一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机的制作方法

1.本实用新型属于钻孔装备技术领域，具体涉及一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机。


背景技术：

2.在煤炭资源开发中，急倾斜煤层开采一直是采矿技术中一个难题，尤其在急倾斜煤层中施工钻孔难度极大，严重影响了煤炭开采效率和安全性，从而制约了煤矿产能。目前，在急倾斜煤层顺煤层施工钻孔普遍是受钻孔设备的功能和性能的限制，存在偏斜率大、孔径小、成孔率低等技术问题，使得钻孔施工环节工程量大、周期长、综合成本高。针对在急倾斜煤层施工孔径200mm、钻距100～150m的顺煤层斜孔，尚没有成熟的钻孔设备能够完成设计要求的钻孔。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机；解决目前在急倾斜煤层顺煤层施工钻孔存在偏斜率大、孔径小、成孔率低等技术问题。
4.为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。
5.一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机，包括底盘、托架、外钻动力头、外钻杆、内钻动力头、内钻杆、内钻动力头基座、滑动基座、钻头，所述托架设置于底盘的上端面，托架通过支撑油缸与底盘的上端面后端相铰接，托架的下端面与底盘的上端面前边缘相铰接，滑动基座滑动连接于托架上端面的滑轨上，外钻动力头固定在滑动基座上端面上，内钻动力头基座滑动连接于滑动基座上端面并且位于外钻动力头的后端，内钻动力头固定在内钻动力头基座上，外钻动力头的输出轴与外钻杆相螺纹连接，内钻动力头的输出轴与内钻杆相螺纹连接，外钻杆与内钻杆均与钻头相连接。
6.进一步的，所述底盘为长方体结构的焊接件，底盘上端设置有立柱油缸，立柱油缸的数量为四个，分别均布设置于底盘的上端面四个角落处，立柱油缸竖直设置，其缸座一端均固定在底盘的上端面上，每条立柱油缸推杆端头均安装有一个底脚。
7.进一步的，所述托架为长方体结构，沿着底盘的宽度方向设置于底盘的中部位置，托架的长度方向与底盘的长度方向相一致，托架的两侧侧板中部与支撑油缸的推杆端头相铰接。
8.进一步的，所述托架的上端面沿着其宽度方向的两侧设置有滑轨，滑轨的长度方向与托架的长度方向相一致，滑轨的长度与托架的长度相等。
9.进一步的，滑动基座包括面板和基座油缸，面板的下端面两侧沿着其长度方向设置有滑槽，面板通过所述滑槽与滑轨相滑动连接，基座油缸缸体固定在面板的下端面，并且基座油缸的长度方向与托架的长度方向相一致；基座油缸的缸体与面板的下端面相固定连接，基座油缸的推杆端头与托架的前端相连接。
10.进一步的，所述内钻动力头基座包括内钻油缸、滑套、滑杆和安装板，所述滑套为
方形的板状结构，滑套的两端分别对称设置有两个滑孔，滑孔的延伸方向与滑动基座的滑动方向相一致并且贯穿于滑套的前后端面，所述滑杆的数量为两个，分别插接于滑套的两个滑孔中；所述滑杆的前后端分别通过一个安装板固定于面板的上端面；所述内钻油缸的缸体固定设置于滑套的下端面上，并且内钻油缸的长度方向与滑动基座的滑动方向相一致，内钻油缸的推杆端头与后端的安装板相固定连接。
11.进一步的，所述钻头包括外钻头、内钻头，外钻头与外钻杆末端连接，内钻头与内钻杆末端连接。
12.进一步的，所述外钻杆的首钻杆一端与外钻动力头的输出轴相螺纹连接，末钻杆一端与钻头相螺纹连接，外钻杆的中间钻杆逐节首尾相连；所述内钻杆首钻杆一端与内钻动力头的输出轴相螺纹连接，末钻杆一端与钻头相螺纹连接，内钻杆中间钻杆逐节首尾相连。
