CN110905420B - 一种大孔径卸压钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大孔径卸压钻机，包括移动基座、轨道单元；在轨道单元上设有机械运动部；机械运动部包括：工作端头；所述工作端头同侧的轨道单元上横向固定空心梁状的前虎钳；工作端头上设有环形的圈梁，且前虎钳两侧分别设有拆卸装置；轨道单元上设有拆卸钻杆的后虎钳，以及用于托举钻杆的托架；所述托架的中心在工作端头至前虎钳的轴线上。有益效果：通过不同结构的前虎钳、托架和后虎钳不仅可以实现对钻杆的推送钻孔，还可以实现自动拆卸，节省了人力，提高了工作效率。利用机械化的操作，可以使用超过人力承受范围的大直径钻杆，为泄压钻机的效率提高了一个档次。

Description

一种大孔径卸压钻机

技术领域

本发明涉及矿山机械领域，具体涉及一种大孔径卸压钻机。

背景技术

随着煤矿开采深度和强度的增加，冲击地压越来越频繁，由此造成的损失也越来越大，目前煤矿防冲的主要措施之一是在煤层中钻孔以释放煤层压力，常使用泄压钻机进行泄压工作。目前已知的泄压钻机大多仅包括直线推送的工作部分、扭矩输出的动力部分，以及钻入岩层的钻杆，由于所需要泄压的位置在地底较深处，所以一般钻机都是采用多节首位组装的方式钻孔泄压，利用钻杆上的螺旋叶片，对岩层钻孔。

但是由于所需要钻孔的纵深较大，需要的钻杆数量也多，这就使得需要对每一节钻杆都有组装和拆卸的工作环节。由于在地下施工的场所有限，使得目前泄压钻机的钻杆在拼接和拆卸时还需要人工完成。由于人工能力有限，所使用的钻杆尺寸和重量都不大，这导致钻孔较小且深度不大，还要求操作人员必须在钻机附近工作。

发明内容

为了解决传统泄压钻机在安装和拆卸钻杆时的带来不便的问题，本发明提供一种大孔径卸压钻机。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种大孔径卸压钻机，包括移动基座，以及与移动基座回转支撑连接的轨道单元；在轨道单元上设有往复运动的机械运动部；所述机械运动部包括：输出扭矩的工作端头；

所述工作端头同侧的轨道单元上横向固定空心梁状的前虎钳；工作端头同轴的前虎钳上设有环形的圈梁，且前虎钳两侧的空心梁内分别设有分离钻杆连接的拆卸装置；与工作端头至圈梁中心轴线平行的轨道单元上设有拆卸钻杆的后虎钳，以及用于托举钻杆的托架；所述托架的中心在工作端头至前虎钳的轴线上；

所述后虎钳包括：设在轨道单元内的U形后虎钳座，在后虎钳座U形底部的两侧分别铰接第一钳杆和第二钳杆，所述第一钳杆上固定的第一滑动销与第二钳杆内的第一腰孔滑动连接，所述第一钳杆或第二钳杆与后虎钳座底部之间铰接着撑开后虎钳的第一支撑缸。

进一步地，所述托架呈长弧形板的凹槽。

进一步地，所述托架包括：设在轨道单元内的U形托架座，在托架座U形底部的两侧分别铰接第一托杆和第二托杆，所述第一托杆上固定的第二滑动销与第二托杆内的第二腰孔滑动连接，所述第一托杆或第二托杆与托架座底部之间铰接着撑开托架的第二支撑缸；第一托杆和第二托杆的两个自由端为长弧形板结构。

进一步地，所述拆卸装置包括：分设在后虎钳横梁两侧的第一推拉油缸和第二推拉油缸，且第一推拉油缸和第二推拉油缸的伸缩端相对设置。

进一步地，第一推拉油缸和第二推拉油缸的伸缩端分别铰接着第一推块和第二推块。

进一步地，所述圈梁的下方通过支撑块与轨道单元可拆卸连接。

进一步地，所述第一钳杆和第二钳杆的两个自由端分别设有第一压块和第二压块。

进一步地，所述后虎钳至前虎钳的距离与钻杆自身两端的解锁销距离一致。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过不同结构的前虎钳、托架和后虎钳不仅可以实现对钻杆的推送钻孔，还可以实现自动拆卸，节省了人力，提高了工作效率。利用机械化的操作，可以使用超过人力承受范围的大直径钻杆，为泄压钻机的效率提高了一个档次。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中后虎钳的结构示意图；

