一种矿石开采岩层钻进设备

本发明涉及矿石开采，特别涉及一种矿石开采岩层钻进设备。

背景技术：

1、在对矿石进行开采的施工过程中，需要钻进设备的配合对开采的岩层进行钻孔工序，在钻孔的过程中，通常需要液压马达和液压泵的配合为钻头和钻杆进行动力驱动。

2、如现有申请号cn202310128327.6，公开了一种地热水勘查用岩层钻进装置，包括基座，所述基座上表面两侧均固定安装有两组支架，两组所述支架之间设置有支座，所述支座下端表面开设有安装孔，所述安装孔内顶部固定安装有第一电机，所述第一电机输出轴端固定安装有钻杆，所述钻杆下端固定安装有钻头，该发明中随着钻孔深度不断增加，钻头受到地下泥土的压力逐渐增大，随着钻头不断向地下进行钻孔，抹匀组件能够对钻孔的孔壁进行抹匀加固，从而使钻孔的孔壁能够承受更大的压力，进而避免了钻孔内发生塌陷的情况，使得钻孔工作能够顺利进行，而且避免了因钻孔塌陷导致钻头无法顺利回收的情况发生。

3、然而，现有的岩层钻进设备中的液压马达在对钻头进行动力驱动的过程中，大都采用一个液压泵为液压马达提供动力，影响了地层在不同情况下对钻头转速进行控制调节时的操作便捷度，同时当液压泵遇到故障时，由于难以对液压泵进行及时切换，影响了钻进设备的正常使用和在对岩层进行钻进时的工作效率，以及在对矿石进行开采施工时的施工进度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种矿石开采岩层钻进设备，其具有提高本设备在地层在不同情况下对钻头转速进行控制调节时的操作便捷度，且当液压泵主体遇到故障时，实现了对液压泵主体的及时切换，保证了本钻进设备的正常使用和在对岩层进行钻进时的工作效率，进一步的提升了在对矿石进行开采时的施工进度的功效。

2、本发明提供了一种矿石开采岩层钻进设备的目的与功效，具体包括：支撑基架、调平辅助机构、限位辅助架、驱动辅助机构、钻杆、散热辅助机构、钻头；所述调平辅助机构设置在支撑基架底部端面的外侧；所述限位辅助架有两个，两个限位辅助架上下对称滑动连接在支撑基架内端的上侧；所述驱动辅助机构设置在两个限位辅助架的内侧，驱动辅助机构包括有：液压泵主体、自动切换系统和控制系统，所述液压泵主体有两个，两个液压泵主体左右对称设置在两个限位辅助架的内侧；所述自动切换系统设置在两个液压泵主体的内侧；所述控制系统设置在液压泵主体和钻头的内侧；所述钻杆转动连接在限位辅助架底部端面的外侧；所述散热辅助机构设置在钻杆的内侧；所述钻头同轴固定连接在钻杆底部端面的外侧。

3、进一步的，所述调平辅助机构包括有：电推杆、活动杆、稳固辅助块；所述电推杆有四个，四个电推杆均匀排布固定连接在支撑基架底部端面的外侧；所述活动杆有四个，四个活动杆分别上下滑动连接在四个电推杆的下侧；所述稳固辅助块有四个，四个稳固辅助块分别同心固定连接在四个活动杆底部端面的外侧。

4、进一步的，所述驱动辅助机构还包括有：调节齿轮和驱动齿轮，所述调节齿轮同轴固定连接在钻杆顶部端面的外侧；所述驱动齿轮有两个，两个驱动齿轮左右对称转动连接在调节齿轮的外侧，调节齿轮与驱动齿轮之间相互啮合，驱动齿轮和调节齿轮共同构成齿轮传动机构；驱动齿轮的顶端分别与两个液压泵主体的驱动轴固定连接。

5、进一步的，所述限位辅助架包括有：限位块，所述限位块有两组，两组限位块左右对称固定连接在两个限位辅助架的外侧，两组限位块均为t状结构；

6、支撑基架包括有：导向槽，所述导向槽有两个，两个导向槽左右对称开设在支撑基架的左右两侧。

7、进一步的，所述散热辅助机构包括有：冷却流道、散热扇、辅助通孔；所述冷却流道开设在钻头和钻杆内侧的中心位置；所述散热扇有两个，两个散热扇上下对称设置在钻杆的内侧；所述辅助通孔有多个，多个辅助通孔上下对称均匀排布开设在钻杆的外侧。

