专利名称：高水压探查钻具卡紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卡紧装置，具体为一种高水压探查钻具卡紧装置。
背景技术：
矿井的安全生产，在实际钻孔施工过程中，不确定因素多，施工过程中往往存在诸多问题1、井下施工探放水钻孔时，一般采用先开钻孔、下套管护壁，再在套管外安装高压闸阀的方法钻进，孔口防喷装置简单、防喷效果差；2、高水压钻孔钻透后，从孔壁往外喷水、顶钻，极易造成钻具伤人，且孔口无钻具卡紧装置，无法将钻具退出或退钻具过程中无法控制水量，从而对钻场施工人员生命造成严重威胁；3、高水压钻孔钻透后，单孔涌水量瞬间增大，从而导致对出水钻孔不能及时封堵，涌水量无法控制，易造成巷道水封，施工中对矿井安全生产存在重大安全隐患。因此在探查施工中，高水压探查钻具卡紧装置的性能与否是一个关键点。然而施工人员并没有意识到这一点，一直沿用传统的夹紧钳作为夹紧工作，夹紧钳结构复杂，维修不便，而且不稳定，因此给施工人员的作业环境带来危害，降低了探放水施工的安全系数，增加了对矿井的危害，容易延误工期，增加维修成本。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种高水压探查钻具卡紧装置，其结构简单，维修方便，而且夹持稳定可靠，从而解决上述背景技术中的问题。本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，其特征在于，所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。作为一种改进，所述夹紧爪的夹持端嵌装有凸起的卡瓦，所述卡瓦的表面设置有防滑纹路。作为一种改进，所述夹紧爪的顶触端两侧部设置有限位凸块，该限位凸块与所述夹紧盘的滑槽相配合，使夹紧爪限位于所述滑槽内滑动。作为一种改进，所述推顶机构包括丝杠，所述丝杠穿设于所述夹紧盘内部，端部与所述夹紧爪的顶触端接触。作为一种改进，所述滑槽设置有四个。作为一种改进，所述夹紧盘上均布有若干安装孔。作为常规的设计，为了在生产和装配时更加方便，本实用新型在加工时，将夹紧盘划分为内盘和外环，其中内盘设置为凸面，并在该凸面上固定具有凹面槽的法兰盘用以密封，且在两者的缝隙间设置O型密封圈。本实用新型在实际使用中，其上部还配合安装有物料、防喷三通，下部还配合安装有卸压三通；三部分可组合在一起配合高压闸阀使用，也可以下、中两部分组合配合高压闸阀使用。本实用新型的工作原理如下当钻孔涌水量低于10m3/h时，可利用下部卸压三通对孔内水量进行分流，以减少孔口压力；当钻孔涌水量大于20m3/h时，通过丝杠顶动夹紧爪，从而对孔内钻杆进行抱紧，将孔内钻具与钻机钻具分开，以便及时对孔内注浆封堵。
由于采用了以上结构，本实用新型具有以下有益效果I、安全性能大大提高。通过使用该套装置对钻具卡紧，能及时对孔口卸压、防喷及对钻孔及时进行封堵注浆，增大了现场施工人员的安全系数，同时解决了出水时带给矿井安全生产的威胁，为建设高效、高产矿井提供条件，而且能够创造巨大的经济效益。2、提高了探放水技术，保证探放水设施的安全可靠。当高水压时，打开下部卸压闸阀，使钻孔内涌出的高水压压力释放，同时对钻具卡紧装置紧固，解决面对孔内高水压问题。根据地质防治水规定，耐压试验必须达到静水压力的I. 5倍即12Mpa，通过注浆泵对卡紧装置进行耐压试验，压力可达15MPa，可以满足施工要求。3、在任楼矿II 51轨道大巷实际施工中，补4_3#孔在施工至34米出水3m3/h，水头压力2. 8Mpa。施工至44米时出水约4m3/h，施工至45米时约5m3/h，当施工至46m时，孔内涌水量达到30m3/h。此时，利用该卡紧装置，及时用四颗丝杠将孔内钻具卡紧，顺利将机上钻具与孔内钻具分开，顺利关闭高压闸阀，从而第一时间对钻孔注浆封堵，有效防范因孔底压力增加导致孔内钻杆穿钻伤人事故，解决了人员操作难问题；同时也最大限度地减少孔内地涌水量。根据钻探注浆操作规程单孔出水量估算公式可知补4-3#孔出水量约3370m3/h，利用钻具留置孔内时单孔出水量约333m3/h，而补4-3#孔在钻具留置钻孔内的实际涌水量30m3/h，由此可知，当钻孔内没有钻杆时，孔内涌水量可达303m3/h，最大限度地减少孔内涌水孔量，确保下面裂隙不至于扩大，杜绝了裂隙导通陷落柱。因此中间部及时卡紧，可使孔内出水量降低90%。利用此套装置施工达到很好地探查效果。4、减少了投资，增加了效益。一套传统的夹紧装置，约需10万，而利用现有材料加工本实用新型一套成本只需5000元，在任楼矿II 51轨道大巷实际施工中共加工了 6套需3万元，可节省57万元。综上所述本实用新型体积小，经济实用，易于井下安装，具有投资少使用率高、利用价值高的特点，对于井下高水压钻孔施工极具推广应用价值；同时使用该套装置有效避免了高水压时带来的不安全因素，不仅保证了现场施工人员的施工安全，还提高了探放水安全技术，为矿井的探放水工作作出了贡献。
