一种钻屑法专用恒定推力钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钻肩法用钻机领域，尤其涉及一种钻肩法专用恒定推力钻机。
【背景技术】
[0002]冲击地压是世界范围内煤矿中最严重的自然灾害之一。我国大多数矿山的煤层与岩层都具有不同程度的冲击倾向性，在一定的临界深度下煤矿冲击极为严重，特别是随着我国煤矿开采深度不断增加，冲击地压越来越严重，已成为制约我国矿山生产和安全的主要重大灾害性事故之一。解决冲击地压灾害最主要的是对于冲击地压的检测与预报，现有技术中最常用的冲击地压检测方案是钻肩法，其基本理论是在受压煤层中钻直径42?50mm的钻孔，然后记录每孔每米煤粉含量，根据排出的煤粉量及变化规律和有关动力效应，鉴别冲击危险程度。
[0003]目前钻肩法存在的主要问题是:钻肩量与造作工人的力量有很大的关系，同一个地方，力气大的工人打出来的钻肩量多，而力气小的工人打出来的钻肩量相对少，这影响了冲击危险程度的判断，存在很大的生产隐患。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种钻肩法专用恒定推力钻机，以解决上述技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:一种钻肩法专用恒定推力钻机，包括:钻进装置，包括顺次连接的钻头、钻杆、钻机，钻杆的前端设有一个压力传感器，钻机的壳体外部设有显示器，钻机的壳体内设有A/D转换器和压力分析器，A/D转换器连接压力传感器，压力分析器分别连接A/D转换器以及显示器；加载装置，包括液压缸及与液压缸连接的液压回路，液压缸的内壁与第一活塞滑动密封连接，第一活塞一侧固定连接一个第一气缸杆，第一气缸杆的前端连接钻进装置，第一活塞将液压缸的腔体隔离为有杆腔和无杆腔。
[0006]上述技术特征中，钻肩法专用恒定推力钻机进一步包括增压装置，增压装置包括增压缸及与增压缸连接的气液回路，增压缸包括气压腔及油压腔，油压腔连接无杆腔。
[0007]上述技术特征中，增压缸进一步包括大活塞和小活塞，大活塞与小活塞之间连接有第二气缸杆，大活塞设置于气压腔内，小活塞设置于油压腔内
[0008]上述技术特征中，液压缸与增压缸为一体式结构。
[0009]上述技术特征中，液压缸与增压缸分别为独立式结构，增压缸的油压腔与液压缸的无杆腔通过连接管连通。
[0010]上述技术特征中，钻进装置进一步包括一个中心钻，中心钻前端设有钻头，中心钻通过定位销连接于钻杆。
[0011]上述技术特征中，钻杆外套设有一钻头套，钻头套通过螺栓固定套设于钻杆。
[0012]上述技术特征中，钻头套与钻杆之间均匀分布有若干连接键用于传递旋转力矩。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明在钻杆的前端设有一个压力传感器，钻机的壳体外部设有显示器，钻机的壳体内设有A/D转换器和压力分析器，A/D转换器连接压力传感器，压力分析器分别连接A/D转换器以及显示器；在钻肩过程中，压力传感器将受力传给转换器，A/D转换器将受到的数据转换成数字信号传给压力分析器，压力分析器将分析结果传给显示器显示出来；加载装置用于为钻进装置提供轴向推力，钻肩时，造作员可以根据显示器上的结果来调节加载装置的轴向推力，使钻进装置的推力保持在一个恒定的数值，以取得准确的钻肩量，准确判断冲击危险的程度；增压装置用于对液压缸提供的轴向推力进行控制和调节。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明第一实施例的结构示意图；
[0016]图2为本发明第一实施例钻进装置的结构示意图；
[0017]图3为本发明第一实施例钻进装置另一视角的结构示意图
[0018]图4为本发明第一实施例加载装置和增压装置的结构示意图；
[0019]图5为本发明第二实施例加载装置和增压装置的结构示意图。
[0020]【具体实施方式】的附图标号:
[0021]1-钻进装置；2_中心钻；3_钻头套；4_钻杆；5_钻机；
[0022]6-钻头；7_定位销；8_螺栓；9_连接键；10-压力传感器；
[0023]11-显示器；12_A/D转换器；13-压力分析器；14-加载装置；
[0024]15-液压缸；16_第一活塞；17_第一气缸杆；18-有杆腔；
[0025]19-无杆腔；20_增压装置；21_增压缸；22_大活塞；23_小活塞；
[0026]24-第二气缸杆；25_气压腔；26_油压腔；27_连接管。
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0028]如图1所示，本发明涉及一种钻肩法专用恒定推力钻机，包括钻进装置1、加载装置14和增压装置20。
