一种螺旋送管装置中的旋转机构的制作方法

1.本实用新型涉及钻径向水平井所用的送管装置技术领域，具体为一种螺旋送管装置中的旋转机构。


背景技术：

2.地下煤矿开采过程中，由于煤层赋存条件复杂多变，瓦斯事故时常发生，因此，为预防煤矿局瓦斯安全事故，做到瓦斯有效抽采与利用，需要在挖掘前使用抽放钻机打探测孔。
3.现有技术中，在利用高压水射流进行钻孔时，钻机需要根据不同工序更换对应工序所使用的钻具，多种钻具设备的交替使用对高压软管的收放产生不便。为解决上述问题，专利号为cn202021938669.2的中国专利公开了一种送管装置和钻孔增透一体装置，包括绞盘、高压软管、送管器、导轨以及导轨驱动装置，绞盘的软管滚轮上缠绕高压软管，进行收放工作，绞盘的芯轴通过高压泵向高压软管的一端通入高压流体，进行输水工作。该方案能够为更换钻具工序提供足够的操作空间，实现高压软管收放和进退的灵活性。
4.然而高压软管在钻杆内部输送的过程中，高压软管与钻杆内部管壁接触容易发生弯曲变形，导致与管壁接触面积越来越大，摩擦力大逐渐增大，造成软管不能长距离输送。因此如何实现高压软管在钻杆内的长距离输送成为了有待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种螺旋送管装置中的旋转机构，它安装在送管机构和卷管机构之间，能够在高压水射流钻孔作业中，实现高压软管长距离输送的效果。
6.为实现上述目的，提出以下技术方案：
7.一种螺旋送管装置中的旋转机构，包括在固定部、旋转部以及安装在固定部侧面的旋转驱动机构，旋转部转动设置在固定部的外侧；旋转驱动机构与旋转部传动连接；固定部轴向设有可供高压软管通过的孔腔；固定部与旋转部之间设有连通的过液通道，固定部、旋转部上分别设有与过液通道连通的过液口。
8.较优的，固定部的端部环向转动设有旋转头，固定部上的过液口设置在旋转头上；过液口底部的固定部外侧设有环形槽；在固定部的筒体内部设有横向过液通道，横向过液通道的一端通过环形槽与旋转头的过液口连通，另一端与外部连通。
9.较优的，旋转部的端部与旋转头通过连接板固定连接。
10.较优的，旋转部的外侧设有齿圈，旋转驱动机构通过驱动齿轮与齿圈传动连接。
11.较优的，固定部的外侧设有罩壳，驱动齿轮在罩壳内，旋转驱动装置通过连轴与罩壳内的驱动齿轮连接；旋转部通过轴承组件和限位组件转动设置在固定部的外侧，旋转部外侧的齿圈与罩壳动密封连接。
12.较优的，罩壳包括侧面罩壳以及与侧面罩壳通过螺栓连接或者一体连接的环形罩壳。齿圈与环形罩壳的边缘通过密封件动密封连接。
13.较优的，限位组件为限位圈，限位圈与固定部的外侧螺纹连接。
14.本实用新型的使用原理在于：现有技术中螺旋送管装置包括卷管机构和送管机构，卷管机构包括卷管盘和旋转架，卷管盘通过旋转轴转动设置在旋转架上，旋转机构安装在送管机构和卷管机构之间，其中旋转部的一端与旋转架固定连接，送管机构与旋转部的另一端固定连接或者与固定部固定连接。卷管机构的旋转轴内部设有供高压水通过的通道，在旋转轴的两端均设有旋转接头，旋转轴与卷管驱动装置传动连接。
15.在使用时，用于输送高压水的高压软管盘绕在卷管盘上，远端穿过旋转机构的孔腔，并经过送管机构向前延伸。旋转部上的过液口通过连接管连通卷管盘上旋转轴一端的旋转接头，另一端的旋转接头与高压软管的近端连通，固定部上的过液口连接高压水输入端。装置启动后，在卷管驱动机构的带动下，卷管盘将旋转，送管机构在送管驱动机构的驱动下引导高压软管向前输送。通过在送管机构和卷管机构之间增加旋转机构，使得高压软管在由送管机构向前输送的过程中，在旋转驱动机构的带动下，旋转部带动卷管机构旋转，或者旋转部带动送管机构和卷管机构一起旋转，从而使高压软管在钻杆内部能够产生旋转，即螺旋前进，通过旋转力克服高压软管与钻杆内部之间的摩擦力，防止高压软管在远端弯曲变形、堆积打搅，从而可实现长距离输送。而当起高压软管时，卷管机构提供向后牵引的力，在钻杆内部遇到摩擦力大的情况下，同样可以通过旋转的方式，保证起管顺利。
16.本实用新型的有益技术效果是：1、通过在卷管机构和送管机构之间增加旋转机构，可以实现钻孔作业时，钻杆内部的高压软管不易发生弯曲打搅，能够实现远距离输送；2、在高压泵通过高压软管向前输出高压水时，高压水进液接头与固定部的过液口连接，再通过环形槽结构和旋转部的过液通道与卷管机构的旋转接头连接，使得旋转部和卷管机构两者能够保持同步旋转，而高压水输入端位置固定不动。