8、进一步的，所述冷却流道为螺旋状结构，且冷却流道内部设置有多个散热鳍片。

9、进一步的，所述钻头包括有：螺旋刃，所述螺旋刃有两个，两个螺旋刃分别开设在钻头的左右两侧；左端的螺旋刃从钻头顶部的左侧开始，沿着钻头的外壁螺旋向下，到达钻头底部的对侧；右端的螺旋刃从钻头顶部的右侧开始，沿着钻头的外壁螺旋向下，到达钻头底部左端螺旋刃的起始侧；两个螺旋刃的宽度和螺距相等，两个螺旋刃在钻头的外壁上构成交叉螺旋状结构。

10、进一步的，所述驱动辅助机构还包括有：交叉连接管路，所述交叉连接管路固定连接在两个液压泵主体的内侧，在交叉连接管路的液压管路上，设置有液压调节阀。

11、进一步的，所述自动切换系统内部设置有一个压力传感器和一个电子控制器，压力传感器设置在钻头上端的内侧，电子控制器设置在交叉连接管路的内侧。

12、进一步的，所述控制系统主要由旋转速度传感器、压力传感器、控制单元、以及与液压泵的连接机构构成，旋转速度传感器和压力传感器安装在钻头附近，旋转速度传感器和压力传感器均采用电子式，通过电缆将信号传输到控制单元；控制单元采用微处理器作为核心，配备有数字式输入接口和数字式输出接口；液压泵的连接机构主要包括一套液压执行器和一套电磁阀。

13、有益效果：

14、本发明通过对支撑基架与岩层操作面不同位置之间间距的分别控制与调节，满足了本设备在多种环境下的使用需求，保证了在斜坡或凹凸不同岩层操作面进行钻孔时的操作便捷度与支撑稳固性，进一步的提升了本设备在实际应用过程中的使用安全性。

15、此外，通过空气在冷却流道中由上到下的流动，带走设备内部产生的热量实现了对本设备的冷却工序，通过顶部的散热扇的配合实现了外部空气向冷却流道内部的流动，通过底部散热扇的配合实现了冷却后的空气的外排工序，通过冷却流道螺旋状结构的设计，使得空气在流动过程中产生旋涡，增加空气与设备内壁的接触面积，通过散热鳍片的配合加大了冷却流道的表面积，进一步的提升了对本钻进设备的冷却效果，保证了设备的正常运行以及在对矿石进行开采时的施工进度。

16、此外，通过两个螺旋刃的配合提高了在对岩石进行破碎时的工作效率，同时利用两个螺旋刃的旋转将钻渣向上推送，提高了钻渣在外排时的操作便捷度，进一步的提升了本钻进设备在对岩层进行钻进时的施工进度和工作效率。

17、此外，实现了泵的自动切换，进一步的保证了在对矿石进行开采时的施工进度提高了本设备在地层在不同情况下对钻头转速进行控制调节时的操作便捷度，且当液压泵主体遇到故障时，实现了对液压泵主体的及时切换，保证了本钻进设备的正常使用和在对岩层进行钻进时的工作效率，进一步的提升了在对矿石进行开采时的施工进度。

技术特征：

1.一种矿石开采岩层钻进设备包括：支撑基架（1）、调平辅助机构、限位辅助架（3）、驱动辅助机构、钻杆（5）、散热辅助机构、钻头（7）；其特征在于：所述调平辅助机构设置在支撑基架（1）底部端面的外侧；所述限位辅助架（3）有两个，两个限位辅助架（3）上下对称滑动连接在支撑基架（1）内端的上侧；所述驱动辅助机构设置在两个限位辅助架（3）的内侧，驱动辅助机构包括有：液压泵主体（402）和自动切换系统和控制系统，所述液压泵主体（402）有两个，两个液压泵主体（402）左右对称设置在两个限位辅助架（3）的内侧；所述自动切换系统设置在两个液压泵主体（402）的内侧；所述控制系统设置在液压泵主体（402）和钻头（7）的内侧；所述钻杆（5）转动连接在限位辅助架（3）底部端面的外侧；所述散热辅助机构设置在钻杆（5）的内侧，散热辅助机构包括有：冷却流道（6），螺旋状结构的所述冷却流道（6）开设在钻杆（5）和钻头（7）内侧的中心位置；所述钻头（7）同轴固定连接在钻杆（5）底部端面的外侧。

