一种分段钻杆对接装置的制作方法

本发明涉及一种分段钻杆对接装置，属于煤矿钻机技术领域。

背景技术：

煤与瓦斯突出在煤矿生产中比较普遍存在的潜在威胁因素，其产生的动力灾害破坏力巨大，严重影响煤矿的安生产。准确的预测方法和合理的预测指标及其临界值对煤矿企业煤与瓦斯突出的预测和防治变得尤为重要。统计表明：几乎所有发生过煤与瓦斯突出的煤层都发育有一定厚度的构造煤，构造煤是煤与瓦斯突出的物质基础。所以对构造煤进行识别与预测研究，对于预防煤与瓦斯突出具有重要的现实意义。准确获取煤体瓦斯流量不仅可以反映煤矿开采过程中瓦斯流动和煤体变形的规律，而且可以为建立煤与瓦斯共采理论和技术提供重要的实践依据和理论基础。连续瓦斯流量法作为一种构造煤预测技术需要通过检测钻孔前方瓦斯涌出量进行构造煤的预测，目前较多的研究将煤层瓦涌出量装置是检测整个钻孔内瓦斯的涌出量，而非初始瓦斯涌出量，并且打钻过程并非连续的，钻孔深度达到一定长度需要退钻，续钻等过程，对于长距离钻孔退转时间长，并且此期间内检测的瓦斯涌出量数据没有太大的价值。因此原位煤体瓦斯涌出量自动连续钻机装置兼钻孔初始瓦斯涌出量检测装置显得尤为重要，同时对推进煤矿安全高效开采具有重要的实践意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种分段钻杆对接装置，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种分段钻杆对接装置，包括两套驱动机、钻杆对接台和液压伸缩杆，驱动机后侧安装有钻杆对接台，钻杆对接台后侧安装有液压伸缩杆，钻杆对接台上放置的分段钻杆能够正对钻杆尾端和液压伸缩杆前端，两套驱动机左右布置，分别设置有独立的驱动机构和夹持机构。

优选的，上述驱动机设置两套，每套驱动机包括液压夹盘、机架和驱动电机，液压夹盘可旋转地连接在机架上端，并通过传动机构连接到驱动电机，驱动电机固定连接在机架上，机架通过导轨滑块机构连接到支撑台上，每套驱动机连接有一驱动机构，两套驱动机前后布置，导轨滑块机构尾端靠近钻杆对接台。

优选的，上述驱动机构包括丝杠丝母副，丝杠丝母副的丝杠两端通过轴承座连接在支撑台上，丝杠一端伸出轴承座后连接有丝杠电机。

优选的，上述传动机构采用齿轮传动机构，包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮通过转轴可旋转地连接在机架上，一端与驱动电机的输出轴相连，与主动齿轮相啮合的从动齿轮固定连接在液压夹盘上。

优选的，上述钻头右端可拆卸地连接钻杆，钻头内部为中空结构，靠近中部侧面设置有多个周向的两排开孔，两排开孔外设置有筛网，钻头内安装有流量传感器和压力传感器，流量传感器位于两排开孔间，流量传感器和压力传感器连接到控制器，控制器连接有无线模块一和电源，电源安装在钻头，分段钻杆内连接无线模块二，钻头右端设置有连接电源的电源母接头，分段钻杆左端设置有电源公接头，右端设置有电源母接头，电源公接头能够插接到相邻分段钻杆的电源母接头内接通电源。

优选的，上述机架上安装有位移传感器，驱动电机安装有旋转编码器。

优选的，上述套管内设置有胶囊，并通过连接有气囊加压泵。

优选的，上述套管外端安装有煤仓。

优选的，上述驱动电机、机械手、液压夹盘的电磁阀、液压伸缩杆的电磁阀连接到主控制器，主控制器还连接有丝杠电机、流量传感器、压力传感器、无线通信模块、位移传感器、旋转编码器和气囊加压泵。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明采用两套独立控制的驱动机，采用不同步的转速分别夹持两根分段钻杆，实现两段分段钻杆的自动对接，采用液压伸缩杆能够将分段钻杆推入右侧驱动机进行夹持，操作方便快捷，该装置实现连续续钻，避免停机导致的效率低下。

附图说明

图1是钻机结构示意图；

图2是钻头结构示意图；

图3是分段钻杆结构示意图；

图4是驱动机侧视结构示意图；

图5是驱动机侧视结构示意图；

图6是驱动机连接丝杠丝母副结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图6所示，一种分段钻杆对接装置，包括两套驱动机5、钻杆对接台13和液压伸缩杆8，驱动机5后侧安装有钻杆对接台13，钻杆对接台13后侧安装有液压伸缩杆8，钻杆对接台13上放置的分段钻杆14能够正对钻杆2尾端和液压伸缩杆8前端，两套驱动机5左右布置，分别设置有独立的驱动机构和夹持机构。

优选的，上述驱动机5设置两套，每套驱动机5包括液压夹盘501、机架502和驱动电机503，液压夹盘501可旋转地连接在机架502上端，并通过传动机构12连接到驱动电机503，驱动电机503固定连接在机架502上，机架502通过导轨滑块机构11连接到支撑台20上，每套驱动机5连接有一驱动机构，两套驱动机5前后布置，导轨滑块机构11尾端靠近钻杆对接台13。

