一种螺旋送管装置的制作方法

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。


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，它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，包括送管机构和卷管机构，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；还包括位于送管机构和卷管机构之间的旋转机构和旋转驱动机构，旋转机构包括在同一轴线上转动连接的固定部和旋转部，旋转驱动机构与旋转部传动连接；旋转机构轴向设有可供高压软管通过的孔腔；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。
8.较优的，旋转机构的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。
9.较优的，旋转部转动设置在固定部内，并与固定部动密封连接；孔腔轴向设置在旋转部内；旋转部的筒体一端或两端设有沿轴向设置的横向过液通道，沿旋转部的筒体外侧设有环形槽，横向过液通道的一端与环形槽连通，另一端与外部连通；固定部上设有与环形槽连通的竖向过液通道，竖向过液通道一端与外部连通，另一端与环形槽连通。
10.较优的，旋转部的筒体外侧设有环形凹槽，固定部设置在该环形凹槽内，固定部的侧面与环形凹槽的侧面动密封连接；孔腔轴向设置在旋转部内；旋转部的筒体一端设有沿轴向设置并与环形凹槽连通的横向过液通道，沿环形凹槽的侧面设有与横向过液通连通的
环形槽；固定部上设有竖向过液通道，竖向过液通道的一端与外部连通，另一端与环形槽连通。
11.较优的，孔腔轴向设置在固定部内，固定部的一端设有罩壳，罩壳内安装有驱动齿轮，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，在旋转部的外侧设有与驱动齿轮啮合的齿圈；固定部的另一端环向转动设有旋转头；固定部与送管机构固定连接，旋转部与卷管机构固定连接；旋转头上设有过液口，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。
12.较优的，旋转部与旋转头通过旋转架的侧板固定连接。
13.较优的，卷管机构还包括与旋转轴传动连接的卷管驱动装置以及位于卷管盘前侧的排管器，排管器上设有往复丝杆，卷管驱动装置与往复丝杆之间通过链条链轮机构传动连接，卷管驱动装置带动转轴和卷管盘旋转；旋转轴的内部设有供高压水通过的通道，旋转轴的两端设有与该通道连通的旋转接头。
14.较优的，送管机构包括送管驱动装置和分配轮箱，分配轮箱内设有用于驱动高压软管前进的驱动轮组以及与驱动轮组传动连接的齿轮组，驱动轮组之间设有通过高压软管的直线通道；送管驱动装置与齿轮组传动连接。
15.本实用新型的使用原理在于：在使用时，用于输送高压水的高压软管一端连接在旋转轴端部的一个旋转接头上，另一端盘绕卷管盘上后，穿过旋转机构的孔腔，并经过送管机构向前延伸。装置启动后，在卷管驱动装置的带动下，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。而当收起高压软管时，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，而高压水进液接头位置固定不动。
附图说明
17.附图1为本实用新型螺旋送管装置的一种结构示意图。
18.附图2为图1另一角度的结构示意图。
19.附图3为图1的一种剖切结构示意图。
20.附图4为本实用新型螺旋送管装置中固定部和旋转部的第一种安装结构示意图。
21.附图5为本实用新型螺旋送管装置中固定部和旋转部的第二种安装结构示意图示意图。
22.附图6为本实用新型螺旋送管装置中固定部和旋转部的第三种安装结构示意图示意图。
23.图中：1、送管机构；2、卷管机构；201、卷管盘；202、旋转架；203、旋转轴； 3、旋转机构；301、固定部；302、旋转部；4、旋转驱动机构；5、孔腔；6、过液口；7、横向过液通道；8、环形槽；9、竖向过液通道；10、环形凹槽；11、罩壳；12、驱动齿轮；13、轴承组件；14、限位组件；15、齿圈；16、旋转头； 204、卷管驱动装置；205、排管器；206、往复丝杠；207、旋转接头；208、侧板；101、送管驱动装置；102、分配轮箱；103、驱动轮组；104、齿轮组； 105、直线通道；17、密封件；18、柔性连接器；19、高压软管。
具体实施方式
24.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进一步说明。
