)的中心轴线位置发生偏移时，使得所述无线倾角传感器(10)和所述位移感应器(7)检测的数据发生变化，便于进行检测，在进行纠偏时，通过开启所述第一液压伸缩杆(8)，使得所述球座(17)推动所述滚珠(9)移动，且所述滚珠(9)的另一侧卡接在所述第二套管(6)上的所述环形槽(18)内部，进而通过调节不同位置所述第一液压伸缩杆(8)的伸出长度，使得所述第二中心轴(5)通过所述万向联轴器(13)在所述第一中心轴(2)上进行倾斜，对所述钻头(3)的钻进方向进行调节，且通过所述滚珠(9)和在所述第二套管(6)上开设所述环形槽(18)，使得所述第二套管(6)在进行转动时的平滑性，方便对钻进的方向进行调节，进而实现煤矿井下钻孔的水平度纠偏。
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|---|---|---|---|---|
| CN115874613A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-03-31 | 江苏建院营造股份有限公司 | 一种超前斜向螺纹扩大体复合桩、施工设备及其施工工艺 |
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| CN115874613B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-09-29 | 江苏建院营造股份有限公司 | 一种超前斜向螺纹扩大体复合桩、施工设备及其施工工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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