优选的，上述驱动机构包括丝杠丝母副504，丝杠丝母副504的丝杠两端通过轴承座505连接在支撑台20上，丝杠一端伸出轴承座505后连接有丝杠电机506。

优选的，上述传动机构12采用齿轮传动机构，包括主动齿轮507和从动齿轮508，主动齿轮507通过转轴可旋转地连接在机架502上，一端与驱动电机503的输出轴相连，与主动齿轮507相啮合的从动齿轮508固定连接在液压夹盘501上。

优选的，上述机架502上安装有位移传感器10，驱动电机503安装有旋转编码器。

使用原理：当右侧驱动机的液压夹盘夹紧分段钻杆，对接前段分段钻杆，前段分段钻杆在左侧驱动机的液压夹盘固定旋转中，对接过程中完成两段分段钻杆的连接，连接后，左侧驱动机继续向前驱动旋转，到达设定位置，停止旋转，松开液压夹盘，退回到右侧，夹持刚装夹的分段钻杆旋转，右侧继续加装分段钻杆。

实施例2：如图1-图6所示，一种连续式钻机，包括钻头1、钻杆2和套管3，钻头1固定连接在钻杆2前端，套管3套接在钻杆2上，钻杆2为分段式可拆卸结构，后端连接有驱动机5，驱动机5后侧安装有钻杆对接台13，钻杆对接台13旁安装有钻杆箱6和机械手7，钻杆箱6内放置有分段钻杆14，钻杆对接台13后侧安装有液压伸缩杆8，钻杆对接台13上放置的分段钻杆14能够正对钻杆2尾端和液压伸缩杆8前端。

优选的，上述驱动机5设置两套，每套驱动机5包括液压夹盘501、机架502和驱动电机503，液压夹盘501可旋转地连接在机架502上端，并通过传动机构12连接到驱动电机503，驱动电机503固定连接在机架502上，机架502通过导轨滑块机构11连接到支撑台20上，每套驱动机5连接有一驱动机构，两套驱动机5前后布置，导轨滑块机构11尾端靠近钻杆对接台13。

优选的，上述驱动机构包括丝杠丝母副504，丝杠丝母副504的丝杠两端通过轴承座505连接在支撑台20上，丝杠一端伸出轴承座505后连接有丝杠电机506。

优选的，上述传动机构12采用齿轮传动机构，包括主动齿轮507和从动齿轮508，主动齿轮507通过转轴可旋转地连接在机架502上，一端与驱动电机503的输出轴相连，与主动齿轮507相啮合的从动齿轮508固定连接在液压夹盘501上。

优选的，上述钻头1右端可拆卸地连接钻杆2，钻头1内部为中空结构，靠近中部侧面设置有多个周向的两排开孔16，两排开孔16外设置有筛网15，钻头1内安装有流量传感器19和压力传感器17，流量传感器19位于两排开孔16间，流量传感器19和压力传感器17连接到控制器23，控制器23连接有无线模块一18和电源25，电源25安装在钻头1，分段钻杆14内连接无线模块二24，钻头1右端设置有连接电源的电源母接头26，分段钻杆14左端设置有电源公接头21，右端设置有电源母接头26，电源公接头21能够插接到相邻分段钻杆14的电源母接头26内接通电源，无线模块二24连接有放大器22，无线模块二24与无线模块一18间相互无线通信连接。

优选的，上述相邻两段分段钻杆14通过螺纹部连接。

优选的，上述机架502上安装有位移传感器10，驱动电机503安装有旋转编码器。

优选的，上述套管3内设置有胶囊，并通过连接有气囊加压泵9。

优选的，上述套管3外端安装有煤仓4。

优选的，上述驱动电机、机械手、液压夹盘的电磁阀、液压伸缩杆的电磁阀连接到主控制器，主控制器还连接有丝杠电机、流量传感器、压力传感器、无线通信模块、位移传感器、旋转编码器和气囊加压泵，主控制器连接有人机交互界面。

钻机具有如下优点：

（1）采用分段钻杆、机械手、液压伸缩杆和钻杆对接台，能够实现钻杆的装卸和对接，便于实现连续钻孔；

（2）采用两套驱动机，便于装夹分段钻杆，实现连续续钻，避免停机导致的效率低下；

（3）钻头结构，便于实现流量和压力的初始测量，并通过分段结构的无线模块，将其信号传输，实现数据的精确采集和快速采集。

实施例3：一种分段钻杆对接装置的操作方法，该方法包括以下步骤：

（1）在巷道靠近工作面一侧煤体内钻取符合实验条件的钻孔，保证钻孔不含自由水且笔直不塌孔；

（2）安装胶囊，连接套管到煤体上，检测设备是否可以正常工作；

（3）套管内气囊通过加压管与气囊加压泵相连接，启动气囊加压泵，向气囊内注入气体，测试气囊与加压管的气密性；

（4）启动主控制器进行信号采集，开启驱动机；

（5）钻杆钻进深度达到预定目标后退钻；

（6）退钻完成后，采用煤矿专用封孔器进行封孔；

（7）根据现场采集的参数变化情况，对数据进行分析，得到钻孔内的压力、瓦斯流量情况。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。