一种煤层裂隙智能监测钻探设备的制作方法

本发明涉及煤矿钻探，特别涉及一种煤层裂隙智能监测钻探设备。

背景技术：

1、钻探设备根据其应用领域不同而种类繁多，小到可以手持、重量仅十余公斤的薄壁钻机，大到需要整列火车装载重达上千吨的超深孔钻机，当然，根据其用途的不同，钻探设备的结构也由极简单到复杂。最简单的可能仅仅就是一个单速的回转器或冲击机构，复杂的如海洋科学钻探船几乎将现代科学技术完全包容，但就我们目前最常见的岩心钻机、水文水井钻机、工程钻机、石油钻机等来说，基本都是机电一体化的产物。然而在煤矿掘进过程中，通常需要多次对于矿井的内部进行钻探，从而提高对于整个环境的监测，然而现有的一些钻探设备通常体积较大，还需要额外的驱动单元，导致整个装置使用不便，无法自由携带，因此需要对其进行改进。

2、如公开号为cn112878920a的中国发明专利申请公开了一种煤矿掘进作业用钻探设备，其装置包括第一工作台，其所述的第一工作台的两侧设置有支撑柱，其支撑柱上设置有第二固定板，其所述的第二固定板的一端与限位杆的上端进行铰链安装，第一工作台的中间位置与第二丝杠形成螺纹副，其第二丝杠铰链安装在第二工作台的中间位置，第二丝杠的下端设置有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮形成锥齿轮副，第一锥齿轮与第一转轴固定安装，第一转轴与第四固定板铰链安装，第四固定板的下端与第三工作台固定安装，其装置适用于一种煤矿掘进作业用钻探设备，整个装置通过机械传动的方式进行连接，使得装置的结构更加的简单，制造成本低，并且携带方便。

3、进一步地，上述装置的优点为体积小，便携性强，但是其功能较少，只能进行浅层的钻探工作，因此，急需设计一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其装置可以更换钻探钻头，使装置既可以进行钻探工作，也可以进行取芯检测工作，完成对深层煤层的裂隙监测。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种煤层裂隙智能监测钻探设备，包括钻探钻头装置、供水装置、钻探位移装置、钻探连接装置、钻探稳定装置、移动承载装置；钻探钻头装置与供水装置铰链安装，钻探钻头装置与钻探位移装置固定安装，钻探钻头装置与钻探连接装置固定安装，钻探连接装置与钻探位移装置固定安装，钻探位移装置与移动承载装置固定安装，移动承载装置与供水装置固定安装，移动承载装置与钻探稳定装置固定安装；钻探钻头装置用于对煤层进行钻探与监测，供水装置用于在工作时对钻探位置进行供水，钻探位移装置用于带动钻探钻头装置进行位移，钻探连接装置用于连接钻探位移装置与钻探钻头装置，钻探稳定装置用于稳定钻探钻头装置在工作时的纵向位置，移动承载装置用于带动装置整体移动。

2、进一步地，钻探钻头装置包括钻头连接器、取芯钻头、连接螺栓、纵向滑轨、位移板、下连接管、电机支撑、钻头电机、上连接管、进水管；钻头连接器与取芯钻头滑动安装，钻头连接器与连接螺栓滑动安装，取芯钻头与连接螺栓形成螺纹副，钻头连接器与下连接管固定安装，下连接管与进水管固定安装，进水管与上连接管固定安装，上连接管与钻头电机铰链安装，钻头电机与电机支撑固定安装，电机支撑与位移板固定安装，位移板与纵向滑轨滑动安装。

3、进一步地，钻探位移装置包括轴头连接、传动长轴、传动键、大带轮、位移线缆、收纳滚筒、长轴支撑、上支撑板、位移电机、传动皮带、小带轮、带轮支撑、支撑柱、第一推杆；轴头连接与传动长轴铰链安装，传动长轴与传动键固定安装，传动键与大带轮滑动安装，大带轮与传动长轴滑动安装，大带轮与带轮支撑铰链安装，带轮支撑与上支撑板固定安装，传动长轴与收纳滚筒固定安装，收纳滚筒与位移线缆滑动安装，传动长轴与长轴支撑滑动安装，长轴支撑与上支撑板固定安装，传动皮带与大带轮滑动安装，传动皮带与小带轮滑动安装，小带轮与位移电机铰链安装，位移电机与上支撑板固定安装，第一推杆与轴头连接固定安装，第一推杆与上支撑板固定安装，支撑柱与上支撑板固定安装，上支撑板与纵向滑轨固定安装。