图I为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型实施例的结构侧视示意图；图3为本实用新型夹紧爪的结构示意图；图中1.夹紧盘，2.夹紧爪，3.通孔，4.滑槽，5.卡瓦，6.限位凸块，7.丝杠，8.安装孔,9.内盘，10.外环，11.法兰盘，12. O型密封圈，13.丝杠穿孔。具体实 施方式为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图I和图2，高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘I和夹紧爪2，其特征在于，所述夹紧盘I的中心位置开设有通孔3，夹紧盘I上以通孔3的中心为圆心环形阵列设置有四个滑槽4，所述滑槽4内均滑动安装有夹紧爪2，夹紧爪2设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔3的中心，所述顶触端设置有推顶机构，所述推顶机构包括丝杠7，所述丝杠7利用丝杠穿孔13穿设于所述夹紧盘I内部，端部与所述夹紧爪2的顶触端接触。参见图3，所述夹紧爪2的夹持端嵌装有凸起的卡瓦5，所述卡瓦5的表面设置有防滑纹路，所述夹紧爪2的顶触端两侧部设置有限位凸块6，该限位凸块6与所述夹紧盘I的滑槽4相配合，使夹紧爪2限位于所述滑槽4内滑动。另外，所述夹紧盘I上均布有八个安装孔8，为了在生产和装配时更加方便，本实施例在加工时，将夹紧盘I划分为内盘9和外环10，其中内盘9设置为凸面，并在该凸面上固定具有凹面槽的法兰盘11用以密封，且在两者的缝隙间设置O型密封圈12。
以下结合附图，将本实施例所述的高水压探查钻具卡紧装置描述如下取一块厚度60mm高强度钢板，切割成形状为外径<2 267mm、内径<2 75mm法兰圆盘作为夹紧盘1，通孔3内孔径用于<2 63. 5mm钻杆通过。在夹紧盘I上加工8个<2 30mm螺栓孔作为安装孔8，安装孔8与通孔3之间的眼距中对中为<2 210mm,以便与高压盘相连；在夹紧盘I两端铣出密封面形式为外径<2 170_、厚度为4_的凸面划分为内盘9，再铣出两块带有凹面槽的内径<2 75mm法兰盘11，在卡紧装置及相连接地高压法轮盘的凹面内铣出密封槽，用来装O型密封圈12将此端密封，防止孔内涌水时漏水，组成密封结构的可拆连接；在夹紧盘I内四周对称的铣四个放置夹紧爪2的滑槽4，滑槽4成“凸”字型，滑槽4内尺寸长*宽*深=41謹*16謹*3Ctam,突出部尺寸长*宽*深=31mm*14mm*3Ctam ;且滑槽4的位置铣在<2 30mm相邻安装孔8中间，防止丝杠7的穿孔与<2 30mm安装孔8贯通，以便丝杠7顺利通过，同时也保证<2 30mm安装孔8的强度；将夹紧爪2预先放置滑槽4内，在夹紧盘I侧面对称的车四个丝杠穿孔13与滑槽连通，利于钻孔内涌水使用时能使丝杠7接触夹紧爪2，从而依靠丝杠7顶动夹紧爪2移动，将钻杆抱住，丝杠7的规格为<2 20mm*110。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，其特征在于所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。
2.根据权利要求I所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于所述夹紧爪的夹持端嵌装有凸起的卡瓦，所述卡瓦的表面设置有防滑纹路。
3.根据权利要求2所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于所述夹紧爪的顶触端两侧部设置有限位凸块，该限位凸块与所述夹紧盘的滑槽相配合，使夹紧爪限位于所述滑槽内滑动。
4.根据权利要求I所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于所述推顶机构包括丝杠，所述丝杠穿设于所述夹紧盘内部，端部与所述夹紧爪的顶触端接触。
5.根据权利要求I所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于所述滑槽设置有四个。
6.根据权利要求I所述的高水压探查钻具卡紧装置，其特征在于所述夹紧盘上均布有若干安装孔。
专利摘要高水压探查钻具卡紧装置，包括夹紧盘和夹紧爪，所述夹紧盘的中心位置开设有通孔，夹紧盘上以通孔的中心为圆心环形阵列设置有至少三个滑槽，所述滑槽内均滑动安装有夹紧爪，夹紧爪设置有夹持端和顶触端，所述夹持端朝向所述通孔的中心，所述顶触端设置有推顶机构。本实用新型体积小，经济实用，易于井下安装，具有投资少使用率高、利用价值高的特点，对于井下高水压钻孔施工极具推广应用价值；同时使用该套装置有效避免了高水压时带来的不安全因素，不仅保证了现场施工人员的施工安全，还提高了探放水安全技术。
文档编号E21B33/06GK202381024SQ20112052637
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者张雷, 章修玉, 蔡东红 申请人:张雷, 章修玉, 蔡东红