CN115492535B - 一种联合防掉钻配套装备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联合防掉钻配套装备及方法，包括提升机组、钢丝绳、固定扣、钻杆、夹持卡盘以及防掉钻装置，夹持卡盘用于钻杆的安装、拆卸以及打钻与提钻，防掉钻装置包括自动液压卡钳装置与马蹄形防掉钻螺栓；所述固定扣与巷道顶板相连，其下方依次连接定滑轮组、马蹄形防掉钻螺栓、#1钻杆、#2钻杆以及设置在#2钻杆与钻孔交界处的自动液压卡钳装置，所述钢丝绳一端连接提升机组，另一端穿过定滑轮组与马蹄形防掉钻螺栓相连。通过将马蹄形防掉钻螺栓与钻杆相连，有效地防止了在打钻与提钻过程中掉钻现象的发生，自动液压卡钳装置用以固定钻孔处的钻杆，防止钻孔处钻杆无固定装置而发生掉钻，大幅度地降低了掉钻率，提升了经济效益。
Description
技术领域
本发明专利涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种联合防掉钻配套装备及方法。
背景技术
我国煤矿开采过程中需要大量的勘探井和瓦斯抽采井，进行简便高效地打钻及提升钻杆，然而在打钻与提钻过程中掉钻现象时有发生，防止掉钻，对提高钻孔的成孔率以及提升煤矿生产企业的经济效益具有重大价值。
目前而言，钻井打钻与提钻过程中仅仅依靠钻井平台的夹持卡盘夹持钻杆，而钻杆形状皆为柱状，钻杆表面与夹持卡盘容易出现贴合不紧的情况，加之钻杆表面多有水份，此时极易发生掉钻现象。同时，在打钻时，打入一根钻杆后，新钻杆由夹持卡盘固定后需要与刚刚打入的钻杆首尾连接，由于刚刚打入的钻杆没有固定装置，在安装新钻杆和连接新钻杆与已打入钻杆时，已打入钻杆很有可能会出现掉钻现象，在提钻时也存在钻孔处钻杆无固定装置而发生掉钻的情况。一旦发生掉钻，打捞钻头将会是一件费时费力且难度极大的任务，还会造成极大的经济损失。因此，亟待提出一种煤矿巷道钻井打钻、提钻过程中防掉钻的联合防掉钻配套装备及方法。
发明内容
针对现有设备和方法钻井过程中存在容易出现掉钻的问题和局限性，本发明提供一种联合防掉钻配套装备及方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种联合防掉钻配套装备，包括提升机组、钢丝绳、固定扣、钻杆、夹持卡盘以及防掉钻装置，防掉钻装置包括马蹄形防掉钻螺栓与自动液压卡钳装置，夹持卡盘用于钻杆的安装、拆卸以及打钻与提钻，所述固定扣与巷道顶板相连，其下方依次连接定滑轮组、马蹄形防掉钻螺栓、#1钻杆、#2钻杆以及设置在#2钻杆与钻孔交界处的自动液压卡钳装置，所述钢丝绳一端连接提升机组，另一端穿过定滑轮组与马蹄形防掉钻螺栓相连。
在煤矿巷道打钻与提钻过程中，联合防掉钻配套装备的使用包括如下步骤：
S1打钻前，首先将马蹄形防掉钻螺栓拧入待固定的#2钻杆防止其在固定过程中掉钻，然后启动#1夹持卡盘和#2夹持卡盘对#2钻杆进行固定；
S2打钻时，启动#1夹持卡盘进行打钻作业，当#2钻杆进入钻孔后，先调节自动液压卡钳装置以使其夹紧#2钻杆防止其掉钻，然后对与#2钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓进行拆卸，最后将马蹄形防掉钻螺栓拧入待固定的#1钻杆；
S3以此类推完成预定位置的打钻作业，同时防止了打钻过程中掉钻现象的发生；
S4打钻作业完成后，启动#1夹持卡盘进行提钻作业，将#1钻杆和#2钻杆提升到固定位置后，先启动自动液压卡钳装置以使其夹紧位于钻孔处的#2钻杆防止其掉钻，然后对与#2钻杆上部相连的#1钻杆进行拆卸；