图3为本发明中托架的结构示意图；

图4为本发明中前虎钳的结构示意图。

图中，1移动基座、11回转支撑、2轨道单元、3机械运动部、4工作端头、50后虎钳座、51第一钳杆、511第一滑动销、512第一压块、52第二钳杆、521第一腰孔、522第二压块、53第一支撑缸、60托架座、61第一托杆、611第二滑动销、62第二托杆、621第二腰孔、63第二支撑缸、7前虎钳、71圈梁、72第一推拉油缸、721第一推块、73第二推拉油缸、731第二推块、74支撑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种大孔径卸压钻机，包括移动基座1，其中移动基座1的具体结构是目前已知的车辆底盘，主要用于泄压钻机的移动；还包括：与移动基座1回转支撑11连接的轨道单元2。其中，轨道单元2的结构是目前现有技术中泄压钻机中将钻杆前腿推的结构。在目前现有技术中，轨道单元2上设有往复运动的机械运动部3，其中机械运动部3的主要作用是利用轨道单元2将钻杆前推动，迫使钻杆可以直接进去岩层内，同时利用机械运动部3中扭矩输出部分，利用扭矩将钻杆对岩层进行钻孔。在目前的泄压钻机中，所述机械运动部3包括：输出扭矩的工作端头4，一般扭矩输出的工作端头4包括液压或者其他动力驱动的转盘。

如图4所示，为了解决背景技术中提到的：人工对每一节钻杆都需要安装和拆卸，劳动强度大等问题，在所述工作端头4同侧的轨道单元2上横向固定空心梁状的前虎钳7。为了减少整个钻机的长度，一般将前虎钳7设在轨道单元2的端部。其中工作端头4同轴的前虎钳7上设有环形的圈梁71，且前虎钳7两侧的空心梁内分别设有分离钻杆连接的拆卸装置。

该圈梁71的作用不仅用于让钻杆穿过，其另一个主要作用是为了减少或避免如下的情形：钻机在工作中，多个深入岩层且首位连接的钻杆会由于自重而使得最终的钻孔偏离目标位置，而设有的圈梁71会利用自身的圆形限制钻杆产生过多的偏离。为了支撑圈梁71，所述圈梁71的下方通过支撑块74与轨道单元2可拆卸连接。

如图4，为了便于连接好的钻杆拆卸，在前虎钳7的两侧还设有拆卸装置，其中拆卸装置主要包括：所述拆卸装置包括：分设在前虎钳7横梁两侧的第一推拉油缸72和第二推拉油缸73，且第一推拉油缸72和第二推拉油缸73的伸缩端相对设置。进一步地，第一推拉油缸72和第二推拉油缸73的伸缩端分别铰接着第一推块721和第二推块731。对于已经退出的钻杆，需要拆卸可以用第一推拉油缸72和第二推拉油缸73同时像圈梁71内挤压，使得圈梁71内钻杆连接处的开关被打开，然后可以使得两个钻杆分离。其中，后虎钳至前虎钳7的距离与钻杆自身两端的解锁销距离一致。

为了便于连接的钻杆与工作端头4拆卸，与工作端头4至圈梁71中心轴线平行的轨道单元2上设有拆卸钻杆的后虎钳。其中，后虎钳的具体结构可以如图2，所述后虎钳包括：设在轨道单元2内的U形后虎钳座50，在后虎钳座50U形底部的两侧分别铰接第一钳杆51和第二钳杆52，所述第一钳杆51上固定的第一滑动销511与第二钳杆52内的第一腰孔521滑动连接，所述第一钳杆51或第二钳杆52与后虎钳座50底部之间铰接着撑开后虎钳的第一支撑缸53。为了实现第一支撑缸53撑开前虎钳，需要让第一支撑缸53的底部安装位置不能与顶部的安装位置在同侧，避免作用力发生“死区”。较好的可以如图2所示，第一支撑缸53的两端分别铰接在第一钳杆51和第二钳杆52的根部；第一支撑缸53的两端还可以铰接第二钳杆52和第一钳杆51的根部。

以图2为例，当第一支撑缸53伸长后，会挤压第二钳杆52，使得第一腰孔521出现了滑动，进而让整个前虎钳发生剪切效应；同时，由于所述第一钳杆51和第二钳杆52的两个自由端分别设有第一压块512和第二压块522，可以利用其挤压作用力实现钻杆与工作端头4的分离。

为了便于后端钻杆与前端钻杆的对中，还设有用于托举钻杆的托架；其中，所述托架的中心在工作端头4至前虎钳7的轴线上；一般，所述托架呈长弧形板的凹槽。其中，托架的具体结构可以如图3所示，所述托架包括：设在轨道单元2内的U形托架座60，在托架座60U形底部的两侧分别铰接第一托杆61和第二托杆62，所述第一托杆61上固定的第二滑动销611与第二托杆62内的第二腰孔621滑动连接，所述第一托杆61或第二托杆62与托架座60底部之间铰接着撑开托架的第二支撑缸63；第一托杆61和第二托杆62的两个自由端为长弧形板结构。