13.进一步的，还包括夹持机构，所述夹持机构包括夹持基座、外钻夹持油缸和内钻夹持油缸，所述夹持基座固定在托架的上端面前端边缘，外钻杆以及内钻杆穿过夹持基座，夹持基座的两侧分别固定设置有固定板，固定板的下端与托架相固定连接。
14.更进一步的，所述外钻夹持油缸的数量为两个，分别对称设置于外钻杆的两侧，并且固定于夹持基座两侧的固定板上，外钻夹持油缸的推杆端头一端朝向外钻杆；所述内钻夹持油缸的数量为两个，分别对称设置于内钻杆的两侧，并且固定于夹持基座两侧的固定板上，内钻夹持油缸推杆端头一端朝向内钻杆。
15.本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：
16.（1）本实用新型能够在急倾斜煤层施工孔径200mm、钻距100~150m的斜孔，相对于目前类似功能的钻孔装备，其钻孔孔径大，偏斜率和钻进效率可明显提高。
17.（2）本实用新型中外钻杆和内钻杆采用独立驱动方式，同步钻进，运行平稳，钻孔精度高，能够有效控制塌孔，成孔率高。
18.（3）本实用新型中底盘上安装有立柱油缸和支撑油缸，结构简单、合理，稳定性好。
附图说明
19.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：
20.图1是本实用新型整体的俯视图；
21.图2是本实用新型整体的正视图；
22.其中，1为底盘、11为立柱油缸、12为底脚、13为支撑油缸、2为托架、3为外钻动力头、4外钻杆、5为内钻动力头、6为内钻杆、7为内钻动力头基座、71为内钻油缸、72为滑套、73为滑杆、74为安装板、8为滑动基座、81为面板、82为基座油缸、9为夹持机构、91为夹持基座、92为外钻夹持油缸、93为内钻夹持油缸、10为钻头、101为外钻头、102为内钻头。
具体实施方式
23.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。
24.如图1—2所示，本实用新型提供了一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机，包括底盘1、托架2、外钻动力头3、外钻杆4、内钻动力头5、内钻杆6、内钻动力头基座7、滑动基座8、夹持机构9、钻头10；
25.所述底盘1为长方体结构的焊接件，底盘1上端设置有立柱油缸11、底脚12和支撑油缸13。所述立柱油缸11的数量为四个，分别均布设置于底盘1的上端面四个角落处，立柱油缸11竖直设置，其缸座一端均固定在底盘1的上端面上，每条立柱油缸11推杆端头均安装有一个底脚12。底盘1的上端面两侧分别对称设置有一条支撑油缸13，支撑油缸13沿着底盘1的长度方向所设置，支撑油缸13的尾端铰接于底盘1的后端，支撑油缸13的推杆端头与托架2的下端面相铰接。
26.所述托架2为长方体结构，设置于底盘1的上端并且沿着底盘1的宽度方向设置于底盘1的中部位置，托架2的长度方向与底盘1的长度方向相一致。托架2的前端超出于底盘1的前端并且托架2的下端面通过铰接座与底盘1的上端面前端边缘相铰接，托架2的两侧侧板中部与支撑油缸13的推杆端头相铰接。 所述托架2的上端面沿着其宽度方向的两侧设置有滑轨，滑轨的长度方向与托架2的长度方向相一致，滑轨的长度与托架2的长度相等。
27.所述滑动基座8滑动连接于托架2上端面的滑轨上。滑动基座8包括面板81和基座油缸82，面板81的下端面两侧沿着其长度方向设置有滑槽，面板81通过所述滑槽与滑轨相滑动连接，基座油缸82缸体固定在面板81的下端面，并且基座油缸82的长度方向与托架2的长度方向相一致。基座油缸82的缸体与面板81的下端面相固定连接，基座油缸82的推杆端头与托架2的前端相连接，通过基座油缸82的伸缩来带动滑动基座8沿钻进方向往复运动。