S5启动提升机组将#1钻杆吊放至指定位置，对与#1钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓进行拆卸后将其拧入待提升的#2钻杆，启动自动液压卡钳装置松开#2钻杆，然后提升#2钻杆；
S6重复以上步骤进行提钻作业，进而可降低提钻过程中的掉钻率。
优选的，所述自动液压卡钳装置由卡钳、调距转轴、液压杆及操作台组成，该装置在保证钻孔处已打入钻杆稳定性的同时，还可防止掉钻现象的发生。
优选的，在钻杆进入钻孔前，其均需穿过自动液压卡钳装置的卡钳，所述卡钳用以固定钻孔处的钻杆，防止钻孔处已打入的钻杆在马蹄形防掉钻螺栓拆卸后因无固定装置而导致掉钻现象的发生；所述操作台可以控制调距转轴和液压杆，在钻杆穿过卡钳时，所述调距转轴能对卡钳的开口大小进行控制，所述液压杆用于调节卡钳与地面的角度，保证了钻杆的顺利穿过。
优选的，所述马蹄形防掉钻螺栓由马蹄形圆环和螺钉组成，所述夹持卡盘包括#1夹持卡盘和#2夹持卡盘，所述马蹄形防掉钻螺栓的提升与下放由与其相连的提升机组控制，所述自动提升机组的提升速度以及夹持卡盘安装与拆卸钻杆的速度受钻井平台控制；在#1夹持卡盘和#2夹持卡盘安装、拆卸钻杆以及#1夹持卡盘进行打钻与提钻时，与钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓能防止掉钻现象的发生。
由于采用上述的技术方案，本发明专利的有益效果是：
本发明提供的防掉钻装置包括马蹄形防掉钻螺栓和自动液压卡钳装置。与钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓在#1夹持卡盘和#2夹持卡盘安装与拆卸钻杆时能有效防止掉钻现象的发生，同时在#1夹持卡盘进行打钻与提钻时，马蹄形防掉钻螺栓解决了钻杆与夹持卡盘夹持不牢固导致的掉钻问题；自动液压卡钳装置用以固定钻孔处的钻杆，解决了钻孔处已打入钻杆在马蹄形防掉钻螺栓拆卸后因无固定装置而导致的掉钻问题；在矿井打钻与提钻过程中，通过马蹄形防掉钻螺栓与自动液压卡钳装置的协调配合，大幅度地降低了掉钻率，提升了经济效益。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为马蹄形防掉螺栓放大结构示意图；
图3为自动液压卡钳装置放大结构示意图；
图示标记，1、马蹄形防掉钻螺栓；2、钢丝绳；3、定滑轮组；4、固定扣；5、#1夹持卡盘；6、自动液压卡钳装置；7、#1钻杆；8、锚索；9、巷道顶板；10、#2钻杆；11、钻孔；12、#2夹持卡盘；13、自动提升机组；14、钻井平台；101、马蹄形圆环；102、螺钉；601、卡钳；602、调距转轴；603、液压杆；604、操作台。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
下面将结合附图进一步说明本发明的具体实施方法。
如图1-图3所示，包括提升机组13、钢丝绳2、固定扣4、钻杆、夹持卡盘以及防掉钻装置，防掉钻装置包括马蹄形防掉钻螺栓1与自动液压卡钳装置6，夹持卡盘用于钻杆的安装、拆卸以及打钻与提钻，所述固定扣4与巷道顶板10相连，其下方依次连接定滑轮组3、马蹄形防掉钻螺栓1、#1钻杆7、#2钻杆10以及设置在#2钻杆10与钻孔11交界处的自动液压卡钳装置6，所述钢丝绳2一端连接提升机组13，另一端穿过定滑轮组3与马蹄形防掉钻螺栓1相连；
在煤矿巷道打钻与提钻过程中，联合防掉钻配套装备的使用包括如下步骤：
