一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置的制作方法

本发明属于煤矿设备领域，尤其涉及一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置。

背景技术：

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。

在目前用于煤矿井下松软煤层随钻套管钻进装置技术中，大多数的套管与钻杆之间是固定设置的，且结构较为简单，从而导致在对松软煤层进行钻进时，不但需要人力进行施力，且在钻进时，不能够根据所要钻孔的大小进行更换不同型号的钻杆，并对不同型号的钻杆底部进行限位，导致钻杆钻进时，容易出现歪斜的现象，为此我们设计出了一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置来解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置，便于更换钻杆并避免出现歪斜现象。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置，包括套管本体，所述套管本体顶部内侧对称安装有两个竖直分布的升降立板，套管本体顶部外侧对称安装有两个与升降立板相配合的齿轮驱动机构，两个升降立板顶部水平安装有导向连接座，导向连接座上安装有驱动钻压座，驱动钻压座底部中央竖直安装有钻进连接机构，钻进连接机构底部连接有钻杆，升降立板底部安装有导向夹持机构；

所述套管本体顶部左右两侧对称设有两个驱动安装孔，驱动安装孔内端两侧对称设有两个竖直分布的限位滑槽；

所述升降立板内侧面中央竖直设有导向滑槽，升降立板外侧面中央竖直设有齿轮安装槽，齿轮安装槽前后一侧面竖直分布有卡齿，升降立板前后两侧对称设有两个与限位滑槽相配合的限位凸起；齿轮驱动机构包括第一驱动电机和第一驱动齿轮，第一驱动电机的输出轴穿过驱动安装孔与第一驱动齿轮固定相连，第一驱动齿轮安装于齿轮安装槽中，且第一驱动齿轮与卡齿啮合相连；

所述导向连接座包括导向安装平板以及垂直设置在导向安装平板顶面中央的止压筒，止压筒内底面中央设有转动导向穿孔，转动导向穿孔左右两侧对称设有两个滑动导向穿孔；

所述驱动钻压座包括驱动钻压顶板，驱动钻压顶板底面对称设有两个与滑动导向穿孔相配合的导向滑杆，导向滑杆底部穿过滑动导向穿孔与导向滑槽滑动相连；

所述钻进连接机构包括钻进连接座以及竖直安装在钻进连接座底部中央的钻杆连接件，钻进连接座包括连接底座板以及对称设置在连接底座板两端的固定连接柱，固定连接柱顶部与驱动钻压顶板固定相连；钻杆连接件包括转动连接块，转动连接块底部竖直设有旋转螺柱，转动连接块顶部竖直设有旋转驱动杆，旋转驱动杆顶部穿过连接底座板连接有传动齿轮，连接底座板底部一端竖直安装有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴穿过连接底座板连接有第二驱动齿轮，第二驱动齿轮与传动齿轮啮合相连，钻杆顶部设有与旋转螺柱相配合的固定螺孔；

所述导向夹持机构包括安装连接块以及水平安装在安装连接块底部的推杆电机，推杆电机输出端连接有弧形夹块；

所述安装连接块与升降立板底部固定相连，安装连接块内侧面中央对称设有两个导向限位孔，弧形夹块外侧中央对称设有两个与导向限位孔相配合的导向限位杆。

进一步地，所述安装连接块与升降立板底部之间、导向安装平板与升降立板顶部之间、固定连接柱顶部与驱动钻压顶板之间均通过焊接相连。

进一步地，所述旋转驱动杆与转动导向穿孔之间、滑动导向穿孔与导向滑杆之间均为滑动配合。

进一步地，所述连接底座板的最大外径小于止压筒的内径，且第二驱动电机最低点与固定连接柱最高点之间的垂直距离小于止压筒的高度。

进一步地，所述弧形夹块内表面均布有滚珠。

进一步地，所述限位滑槽与限位凸起之间为燕尾配合。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过升降立板与齿轮驱动机构的配合结构设计，能够实现升降立板的自动升降，并且通过导向夹持机构的结构设计，能够对钻杆进行快速夹持固定，通过钻进连接机构的结构设计，能够实现钻杆的快速更换；

2、本发明可以自动对钻杆进行施力，不但节省人力，同时能够根据所要钻孔的大小更换不同型号的钻杆，并且在导向夹持机构的作用下，对钻杆的下方的活动起到了良好的定位导向作用，避免钻杆钻孔时出现歪斜。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图；