附图说明
17.附图1为本实用新型中旋转机构的一种局部剖切结构示意图。
18.附图2为本实用新型中旋转机构的一种安装结构示意图。
19.附图3为图2的剖切结构示意图。
20.图中：1、固定部；2、旋转部；3、旋转驱动机构；4、高压软管；5、孔腔；6、旋转头；7、过液口；8、环形槽；9、横向过液通道；10、齿圈；11、驱动齿轮；12、罩壳；13、轴承组件；14、限位组件；15、密封件；16、卷管机构；17、送管机构；18、旋转架；19、旋转轴；20、卷管盘；21、卷管驱动装置；22、排管器；23、往复丝杆；24、旋转接头；25、送管驱动装置；26、分配轮箱；27、驱动轮组；28、齿轮组；29、直线通道；30、柔性连接器；31、侧板。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种螺旋送管装置中的旋转机构进一步说明。
22.如图2、图3所示，螺旋送管装置包括卷管机构16和送管机构17，卷管机构16包括旋转架18、通过旋转轴19转动设置在旋转架18上的卷管盘20、与旋转轴19传动连接的卷管驱动装置21以及位于卷管盘20前侧的排管器22，排管器22上设有往复丝杆23，卷管驱动装置21与往复丝杆23之间通过链条链轮机构传动连接，卷管驱动装置21带动转轴和卷管盘20旋
转；旋转轴19的内部设有供高压水通过的通道，旋转轴19的两端设有与该通道连通的旋转接头24。在卷管盘20正向或反向旋转的过程中，卷管驱动装置21通过链条链轮机构同时带动排线管中的往复丝杆23正向或者反向转动，为卷管盘20释放或收纳高压软管4起到导向、盘线的作用。其具体机构可参照专利cn202021938669.2。送管机构17包括送管驱动装置25和分配轮箱26，分配轮箱26内设有用于驱动高压软管4前进的驱动轮组27以及与驱动轮组27传动连接的齿轮组28，驱动轮组27之间设有通过高压软管4的直线通道29；送管驱动装置25与齿轮组28传动连接。送管驱动装置25固定在分配轮箱26外侧，其输出轴与齿轮组28通过柔性连接器30连接，将高压软管4放置在驱动轮组27之间直线通道29中，驱动装置驱动柔性连接器30旋转、柔性连接器30带动齿轮组28、驱动轮组27旋转，驱动轮组27与高压软管4之间产生摩擦，从而带动高压软管4持续向前输送。
23.一种螺旋送管装置中的旋转机构，包括在固定部1、旋转部2以及安装在固定部1侧面的旋转驱动机构3，旋转部2转动设置在固定部1的外侧；旋转驱动机构3与旋转部2传动连接；固定部1轴向设有可供高压软管4通过的孔腔5；固定部1与旋转部2之间设有连通的过液通道，固定部1、旋转部2上分别设有与过液通道连通的过液口7。
24.在本实施例中，旋转机构可以配合专利cn202021938669.2记载的卷管机构16和送管机构17一起使用，卷管机构16包括卷管盘20和旋转架18，卷管盘20通过旋转轴19转动设置在旋转架18上，旋转机构安装在送管机构17和卷管机构16之间，其中旋转部2的一端与旋转架18固定连接，送管机构17与固定部1固定连接。卷管机构16的旋转轴19内部设有供高压水通过的通道，在旋转轴19的两端均设有旋转接头24，旋转轴19与卷管驱动装置21传动连接。
25.用于输送高压水的高压软管4盘绕在卷管盘20上，远端穿过旋转机构的孔腔5，并经过送管机构17向前延伸，其中孔腔5为可供高压软管4通过的通孔。送管机构17用于为高压软管4向前输送提供动力，一般可以通过滚轮组的方式，将高压软管4放置在滚轮组之间，利用滚轮转动时，与高压软管4之间产生摩擦，带动高压软管4向前输送。高压软管4是相对而言的软管，既可以满足卷管的需要，又具有一定的刚度，具有能够承受高压水的性能，也能够在送管机构17的驱动下，向前移动。该高压软管4的具体材料为本领域常见材料，在此不再详述。卷管机构16中的卷管盘20通过旋转轴19转动设置在旋转架18，通过卷管驱动装置21驱动旋转轴19带动卷管盘20转动，从而实现释放、收卷高压软管4。旋转架18常为u形，卷管盘20通过旋转轴19安装在中部位置，侧板31用于与旋转部2的一端固定连接，从而在旋转部2转动时，卷管机构16能够同步旋转，从而带动前端输送的高压软管4产生旋转力，克服与钻杆内壁的摩擦力，避免发生弯曲打搅的情况。