S1打钻前，首先将马蹄形防掉钻螺栓1拧入待固定的#2钻杆10防止其在固定过程中掉钻，然后启动#1夹持卡盘5和#2夹持卡盘12对#2钻杆10进行固定；
S2打钻时，启动#1夹持卡盘5进行打钻作业，当#2钻杆10进入钻孔11后，先调节自动液压卡钳装置6以使其夹紧#2钻杆10防止其掉钻，然后对与#2钻杆10相连的马蹄形防掉钻螺栓1进行拆卸，最后将马蹄形防掉钻螺栓1拧入待固定的#1钻杆7；
S3以此类推完成预定位置的打钻作业，同时防止了打钻过程中掉钻现象的发生；
S4打钻作业完成后，启动#1夹持卡盘5进行提钻作业，将#1钻杆7和#2钻杆10提升到固定位置后，先启动自动液压卡钳装置6以使其夹紧位于钻孔11处的#2钻杆10防止其掉钻，然后对与#2钻杆10上部相连的#1钻杆7进行拆卸；
S5启动提升机组13将#1钻杆7吊放至指定位置，对与#1钻杆7相连的马蹄形防掉钻螺栓1进行拆卸后将其拧入待提升的#2钻杆10，启动自动液压卡钳装置6松开#2钻杆10，然后提升#2钻杆10；
S6重复以上步骤进行提钻作业，进而可降低提钻过程中的掉钻率。
进一步优化方案，所述自动液压卡钳装置6由卡钳601、调距转轴602、液压杆603及操作台604组成，该装置在保证钻孔11处已打入钻杆稳定性的同时，还可防止掉钻现象的发生；
进一步优化方案，在钻杆进入钻孔11前，其均需穿过自动液压卡钳装置6的卡钳601，所述卡钳601用以固定钻孔11处的钻杆，防止钻孔11处已打入的钻杆在马蹄形防掉钻螺栓1拆卸后因无固定装置而导致掉钻现象的发生；
进一步优化方案，所述操作台604可以控制调距转轴602和液压杆603，在钻杆穿过卡钳601时，所述调距转轴602能对卡钳601的开口大小进行控制，所述液压杆603用于调节卡钳601与地面的角度，保证了钻杆的顺利穿过。
进一步优化方案，所述马蹄形防掉钻螺栓1由马蹄形圆环101和螺钉102组成，所述夹持卡盘包括#1夹持卡盘5和#2夹持卡盘12，所述马蹄形防掉钻螺栓1的提升与下放由与其相连的自动提升机组13控制，所述自动提升机组13的提升速度以及夹持卡盘安装与拆卸钻杆的速度受钻井平台14控制；在#1夹持卡盘5和#2夹持卡盘12安装、拆卸钻杆以及#1夹持卡盘5进行打钻与提钻时，与钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓1能防止掉钻现象的发生。
本实施例具有以下作用：
本发明提供的防掉钻装置包括马蹄形防掉钻螺栓1和自动液压卡钳装置6。与钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓1在#1夹持卡盘5和#2夹持卡盘12安装与拆卸钻杆时能有效防止掉钻现象的发生，同时在#1夹持卡盘5进行打钻与提钻时，马蹄形防掉钻螺栓1解决了钻杆与夹持卡盘夹持不牢固导致的掉钻问题；自动液压卡钳装置6用以固定钻孔11处的钻杆，解决了钻孔11处已打入钻杆在马蹄形防掉钻螺栓(3)马蹄形防掉钻螺栓1拆卸后因无固定装置而导致的掉钻问题；在矿井打钻与提钻过程中，通过马蹄形防掉钻螺栓1与自动液压卡钳装置6的协调配合，大幅度地降低了掉钻率，提升了经济效益。
至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (5)