25.如图1、图2、图3所示，一种螺旋送管装置，包括送管机构1和卷管机构2，卷管机构2包括卷管盘201和旋转架202，卷管盘201通过旋转轴203转动设置在旋转架202上；卷管机构2还包括与旋转轴203传动连接的卷管驱动装置204以及位于卷管盘201前侧的排管器205，排管器205上设有往复丝杆，卷管驱动装置204与往复丝杆之间通过链条链轮机构传动连接，卷管驱动装置204带动转轴和卷管盘201旋转；旋转轴203的内部设有供高压水通过的通道，旋转轴203的两端均设有与该通道连通的旋转接头207。在卷管盘201正向或反向旋转的过程中，卷管驱动装置 204通过链条链轮机构同时带动排线管中的往复丝杆正向或者反向转动，为卷管盘201释放或收纳软管起到导向、盘线的作用。其具体机构可参照专利cn202021938669.2。如图1、图2、图3所示，送管机构1包括送管驱动装置101和分配轮箱102，分配轮箱102内设有用于驱动高压软管19前进的驱动轮组103以及与驱动轮组103传动连接的齿轮组104，驱动轮组103之间设有通过高压软管19的直线通道 105；送管驱动装置101与齿轮组104传动连接。送管驱动装置101固定在分配轮箱102外侧，其输出轴与齿轮组104通过柔性连接器18连接，将高压软管19放置在驱动轮组103之间直线通道 105中，驱动装置驱动柔性连接器18旋转、柔性连接器18带动齿轮组104、驱动轮组103旋转，驱动轮组103与高压软管19之间产生摩擦，从而带动高压软管19持续向前输送。
26.一种螺旋送管装置，还包括位于送管机构1和卷管机构2之间的旋转机构 3和旋转驱动机构4，旋转机构 3包括在同一轴线上转动连接的固定部301和旋转部302，旋转驱动机构4与旋转部302传动连接；旋转机构 3轴向设有可供高压软管19通过的孔腔5；旋转部302的一端与旋转架202固定连接，送管机构1与旋转部302的另一端固定连接或者与固定部301固定连接。
27.在使用时，用于输送高压水的高压软管19盘绕在卷管盘201上，高压软管19的一端连接在旋转轴203端部的旋转接头207上，高压软管19盘的另一端绕在卷管盘201上并穿过旋转机构 3的孔腔5，经过送管机构1向前延伸。
28.送管机构1用于为高压软管19向前输送提供动力；高压软管19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1的驱动下，向前移动。该高压软管19的具体材料为本领域常见材料，在此不再详述。卷管机构2中的卷管盘201通过旋转轴203转动设置在旋转架202，通过驱动旋转轴203带动卷管盘201转动，从而实现收卷高压软管19。旋转架202常为u形，卷管盘201通过旋转轴203安装
在中部位置，侧板208用于与旋转部302的一端固定连接，从而在旋转部302转动时，卷管机构2能够同步旋转，从而带动前端输送的高压软管19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。
29.本装置启动后，在卷管驱动装置204的带动下，卷管盘201将进行旋转，在送管机构1的驱动下引导高压软管19向前输送。通过在送管机构1和卷管机构2之间增加旋转机构 3，使得高压软管19在由送管机构1向前输送的过程中，在旋转驱动机构4的带动下，旋转部302带动卷管机构2旋转，或者旋转部302带动送管机构1和卷管机构2一起旋转，从而使高压软管19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19与钻杆内部之间的摩擦力，防止高压软管19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19时，卷管机构2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。孔腔5为可供高压软管19通过的通孔，可以沿固定部301或者旋转部302的轴向布置。
30.在一个实施例中，如图4、图5所示，旋转部302的一端与旋转架202固定连接，送管机构1与旋转部302的另一端固定连接。
31.当旋转驱动机构4带动旋转部302旋转时，旋转部302将带动旋转架202、卷管盘201以及送管机构1一起转动，在送管机构1的引导下，高压软管19在向前输送带同时也会旋转，即螺旋前进，产生的旋转力加上送管机构1的引导力，将克服高压软管19在钻杆内壁的摩擦力，使高压软管19能够不断向前输送，达到长距离输送的目的。在该实施例中，可以对高压软管19的刚度没有太高要求。
32.在另一个实施例中，如图3、图4所示，旋转部302的一端与旋转架202固定连接，送管机构1与固定部301固定连接。
33.当旋转驱动机构4带动旋转部302旋转时，旋转部302将带动旋转架202和卷管盘201一起转动，在送管机构1的引导下，高压软管19在向前输送带同时也会旋转，即螺旋前进，产生的旋转力加上送管机构1的引导力，将克服高压软管19在钻杆内壁的摩擦力，使高压软管19能够不断向前输送，达到长距离输送的目的。在该实施例中，送管机构1不需旋转，具有占用空间较小的优势。
34.进一步地，如图4、图5、图6所示，旋转机构 3的固定部301与旋转部302之间设有连通的过液通道，固定部301、旋转部302上分别设有与过液通道连通的过液口6。
35.固定部301和旋转部302上的过液口6与过液通道形成连通的通道，该通道可以为周向设置的多个，可以用于输送高压水，或者向旋转驱动机构4、送管驱动机构输送机油等。高压水、机油等从固定部301的过液口6进入，从旋转部302的过液口6出，以保证在输入端可以不旋转。
36.旋转轴203的一个旋转接头207与高压软管19连通，另一个旋转接头207与过液口连通，高压泵输出的高压水与固定部301的过液口连通，不论本装置如何旋转，固定部301与过液通道的连接均固定不动，而旋转部302的过液口与卷管机构2的旋转接头207连接，两者将同步旋转。