26.在使用时，旋转轴19的一个旋转接头24与高压软管4连通，另一个旋转接头24与旋转部2上的过液口连通，高压泵输出的高压水与固定部1的过液口连通，不论本装置如何旋转，固定部1与过液通道的连接均固定不动，而旋转部2的过液口与卷管机构16的旋转接头24连接，两者将同步旋转。
27.较优的，如图1、图3所示，固定部1的端部环向转动设有旋转头6；固定部1上的过液口7设置在旋转头6上，过液口7底部的固定部1外侧设有环形槽8；在固定部1的筒体内部设有横向过液通道9，横向过液通道9的一端通过环形槽8与旋转头6的过液口7连通，另一端与外部连通。
28.横向过液通道9可以在固定部1的筒体上周向设置一个以上，固定部1和旋转部2上的过液口7与横向过液通道9形成连通的通道，可以用于输送高压水，或者向旋转驱动机构3、送管驱动装置25、卷管驱动装置21输送机油等。高压水、机油等从固定部1的过液口进入，从旋转部2的过液口出，以保证在输入端可以不旋转。
29.旋转头6与固定部1的端部通过密封件15动密封连接，环形槽8为环绕旋转部2筒体的凹槽，使得通过横向过液通道9总能与旋转头6的过液口7连通。
30.旋转头6上的过液口7通过连接管连通卷管盘20上旋转轴19一端的旋转接头24，另一端的旋转接头24与高压软管4的近端连通，横向过液通道9上与旋转头6位置相反的一端连接高压水输入端。装置启动后，在卷管驱动机构的带动下，卷管盘20将旋转，送管机构17在送管驱动机构的驱动下引导高压软管4向前输送。通过在送管机构17和卷管机构16之间增加旋转机构，使得高压软管4在由送管机构17向前输送的过程中，在旋转驱动机构3的带动下，旋转部2带动卷管机构16旋转，或者旋转部2带动送管机构17和卷管机构16一起旋转，从而使高压软管4在钻杆内部能够产生旋转，即螺旋前进，通过旋转力克服高压软管4与钻杆内部之间的摩擦力，防止高压软管4在远端弯曲变形、堆积打搅，从而可实现长距离输送。而当起高压软管4时，卷管机构16提供向后牵引的力，在钻杆内部遇到摩擦力大的情况下，同样可以通过旋转的方式，保证起管顺利。同时，在旋转部2带动卷管机构16旋转时，旋转头6也能够在连接管的牵引下旋转，保证高压水输入端可以不旋转，而旋转部2和卷管机构16同步旋转，不必单独设置让高压水输入端与卷管机构16同步旋转的其它装置，从而节省装置占用空间。
31.固定部1上的横向过液通道9，可以以不同直径周向设置的多个，用于输送高压水，或者向旋转驱动机构3、送管驱动机构输送机油等。高压水、机油等从固定部1的过液口7进入，从旋转部2的过液口7出，以保证在流体输入端可以不旋转。
32.进一步地，旋转部2的端部与旋转头6通过连接板固定连接。
33.在本具体实施例中，连接板可以为旋转架18的侧板31。这样，在旋转部2带动卷管机构16旋转时，也能够直接带动旋转头6旋转。使旋转头6与卷管机构16保持相对静止的状态。具体的，旋转架18的侧板31分别通过螺栓与旋转部2、旋转头6的侧面连接。不论本装置如何旋转，固定部1与横向过液通道9均固定不动，而旋转部2的过液口7与卷管机构16的旋转接头24连接，两者将同步旋转。
34.进一步地，旋转部2的外侧设有齿圈10，旋转驱动机构3通过驱动齿轮11与齿圈10传动连接。齿圈10通过螺栓与旋转部2连接，当旋转驱动装置启动时，能够带动驱动齿轮11旋转，驱动齿轮11带动齿圈10和旋转部2旋转。在本装置上，卷管机构16的旋转架18侧板31通过螺栓与旋转部2的外端连接，从而利用旋转部2带动卷管机构16旋转。
35.进一步地，如图1所示，固定部1的外侧设有罩壳12，驱动齿轮11在罩壳12内，旋转驱动装置通过连轴与罩壳12内的驱动齿轮11连接；旋转部2通过轴承组件13和限位组件14转动设置在固定部1的外侧，旋转部2外侧的齿圈10与罩壳12动密封连接。
36.罩壳12包括侧面罩壳12以及与侧面罩壳12通过螺栓连接或者一体连接的环形罩壳12，齿圈10与环形罩壳12的边缘通过密封件15动密封连接。
37.罩壳12用于保护驱动齿轮11和齿圈10等内部结构，轴承组件13包括用于外圈、内圈以及限位于外圈与内圈之间的滚动体。轴承组件13的一侧抵接在侧面罩壳12内侧，另一
侧通过限位组件14对侧面进行限位。限位组件14包括限位圈两个限位圈，限位圈均与固定部1的外侧螺纹连接，两个限位圈之间通过螺栓连接，限位圈与旋转部2之间为动密封连接。