如图3所示，托架的工作原理与前虎钳类似，但是托架上是长的弧形板结构，这种可以升降的结构不仅具有良好的对中心效果，在拆卸钻杆时，也可保证钻杆不至于坠落砸向钻机。

如图1、图2、图3和图4所示，对煤壁钻孔时，钻杆由机械手抓取至托盘上，利用第二支撑缸63的伸缩使钻杆与工作端头4至圈梁71之间的轴线共线，然后，将第一节钻杆放置在托架上。将工作端头4与钻杆传动连接，然后利用工作端头4将钻杆推送至岩层内。工作端头4在从轨道单元2的一端移动到另一端后，完成了第一节钻杆的推送，此时启动前虎钳中的第一推拉油缸72和第二推拉油缸73，进而让第一节钻杆裸露的末端与工作端头4分离。

在让工作端头4后推到位后，再放入第二节钻杆，并且让第二节钻杆与第一节裸露端传动连接，同时与工作端头4传动连接，再次利用扭矩完成第二节的推送。

将完成钻孔后，将钻杆的拆卸可以通过上述工作过程的反操作即可完成。不同之处在于，在工作端头4拉出一节钻杆后，托架上升至极限位置，拆卸钻杆时钻杆的前端与另一个钻杆的后端利用前虎钳7解锁，钻杆与工作端头4之间利用后虎钳解锁，钻杆由托架托起，再由机械手抓取至钻杆箱，循环往复，完成一组钻孔。

至此，利用前虎钳7、托架和后虎钳的相互配合，解决人工拆卸钻杆的不便，提高了劳动效率。

Claims (8)

1.一种大孔径卸压钻机，其特征在于：包括移动基座（1），以及与移动基座（1）回转支撑（11）连接的轨道单元（2）；在轨道单元（2）上设有往复运动的机械运动部（3）；所述机械运动部（3）包括：输出扭矩的工作端头（4）；

所述轨道单元（2）上横向固定空心梁状的前虎钳（7）；所述工作端头（4）和前虎钳（7）分别设置在轨道单元（2）两端；工作端头（4）同轴的前虎钳（7）上设有环形的圈梁（71），且前虎钳（7）两侧的空心梁内分别设有分离钻杆连接的拆卸装置；

工作端头（4）至圈梁（71）之间的轨道单元（2）上设有拆卸钻杆的后虎钳以及用于托举钻杆的托架，所述后虎钳与工作端头（4）中心轴线平行；所述托架的中心在工作端头（4）至前虎钳（7）的轴线上；

所述后虎钳包括：设在轨道单元（2）内的U形后虎钳座（50），在后虎钳座（50）U形底部的两侧分别铰接第一钳杆（51）和第二钳杆（52），所述第一钳杆（51）上固定的第一滑动销（511）与第二钳杆（52）内的第一腰孔（521）滑动连接，所述第一钳杆（51）或第二钳杆（52）与后虎钳座（50）底部之间铰接着撑开后虎钳的第一支撑缸（53）。

2.根据权利要求1所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述托架呈长弧形板的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述托架包括：设在轨道单元（2）内的U形托架座（60），在托架座（60）U形底部的两侧分别铰接第一托杆（61）和第二托杆（62），所述第一托杆（61）上固定的第二滑动销（611）与第二托杆（62）内的第二腰孔（621）滑动连接，所述第一托杆（61）或第二托杆（62）与托架座（60）底部之间铰接着撑开托架的第二支撑缸（63）；

第一托杆（61）和第二托杆（62）的自由端为长弧形板结构。

4.根据权利要求1所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述拆卸装置包括：前虎钳（7）两侧空心梁内分别设有的第一推拉油缸（72）和第二推拉油缸（73），且第一推拉油缸（72）和第二推拉油缸（73）的伸缩端相对设置。

5.根据权利要求4所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：第一推拉油缸（72）和第二推拉油缸（73）的伸缩端分别铰接着第一推块（721）和第二推块（731）。

6.根据权利要求1所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述圈梁（71）的下方通过支撑块（74）与轨道单元（2）可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述第一钳杆（51）和第二钳杆（52）的自由端分别设有第一压块（512）和第二压块（522）。

8.根据权利要求1所述的大孔径卸压钻机，其特征在于：所述后虎钳至前虎钳的距离与钻杆自身两端的解锁销距离一致。

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