37.进一步地，如图5所示，旋转部302转动设置在固定部301内，并与固定部301动密封连接；孔腔5轴向设置在旋转部302内；旋转部302的筒体一端或两端设有沿轴向设置的横向过液通道7，沿旋转部302的筒体外侧设有环形槽8，横向过液通道7的一端与环形槽8连通，
另一端与外部连通；固定部301上设有与环形槽8连通的竖向过液通道9，竖向过液通道9一端与外部连通，另一端与环形槽8连通。
38.在该实施例中，旋转部302与固定部301之间动密封连接，在保证密封性的同时旋转部302能够相对固定部301旋转。环形槽8为环绕旋转部302筒体的凹槽，当旋转部302在固定部301内旋转时，总能使竖向过液通道9通过环形槽8与横向过液通道7连通。在竖向过液通道9的外端连通高压水，横向过液通道7的外端即过液口通过连接管与旋转轴203一端的旋转接头207连通，另一端的旋转接头207与高压软管19的近端连通，以保证在高压水输入端可以不旋转，而旋转部302和卷管机构2同步旋转，不必单独设置让高压水输入端与卷管机构2同步旋转的其它装置，从而节省装置占用空间。当在旋转部302的筒体两端均设置横向过液通道7和对应的竖向过液通道9时，另一组横向过液通道7和竖向过液通道9可以向送管机构1或者卷管机构2输送机油、燃料等。
39.进一步地，如图6所示，旋转部302的筒体外侧设有环形凹槽10，固定部301设置在该环形凹槽10内，固定部301的侧面与环形凹槽10的侧面动密封连接；孔腔5轴向设置在旋转部302内；旋转部302的筒体一端设有沿轴向设置并与环形凹槽10连通的横向过液通道7，沿环形凹槽10的侧面设有与横向过液通连通的环形槽8；固定部301上设有竖向过液通道9，竖向过液通道9的一端与外部连通，另一端与环形槽8连通。
40.该实施例为通过固定部301和旋转部302向高压软管19输送高压水的另一种结构，旋转部302与固定部301之间动密封连接，在保证密封性的同时旋转部302能够相对固定部301旋转。环形槽8为环绕旋转部302筒体的凹槽，当旋转部302在固定部301内旋转时，总能使竖向过液通道9通过环形槽8与横向过液通道7连通。在竖向过液通道9的外端连通高压水，横向过液通道7的外端即过液口通过连接管与旋转轴203一端的旋转接头207连通，另一端的旋转接头207与高压软管19的近端连通，以保证在高压水输入端可以不旋转，而旋转部302和卷管机构2同步旋转，不必单独设置让高压水输入端与卷管机构2同步旋转的其它装置，从而节省装置占用空间。
41.进一步地，如图4所示，孔腔5轴向设置在固定部301内，固定部301的一端设有罩壳11，罩壳11内安装有驱动齿轮12，旋转驱动装置通过连轴与罩壳11内的驱动齿轮12连接；旋转部302通过轴承组件13和限位组件14转动设置在固定部301的外侧，在旋转部302的外侧设有与驱动齿轮12啮合的齿圈15；固定部301的另一端环向转动设有旋转头16；固定部301与送管机构1固定连接，旋转部302与卷管机构1固定连接；旋转头16上设有过液口6，过液口6底部的固定部301外侧设有环形槽8；在固定部301的筒体内部设有横向过液通道7，横向过液通道7的一端通过环形槽8与旋转头16的过液口6连通，另一端与外部连通。
42.在该实施例中，罩壳11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。旋转驱动装置通过螺栓安装在侧面罩壳上，旋转驱动装置的连轴穿过侧面罩壳与驱动齿轮12连接。齿圈15通过螺栓与旋转部302连接，齿圈15与环形罩壳的边缘通过密封件动密封连接；当旋转驱动装置启动时，能够带动驱动齿轮12旋转，驱动齿轮12带动齿圈15和旋转部302旋转。在本装置上，卷管机构2的旋转架202侧板208通过螺栓与旋转部302的外端连接，从而利用旋转部302带动卷管机构2旋转。旋转头16与固定部301的端部通过密封件17动密封连接，旋转头16上的过液口6通过连接管连通卷管盘201上旋转轴203一端的旋转接头207，另一端的旋转接头207与高压软管19的近端连通，横向过液通道7上与旋转头16
位置相反的一端连接高压水输入端。在旋转部302带动卷管机构2旋转时，旋转头16也能够在连接管的牵引下旋转，保证在高压水输入端可以不旋转，而旋转部302和卷管机构2同步旋转，不必单独设置让高压水输入端与卷管机构2同步旋转的其它装置，从而节省装置占用空间。环形槽8为环绕旋转部302筒体的凹槽，使得通过横向过液通道7总能与旋转头16的过液口6连通。
43.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11内侧，另一侧通过限位组件14对侧面进行限位。限位组件14包括两个限位圈，限位圈均与固定部301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302之间为动密封连接。
44.进一步地，旋转部302与旋转头16通过旋转架202的侧板208固定连接。这样，在旋转部302带动卷管机构2旋转时，也能够直接带动旋转头16旋转。使旋转头16与卷管机构2保持相对静止的状态。具体的，旋转架202的侧板208分别通过螺栓与旋转部302、旋转头16的侧面连接。