4、进一步地，移动承载装置包括下支撑板、车轮支撑、移动车轮、挂钩孔、横移箱体、第二推杆、上横移推板、横移螺杆、横移滑块、下横移推板、螺杆电机；下支撑板与车轮支撑固定安装，车轮支撑与移动车轮铰链安装，下支撑板与挂钩孔固定安装，下支撑板与横移箱体固定安装，横移箱体与第二推杆固定安装，第二推杆与上横移推板固定安装，上横移推板与螺杆电机固定安装，螺杆电机与横移螺杆铰链安装，横移螺杆与横移滑块形成螺纹副，横移滑块与上横移推板滑动安装，横移滑块与下横移推板固定安装，支撑柱与下支撑板固定安装，下支撑板与纵向滑轨固定安装。

5、进一步地，供水装置包括内部水管、连接套筒、供水泵、外部水管；内部水管与连接套筒固定安装，内部水管与供水泵固定安装，供水泵与外部水管固定安装，供水泵与下支撑板固定安装，连接套筒与进水管铰链安装。

6、进一步地，钻探连接装置包括滑轮支撑、线缆锁定、支撑螺杆、锁定螺母、位移滑轮；滑轮支撑与支撑螺杆铰链安装，支撑螺杆与锁定螺母形成螺纹副，位移滑轮与支撑螺杆铰链安装，线缆锁定与上支撑板固定安装，线缆锁定与位移线缆固定安装，位移线缆与位移滑轮滑动安装，滑轮支撑与位移板固定安装。

7、进一步地，钻探稳定装置包括上旋转盘、稳定推板、稳定滚轮、下旋转盘；上旋转盘与下旋转盘铰链安装，下旋转盘与稳定推板滑动安装，稳定推板与上旋转盘滑动安装，稳定推板与稳定滚轮铰链安装，下旋转盘与下支撑板固定安装。

8、本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本装置设置了钻探探头装置，可以更换不同尺寸的钻探钻头，既可以对煤层进行取芯也可以进行钻探。（2）本装置设置了钻探位移装置与钻探连接装置，通过线缆与滑轮控制钻探探头装置的位移，动滑轮的设计有效减少电机的工作载荷。（3）本装置设置了钻探稳定装置，在钻探探头装置工作时保持其纵向位置的稳定，减少钻头的损耗。（4）本装置设置了移动承载装置，可以带动装置整体进行横向的平行位移。

技术特征：

1.一种煤层裂隙智能监测钻探设备，包括钻探钻头装置（1）、供水装置（2）、钻探位移装置（3）、钻探连接装置（4）、钻探稳定装置（5）、移动承载装置（6）；其特征在于：钻探钻头装置（1）与供水装置（2）铰链安装，钻探钻头装置（1）与钻探位移装置（3）固定安装，钻探钻头装置（1）与钻探连接装置（4）固定安装，钻探连接装置（4）与钻探位移装置（3）固定安装，钻探位移装置（3）与移动承载装置（6）固定安装，移动承载装置（6）与供水装置（2）固定安装，移动承载装置（6）与钻探稳定装置（5）固定安装；钻探钻头装置（1）用于对煤层进行钻探与监测，供水装置（2）用于在工作时对钻探位置进行供水，钻探位移装置（3）用于带动钻探钻头装置（1）进行位移，钻探连接装置（4）用于连接钻探位移装置（3）与钻探钻头装置（1），钻探稳定装置（5）用于稳定钻探钻头装置（1）在工作时的纵向位置，移动承载装置（6）用于带动装置整体移动。

2.如权利要求1所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：钻探钻头装置（1）包括钻头连接器（101）、取芯钻头（102）、连接螺栓（103）、纵向滑轨（104）、位移板（105）、下连接管（106）、电机支撑（107）、钻头电机（108）、上连接管（109）、进水管（110）；钻头连接器（101）与取芯钻头（102）滑动安装，钻头连接器（101）与连接螺栓（103）滑动安装，取芯钻头（102）与连接螺栓（103）形成螺纹副，钻头连接器（101）与下连接管（106）固定安装，下连接管（106）与进水管（110）固定安装，进水管（110）与上连接管（109）固定安装，上连接管（109）与钻头电机（108）铰链安装，钻头电机（108）与电机支撑（107）固定安装，电机支撑（107）与位移板（105）固定安装，位移板（105）与纵向滑轨（104）滑动安装。