2.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述调平辅助机构包括有：电推杆（2）、活动杆（201）、稳固辅助块（202）；所述电推杆（2）有四个，四个电推杆（2）均匀排布固定连接在支撑基架（1）底部端面的外侧；所述活动杆（201）有四个，四个活动杆（201）分别上下滑动连接在四个电推杆（2）的下侧；所述稳固辅助块（202）有四个，四个稳固辅助块（202）分别同心固定连接在四个活动杆（201）底部端面的外侧。

3.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述驱动辅助机构还包括有：调节齿轮（4）和驱动齿轮（401），所述调节齿轮（4）同轴固定连接在钻杆（5）顶部端面的外侧；所述驱动齿轮（401）有两个，两个驱动齿轮（401）左右对称转动连接在调节齿轮（4）的外侧，调节齿轮（4）与驱动齿轮（401）之间相互啮合；驱动齿轮（401）的顶端分别与两个液压泵主体（402）的驱动轴固定连接。

4.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述限位辅助架（3）包括有：限位块（301），所述限位块（301）有两组，两组限位块（301）左右对称固定连接在两个限位辅助架（3）的外侧，两组限位块（301）均为t状结构；

5.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述散热辅助机构还包括有：散热扇（601）和辅助通孔（602），所述散热扇（601）有两个，两个散热扇（601）上下对称设置在钻杆（5）的内侧；所述辅助通孔（602）有多个，多个辅助通孔（602）上下对称均匀排布开设在钻杆（5）的外侧。

6.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述冷却流道（6）内部设置有多个散热鳍片。

7.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述钻头（7）包括有：螺旋刃（701），所述螺旋刃（701）有两个，两个螺旋刃（701）分别开设在钻头（7）的左右两侧；左端的螺旋刃（701）从钻头（7）顶部的左侧开始，沿着钻头（7）的外壁螺旋向下，到达钻头（7）底部的对侧；右端的螺旋刃（701）从钻头（7）顶部的右侧开始，沿着钻头（7）的外壁螺旋向下，到达钻头（7）底部左端螺旋刃（701）的起始侧；两个螺旋刃（701）的宽度和螺距相等，两个螺旋刃（701）在钻头（7）的外壁上构成交叉螺旋状结构。

8.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述驱动辅助机构还包括有：交叉连接管路（403），所述交叉连接管路（403）固定连接在两个液压泵主体（402）的内侧，在交叉连接管路（403）的液压管路上，设置有液压调节阀。

9.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述自动切换系统内部设置有一个压力传感器和一个电子控制器，压力传感器设置在钻头（7）上端的内侧，电子控制器设置在交叉连接管路（403）的内侧。

10.如权利要求1所述一种矿石开采岩层钻进设备，其特征在于：所述控制系统主要由旋转速度传感器、压力传感器、控制单元、以及与液压泵的连接机构构成，旋转速度传感器和压力传感器安装在钻头（7）附近，旋转速度传感器和压力传感器均采用电子式，通过电缆将信号传输到控制单元；控制单元采用微处理器作为核心，配备有数字式输入接口和数字式输出接口。

技术总结
本发明提供一种矿石开采岩层钻进设备，涉及矿石开采领域，包括：支撑基架，调平辅助机构设置在支撑基架底部端面的外侧；两个限位辅助架上下对称滑动连接在支撑基架内端的上侧；驱动辅助机构设置在两个限位辅助架的内侧；钻杆转动连接在限位辅助架底部端面的外侧；散热辅助机构设置在钻杆的内侧；钻头同轴固定连接在钻杆底部端面的外侧。提高了本设备在地层在不同情况下对钻头转速进行控制调节时的操作便捷度，且当液压泵主体遇到故障时，实现了对液压泵主体的及时切换，保证了本钻进设备的正常使用，解决了现有的岩层钻进设备大都采用一个液压泵为液压马达提供动力，影响了地层在不同情况下对钻头转速进行控制调节时的操作便捷度。

技术研发人员：谢奋全,吴吉忠,刘苗苗,孙永河,巩磊,王宝
受保护的技术使用者：东北石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15