图3是本发明的局部结构示意图；

图4是本发明的局部结构示意图；

图5是本发明的局部结构示意图；

图6是本发明的局部结构示意图；

图7是本发明的局部结构示意图；

图8是本发明的局部结构示意图；

图9是本发明的局部结构爆炸图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，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“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种煤矿井下松软煤层随钻套管定向钻进装置，包括套管本体1，套管本体1顶部内侧对称安装有两个竖直分布的升降立板2，套管本体1顶部外侧对称安装有两个与升降立板2相配合的齿轮驱动机构3，两个升降立板2顶部水平安装有导向连接座4，导向连接座4上安装有驱动钻压座5，驱动钻压座5底部中央竖直安装有钻进连接机构6，钻进连接机构6底部连接有钻杆7，升降立板2底部安装有导向夹持机构8。

如图2所示，套管本体1顶部左右两侧对称设有两个驱动安装孔12，驱动安装孔12内端两侧对称设有两个竖直分布的限位滑槽11。

如图3所示，升降立板2内侧面中央竖直设有导向滑槽21，升降立板2外侧面中央竖直设有齿轮安装槽22，齿轮安装槽22前后一侧面竖直分布有卡齿23，升降立板2前后两侧对称设有两个与限位滑槽11相配合的限位凸起24；齿轮驱动机构3包括第一驱动电机31和第一驱动齿轮32，第一驱动电机31的输出轴穿过驱动安装孔12与第一驱动齿轮32固定相连，第一驱动齿轮32安装于齿轮安装槽22中，且第一驱动齿轮32与卡齿23啮合相连。

如图4所示，导向连接座4包括导向安装平板41以及垂直设置在导向安装平板41顶面中央的止压筒42，止压筒42内底面中央设有转动导向穿孔43，转动导向穿孔43左右两侧对称设有两个滑动导向穿孔44。

如图5所示，驱动钻压座5包括驱动钻压顶板51，驱动钻压顶板51顶部与压力设备相连，驱动钻压顶板51底面对称设有两个与滑动导向穿孔44相配合的导向滑杆52，导向滑杆52底部穿过滑动导向穿孔44与导向滑槽21滑动相连。

如图6所示，钻进连接机构6包括钻进连接座61以及竖直安装在钻进连接座61底部中央的钻杆连接件62，钻进连接座61包括连接底座板611以及对称设置在连接底座板611两端的固定连接柱612，固定连接柱612顶部与驱动钻压顶板51固定相连；钻杆连接件62包括转动连接块621，转动连接块621底部竖直设有旋转螺柱622，转动连接块621顶部竖直设有旋转驱动杆623，旋转驱动杆623顶部穿过连接底座板611连接有传动齿轮63，连接底座板611底部一端竖直安装有第二驱动电机64，第二驱动电机64的输出轴穿过连接底座板611连接有第二驱动齿轮65，第二驱动齿轮65与传动齿轮63啮合相连，钻杆7顶部设有与旋转螺柱622相配合的固定螺孔。

如图7所示，导向夹持机构8包括安装连接块81以及水平安装在安装连接块81底部的推杆电机82，推杆电机82输出端连接有弧形夹块83。

如图8和图9所示，安装连接块81与升降立板2底部固定相连，安装连接块81内侧面中央对称设有两个导向限位孔811，弧形夹块83外侧中央对称设有两个与导向限位孔811相配合的导向限位杆831。

其中，安装连接块81与升降立板2底部之间、导向安装平板41与升降立板2顶部之间、固定连接柱612顶部与驱动钻压顶板51之间均通过焊接相连；旋转驱动杆623与转动导向穿孔43之间、滑动导向穿孔44与导向滑杆52之间均为滑动配合；连接底座板611的最大外径小于止压筒42的内径，且第二驱动电机64最低点与固定连接柱612最高点之间的垂直距离小于止压筒42的高度；弧形夹块83内表面均布有滚珠；限位滑槽11与限位凸起24之间为燕尾配合。

本发明的工作原理为：在使用时，首先将套管本体1在竖直方向上进行固定，然后根据钻杆7的杆径调整导向夹持机构8中推杆电机82的伸出长度，从而保证弧形夹块83将钻杆7进行快速夹紧固定，然后通过第一驱动齿轮32与卡齿23之间的啮合传动，从而带动升降立板2进行上升并将钻杆7的固定螺孔对准旋转螺柱622，然后通过第二驱动齿轮65与传动齿轮63之间的啮合传动，从而实现钻杆连接件62的旋转调节，最终钻杆7的固定螺孔与旋转螺柱622进行螺纹连接，实现钻杆7的固定，然后调整推杆电机82，实现弧形夹块83与钻杆7之间的滑动配合，最终驱动钻压顶板51顶部在压力设备的作用下实现钻杆7的定向钻进。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。