3.如权利要求2所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：钻探位移装置（3）包括轴头连接（301）、传动长轴（302）、传动键（303）、大带轮（304）、位移线缆（305）、收纳滚筒（306）、长轴支撑（307）、上支撑板（308）、位移电机（309）、传动皮带（310）、小带轮（311）、带轮支撑（312）、支撑柱（313）、第一推杆（314）；轴头连接（301）与传动长轴（302）铰链安装，传动长轴（302）与传动键（303）固定安装，传动键（303）与大带轮（304）滑动安装，大带轮（304）与传动长轴（302）滑动安装，大带轮（304）与带轮支撑（312）铰链安装，带轮支撑（312）与上支撑板（308）固定安装，传动长轴（302）与收纳滚筒（306）固定安装，收纳滚筒（306）与位移线缆（305）滑动安装，传动长轴（302）与长轴支撑（307）滑动安装，长轴支撑（307）与上支撑板（308）固定安装，传动皮带（310）与大带轮（304）滑动安装，传动皮带（310）与小带轮（311）滑动安装，小带轮（311）与位移电机（309）铰链安装，位移电机（309）与上支撑板（308）固定安装，第一推杆（314）与轴头连接（301）固定安装，第一推杆（314）与上支撑板（308）固定安装，支撑柱（313）与上支撑板（308）固定安装，上支撑板（308）与纵向滑轨（104）固定安装。

4.如权利要求3所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：移动承载装置（6）包括下支撑板（601）、车轮支撑（602）、移动车轮（603）、挂钩孔（604）、横移箱体（605）、第二推杆（606）、上横移推板（607）、横移螺杆（608）、横移滑块（609）、下横移推板（610）、螺杆电机（611）；下支撑板（601）与车轮支撑（602）固定安装，车轮支撑（602）与移动车轮（603）铰链安装，下支撑板（601）与挂钩孔（604）固定安装，下支撑板（601）与横移箱体（605）固定安装，横移箱体（605）与第二推杆（606）固定安装，第二推杆（606）与上横移推板（607）固定安装，上横移推板（607）与螺杆电机（611）固定安装，螺杆电机（611）与横移螺杆（608）铰链安装，横移螺杆（608）与横移滑块（609）形成螺纹副，横移滑块（609）与上横移推板（607）滑动安装，横移滑块（609）与下横移推板（610）固定安装，支撑柱（313）与下支撑板（601）固定安装，下支撑板（601）与纵向滑轨（104）固定安装。

5.如权利要求4所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：供水装置（2）包括内部水管（201）、连接套筒（202）、供水泵（203）、外部水管（204）；内部水管（201）与连接套筒（202）固定安装，内部水管（201）与供水泵（203）固定安装，供水泵（203）与外部水管（204）固定安装，供水泵（203）与下支撑板（601）固定安装，连接套筒（202）与进水管（110）铰链安装。

6.如权利要求5所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：钻探连接装置（4）包括滑轮支撑（401）、线缆锁定（402）、支撑螺杆（403）、锁定螺母（404）、位移滑轮（405）；滑轮支撑（401）与支撑螺杆（403）铰链安装，支撑螺杆（403）与锁定螺母（404）形成螺纹副，位移滑轮（405）与支撑螺杆（403）铰链安装，线缆锁定（402）与上支撑板（308）固定安装，线缆锁定（402）与位移线缆（305）固定安装，位移线缆（305）与位移滑轮（405）滑动安装，滑轮支撑（401）与位移板（105）固定安装。

7.如权利要求6所述的一种煤层裂隙智能监测钻探设备，其特征在于：钻探稳定装置（5）包括上旋转盘（501）、稳定推板（502）、稳定滚轮（503）、下旋转盘（504）；上旋转盘（501）与下旋转盘（504）铰链安装，下旋转盘（504）与稳定推板（502）滑动安装，稳定推板（502）与上旋转盘（501）滑动安装，稳定推板（502）与稳定滚轮（503）铰链安装，下旋转盘（504）与下支撑板（601）固定安装。

技术总结
本发明公开了一种煤层裂隙智能监测钻探设备，涉及煤矿钻探技术领域，包括钻探钻头装置、供水装置、钻探位移装置、钻探连接装置、钻探稳定装置、移动承载装置。本装置设置了钻探探头装置，可以更换不同尺寸的钻探钻头，既可以对煤层进行取芯也可以进行钻探；本装置设置了钻探位移装置与钻探连接装置，通过线缆与滑轮控制钻探探头装置的位移，动滑轮的设计有效减少电机的工作载荷；本装置设置了钻探稳定装置，在钻探探头装置工作时保持其纵向位置的稳定，减少钻头的损耗；本装置设置了移动承载装置，可以带动装置整体进行横向的平行位移。

技术研发人员：任红阳
受保护的技术使用者：山东省煤田地质局第三勘探队
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17