28.所述外钻动力头3固定在滑动基座8面板81的上端面前端，外钻动力头3的输出轴为管型结构，输出轴与滑动基座8的滑动方向相一致，输出轴与外钻杆4相螺纹连接，并且在输出轴的尾端设置有排渣管。
29.所述外钻杆4的首钻杆一端与外钻动力头3的输出轴相螺纹连接，末钻杆一端与钻头10相螺纹连接，外钻杆4的中间钻杆逐节首尾相连。
30.所述内钻动力头基座7包括内钻油缸71、滑套72、滑杆73和安装板74。所述滑套72为方形的板状结构，设置于滑动基座8的上端并且位于外钻动力头3的后端，滑套72的两端分别对称设置有两个滑孔，滑孔的延伸方向与滑动基座8的滑动方向相一致并且贯穿于滑套的前后端面。所述滑杆73的数量为两个，分别插接于滑套72的两个滑孔中，从而滑套72与滑杆73可以相对滑动；所述滑杆73的前后端分别通过一个安装板74固定于面板81的上端面。所述内钻油缸71的缸体固定设置于滑套72的下端面上，并且内钻油缸71的长度方向与滑动基座8的滑动方向相一致，内钻油缸71的推杆端头与后端的安装板74相固定连接，通过内钻油缸71的伸缩来实现滑套72的前后滑动。
31.所述内钻动力头5固定在滑套72的上端面并给内钻动力头5的输出轴与外钻动力头3的输出轴轴线相重合。内钻动力头5的输出轴为管型结构，输出轴与内钻杆6相螺纹连接，并且在输出轴的尾端接供水管。
32.所述内钻杆6首钻杆一端与内钻动力头5的输出轴相螺纹连接，末钻杆一端与钻头10相螺纹连接，内钻杆6中间钻杆逐节首尾相连。
33.所述夹持机构9包括夹持基座91、外钻夹持油缸92和内钻夹持油缸93。所述夹持基座91固定在托架2的上端面前端边缘，外钻杆4以及内钻杆6穿过夹持基座91，夹持基座91的
两侧分别固定设置有固定板，固定板的下端固定于托架2上。所述外钻夹持油缸92的数量为两个，分别对称设置于外钻杆4的两侧，并且固定于夹持基座91两侧的固定板上，外钻夹持油缸92的推杆端头一端朝向外钻杆4。所述内钻夹持油缸93的数量为两个，分别对称设置于内钻杆6的两侧，并且固定于夹持基座91两侧的固定板上，内钻夹持油缸93推杆端头一端朝向内钻杆6。
34.所述钻头10包括外钻头101、内钻头102，外钻头101与外钻杆4末端连接，内钻头102与内钻杆6末端连接。
35.本实用新型的工作过程如下。
36.预先在急倾斜煤层中施工完成上、下巷道，本实用新型工作时，先将本实用新型运输到钻孔位置，然后伸展开立柱油缸11，使底脚12支撑到巷道顶板，通过支撑油缸13调整好进钻方位角，从而将钻机固定在钻孔位置。
37.钻机钻进时，外钻动力头3的输出轴与外钻杆4一端连接，外钻杆4中间钻杆逐节首尾相连，末端连接外钻头101，外钻动力头3为外钻杆4和外钻头101提供扭矩；内钻动力头5的输出轴与内钻杆6一端连接，内钻杆6中间钻杆逐节首尾相连，末端连接内钻头102，内钻动力头5为内钻杆6和内钻头102提供扭矩；外钻动力头3输出轴和外钻杆4为中空，内钻杆6从外钻动力头3和外钻杆4中空腔内穿过，在外钻杆4内旋转，外钻杆4与内钻杆6之间形成空腔，钻液从空腔中排除；内钻杆6为中空，钻液通过空腔输送到钻头10截割界面处，钻液在内钻杆6和外钻杆4中形成闭环系统。
38.滑动基座8所安装的基座油缸82为外钻动力头3提供推进力和起拔力，内钻动力头基座7所安装的内钻油缸71为内钻动力头5提供推进力和起拔力。
39.夹持机构9固定在托架2上，通过外钻夹持油缸92和内钻夹持油缸93，分别对外钻杆4和内钻杆6起夹持作用；
40.本实用新型连续工作，钻孔施工完成后，分别退出内钻杆6和外钻杆4，完成一个工作循环，然后收回支撑油缸13落平钻机，再收回立柱油缸11解除锚固，转运到下一个钻孔位置进行下一个钻孔施工工作。
41.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。