1.一种联合防掉钻配套装备，其特征在于，包括提升机组(13)、钢丝绳(2)、固定扣(4)、钻杆、夹持卡盘以及防掉钻装置；防掉钻装置包括马蹄形防掉钻螺栓(1)与自动液压卡钳装置(6)，夹持卡盘包括#1夹持卡盘(5)和#2夹持卡盘(12)，夹持卡盘用于钻杆的安装、拆卸以及打钻与提钻，所述固定扣(4)与巷道顶板(10)相连，其下方依次连接定滑轮组(3)、马蹄形防掉钻螺栓(1)、#1钻杆(7)、#2钻杆(10)以及设置在#2钻杆(10)与钻孔(11)交界处的自动液压卡钳装置(6)，所述钢丝绳(2)一端连接提升机组(13)，另一端穿过定滑轮组(3)与马蹄形防掉钻螺栓(1)相连；
所述的自动液压卡钳装置(6)由卡钳(601)、调距转轴(602)、液压杆(603)及操作台(604)组成；
在煤矿巷道打钻与提钻过程中，联合防掉钻配套装备的使用包括如下步骤：
S1打钻前，首先将马蹄形防掉钻螺栓(1)拧入待固定的#2钻杆(10)防止其在固定过程中掉钻，然后启动#1夹持卡盘(5)和#2夹持卡盘(12)对#2钻杆(10)进行固定；
S2打钻时，启动#1夹持卡盘(5)进行打钻作业，当#2钻杆(10)进入钻孔(11)后，先调节自动液压卡钳装置(6)以使其夹紧#2钻杆(10)防止其掉钻，然后对与#2钻杆(10)相连的马蹄形防掉钻螺栓(1)进行拆卸，最后将马蹄形防掉钻螺栓(1)拧入待固定的#1钻杆(7)；
S3以此类推完成预定位置的打钻作业，同时防止了打钻过程中掉钻现象的发生；
S4打钻作业完成后，启动#1夹持卡盘(5)进行提钻作业，将#1钻杆(7)和#2钻杆(10)提升到固定位置后，先启动自动液压卡钳装置(6)以使其夹紧位于钻孔(11)处的#2钻杆(10)防止其掉钻，然后对与#2钻杆(10)上部相连的#1钻杆(7)进行拆卸；
S5启动提升机组(13)将#1钻杆(7)吊放至指定位置，对与#1钻杆(7)相连的马蹄形防掉钻螺栓(1)进行拆卸后将其拧入待提升的#2钻杆(10)，启动自动液压卡钳装置(6)松开#2钻杆(10)，然后提升#2钻杆(10)；
S6重复以上步骤进行提钻作业，进而可降低提钻过程中的掉钻率。
2.根据权利要求书1所述一种联合防掉钻配套装备，其特征在于：所述自动液压卡钳装置(6)在保证钻孔(11)处已打入钻杆稳定性的同时，还可防止掉钻现象的发生。
3.根据权利要求书1所述一种联合防掉钻配套装备，其特征在于：在钻杆进入钻孔(11)前，其均需穿过自动液压卡钳装置(6)的卡钳(601)，所述卡钳(601)用以固定钻孔(11)处的钻杆，防止钻孔(11)处已打入的钻杆在马蹄形防掉钻螺栓(1)拆卸后因无固定装置而导致掉钻现象的发生。
4.根据权利要求书1所述一种联合防掉钻配套装备，其特征在于：所述操作台(604)可以控制调距转轴(602)和液压杆(603)，在钻杆穿过卡钳(601)时，所述调距转轴(602)能对卡钳(601)的开口大小进行控制，所述液压杆(603)用于调节卡钳(601)与地面的角度，保证了钻杆的顺利穿过。
5.根据权利要求书1所述一种联合防掉钻配套装备，其特征在于：所述马蹄形防掉钻螺栓(1)由马蹄形圆环(101)和螺钉(102)组成，所述马蹄形防掉钻螺栓(1)的提升与下放由与其相连的自动提升机组(13)控制，所述自动提升机组(13)的提升速度以及夹持卡盘安装与拆卸钻杆的速度受钻井平台(14)控制；在#1夹持卡盘(5)和#2夹持卡盘(12)安装、拆卸钻杆以及#1夹持卡盘(5)进行打钻与提钻时，与钻杆相连的马蹄形防掉钻螺栓(1)能防止掉钻现象的发生。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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