[0029]如图1和图2所示，钻进装置I包括中心钻2、钻头套3、钻杆4和钻机5，其中中心钻2和钻头套3的前端均设有钻头6，中心钻2的后端插入钻杆4中并通过一个定位销7与钻杆4相连，定位销7在获取钻肩时通过钻进装置I的推力作用而剪断，中心钻2被推入钻杆4内，钻肩从而进入到钻杆4中冲心钻2的前端设于钻头套3中，并且中心钻2与钻头套3之间为止口配合，钻头套3的后端套装在钻杆4上，钻头套3通过螺栓8固定套设于钻杆4外，钻头套3与钻杆4之间均匀分布有三个用于传递旋转力矩连接键9，钻杆4通过连接键9和螺栓8带动钻头套3 —起转动；钻杆4的前端设有一个压力传感器10，钻机5的壳体外部设有显示器11，钻机5的壳体内设有A/D转换器12和压力分析器13，A/D转换器12和压力传感器10连接，压力分析器13分别和A/D转换器12以及显示器11连接，A/D转换器12、压力分析器13、显示器11和压力传感器10均与钻机5的电源连接(在其他实施例中还可以设置蓄电池来为A/D转换器12、压力分析器13、显示器11和压力传感器10提供工作电压);在钻肩过程中，压力传感器10将受力传给A/D转换器12，A/D转换器12将受到的数据转换成数字信号传给压力分析器13，压力分析器13将分析结果传给显示器11显示出来。
[0030]如图3所示，加载装置14包括液压缸15及与液压缸15连接的液压回路，液压缸15用于为钻进装置I提供轴向推力，液压缸15的内壁与第一活塞16滑动密封连接，第一活塞16 —侧固定连接一个第一气缸杆17，第一气缸杆17的前端连接钻进装置1，第一活塞16将液压缸15的腔体隔离为有杆腔18和无杆腔19 ;增压装置20包括增压缸21及与增压缸21连接的气液回路，增压缸21用于对液压缸15提供的轴向推力进行控制和调节，增压缸21包括大活塞22、小活塞23、气压腔25以及油压腔26，大活塞22与小活塞23之间连接有第二气缸杆24，大活塞22设置于气压腔25内，小活塞23设置于油压腔26内；液压缸15和增压缸21为一体式结构，油压腔26与无杆腔19相连通，液压缸15与增压缸21形成一个整体，油压腔26的直径小于无杆腔19和气压腔25的直径，钻肩时，造作员可以根据显示器11上的结果控制增压装置20来调节加载装置14的轴向推力，使钻进装置I的推力保持在一个恒定的数值，以取得准确的钻肩量，准确判断冲击危险的程度。
[0031]如图4所示，为本发明的第二实施例，其与第一实施例的区别在于液压缸15与增压缸21分别独立设置，增压缸21的油压腔26与液压缸15的无杆腔19通过连接管27连通。
[0032]以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于，包括: 钻进装置，包括顺次连接的钻头、钻杆、钻机，所述钻杆的前端设有一个压力传感器，所述钻机的壳体外部设有显示器，所述钻机的壳体内设有A/D转换器和压力分析器，所述A/D转换器连接所述压力传感器，所述压力分析器分别连接所述A/D转换器以及所述显示器； 加载装置，包括液压缸及与所述液压缸连接的液压回路，所述液压缸的内壁与第一活塞滑动密封连接，所述第一活塞一侧固定连接一个第一气缸杆，所述第一气缸杆的前端连接所述钻进装置，所述第一活塞将所述液压缸的腔体隔离为有杆腔和无杆腔。2.如权利要求1所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述钻肩法专用恒定推力钻机进一步包括增压装置，所述增压装置包括增压缸及与所述增压缸连接的气液回路，所述增压缸包括气压腔及油压腔，所述油压腔连接所述无杆腔。3.如权利要求2所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述增压缸进一步包括大活塞和小活塞，大活塞与小活塞之间连接有第二气缸杆，大活塞设置于气压腔内，小活塞设置于油压腔内4.如权利要求2所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述液压缸与所述增压缸为一体式结构。5.如权利要求2所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述液压缸与所述增压缸分别为独立式结构，所述增压缸的油压腔与所述液压缸的无杆腔通过连接管连通。6.如权利要求1所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述钻进装置进一步包括一个中心钻，所述中心钻前端设有钻头，所述中心钻通过定位销连接于所述钻杆。7.如权利要求6所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述钻杆外套设有一钻头套，所述钻头套通过螺栓固定套设于所述钻杆。8.如权利要求7所述的钻肩法专用恒定推力钻机，其特征在于:所述钻头套与所述钻杆之间均匀分布有若干连接键用于传递旋转力矩。
【专利摘要】本发明涉及一种钻屑法专用恒定推力钻机，包括钻进装置和加载装置，钻进装置包括顺次连接的钻头、钻杆、钻机，钻杆的前端设有一个压力传感器，钻机的壳体外部设有显示器，钻机的壳体内设有A/D转换器和压力分析器，A/D转换器连接压力传感器，压力分析器分别连接A/D转换器和显示器。在钻屑过程中，压力传感器将受力传给转换器，A/D转换器将受到的数据转换成数字信号传给压力分析器，压力分析器将分析结果传给显示器显示出来；加载装置用于为钻进装置提供轴向推力，钻屑时，造作员可以根据显示器上的结果调节加载装置的轴向推力，使钻进装置的推力保持在一个恒定的数值，以取得准确的钻屑量，准确判断冲击危险的程度。
【IPC分类】E21B44/00, E21B3/00, E21B12/00
【公开号】CN104948102
【申请号】CN201510414217
【发明人】唐治, 潘一山, 李利萍, 唐巨鹏
【申请人】辽宁工程技术大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月16日