一种后置式钻杆装卸钻机及钻杆的装填、退钻拆卸方法与流程

本发明涉及煤矿设备，具体为一种后置式钻杆装卸钻机及钻杆的装填、退钻拆卸方法。

背景技术：

1、煤矿井下高突综采工作面的施工是井下综合开采的重点，主要包括瓦斯抽放钻孔、校验孔、注水孔、泄压孔等措施的施工。目前主要采用我司生产的zdy120s型浅孔钻机完成钻孔施工。如图7所示，该类钻机在施工过程中需要将机身固定在采面运输机挡煤板上，以乳化液泵站为动力源，全液压操作，可轻松完成高突综采工作面浅孔释放瓦斯工艺以及泄压孔、注水空等浅孔施工工艺。煤矿井下施工，安全永远是第一位的，煤矿井下任何设备的运行都必须都足够的安全措施保障。而目前该类钻机在井下施工过程中存在的核心问题在于：存在很大安全隐患，具体来说，由图7也可以直观地看出，该类钻机普遍采用的马达和钻杆的直接驱动结构，钻杆和马达位于同一中轴线上。这使得井下一线工人在进行钻杆的装卸时只能站立在马达的前侧进行，而马达前侧与煤层壁综采面之间的空间本就有限，且这个区域距离煤层壁、钻孔很近，时刻面临着钻孔内瓦斯、水煤尘喷出的风险，存在很大安全隐患，所以一线工人暴露在这个区域内完成钻杆的装卸，工人的人身安全时刻都会面临着安全威胁，深入到实践施工中也会发现，工人每次在这个区域内装卸钻杆时，都会万分小心谨慎，且即便是熟练工人，也会时刻存在着紧张的情绪，这使得该类钻机的钻杆的装卸变得十分不便，不符合煤矿井下施工对于安全防范的要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种后置式钻杆装卸钻机及钻杆的装填、退钻拆卸方法，主要对钻杆的驱动结构进行了重新设计与优化改进，钻杆与驱动马达不再位于同一中轴线上，位于驱动马达的一侧的钻杆可以自由地在回转驱动器中穿进穿出，可在驱动马达的后方的安全区域直接将钻杆从驱动器中取出并装卸，进而解决了目前存在的钻杆装卸的安全隐患问题。

2、本发明为了解决上述问题所采取的技术方案如下：

3、一种后置式钻杆装卸钻机，包括支撑杆座、设置在支撑杆座上的滑杆座、滑动设置在滑杆座上的滑座、设置在滑杆座一端的用于推动滑座滑动的液压油缸以及设置在滑座上的回转驱动器，所述回转驱动器内装填有钻杆，其中，所述回转驱动器包括底座和设置在底座上的驱动箱，所述驱动箱一侧设置有驱动马达，所述驱动马达的输出轴置入驱动箱内后连接有一驱动齿，所述驱动箱上相邻驱动马达处设置有钻杆装配孔，所述钻杆装配孔内设置有用于驱动钻杆转动的回转组件，所述回转组件与所述驱动齿啮合传动连接。

4、作为上述技术方案的一种优选方案，所述回转组件包括轴承、回转外套、传动内套和端盖，所述轴承设置在所述钻杆装配孔内，所述回转外套设置在轴承上，所述回转外套与所述传动内套之间传动套接，所述端盖可拆卸装配在所述回转外套的端部。

5、作为上述技术方案的一种优选方案，所述回转外套的外圆周上套设有外齿轮环，所述外齿轮环与所述驱动齿啮合传动。

6、作为上述技术方案的一种优选方案，所述回转外套的内圆周为可传递扭矩的六方形结构，所述传动内套的外圆周为与回转外套相匹配的六方形结构、内圆周为与钻杆的母头相匹配的四方形结构，且所述传动内套的内径尺寸与所述钻杆的母头相匹配。

7、作为上述技术方案的一种优选方案，所述回转外套的端部设置有l性结构的卡板，所述端盖的外圆周设置有可与卡板旋转卡接的耳板，所述端盖通过耳板旋转卡接在回转外套的端部。

8、作为上述技术方案的一种优选方案，所述支撑杆座包括两个位于首尾两端的升降支撑杆。

9、作为上述技术方案的一种优选方案，所述升降支撑杆包括两个相互套接的支撑杆和一限位销，两个支撑杆之间设置有多个与限位销相匹配的限位孔，两个支撑杆之间通过穿设在限位孔内的限位销完成高度的调节与固定。

10、作为上述技术方案的一种优选方案，所述滑杆座包括两个相互平行的滑杆和分别设置在两个滑杆两端处之间的连接板，所述连接板底部分别可拆卸坐设在所述支撑杆座上。

11、作为上述技术方案的一种优选方案，所述滑杆座一端处设置有用于固定液压油缸的连接座。

12、作为上述技术方案的一种优选方案，所述滑杆座靠近尾端位置处设置有用于连接装配钻机座的固定板。

13、一种后置式钻杆装卸钻机的钻杆装填方法，包括以下步骤：第一，启动钻机将第一根钻杆钻入到钻孔内，此时回转驱动器被顶推至靠近钻机首端处；

14、第二，将端盖取下，启动液压油缸将回转驱动器进一步向前顶推，至第一根钻杆的母头穿出回转驱动器，此时取下仍套接在母头上的传动内套；

15、第三，取第二根钻杆，将其公头与第一根钻杆的母头连接；

16、第四，启动液压油缸将回转驱动器往回拉至第二根钻杆的母头处，而后将取下的传动内套再次套接在第二杆钻杆的母头上后，再次回拉回转驱动器，至传动内套完全套接进入到回转外套内，此时回转驱动器被回拉至靠近钻机尾端处；

17、第五，将端盖旋转卡入到回转驱动器上，即完成钻杆的一次装填；第六，重复上述步骤，至完成钻杆的装填。

18、一种后置式钻杆装卸钻机的钻杆退钻拆卸方法，包括以下步骤：第一，启动钻机，将回转驱动器顶推至靠近钻机的首端处，而后拆下端盖，启动液压油缸进一步向前顶推回转驱动器，至位于末端的钻杆的母头和一部分钻杆杆体穿出回转驱动器；

19、第二，使用一套管工装，将其套接并临时固定在位于末端的钻杆上，套管工装朝向回转驱动器的一端的外径大于钻杆装配孔的外径，以使套管工装可抵靠支撑在回转驱动器端侧；

20、其中，所述套管工装包括一内径大于钻杆外径的管体和设置在管体一端的法兰，所述法兰的外径大于所述钻杆装配孔的外径，所述管体和钻杆的母头上均设置有销孔，所述管体通过一固定销临时固定在钻杆上。

21、第三，启动液压油缸将回转驱动器回拉，此时回转驱动器同步推动抵靠在其端侧的套管工装，套管工装同步带动与其临时固定的末端的钻杆回拉，至末端的钻杆与次根钻杆的连接端完全拉出钻孔并进入到滑座的行程内；

22、第四，取下套管工装，将末端的钻杆的公头从次根钻杆的母头上拆下；第五，启动液压油缸将回转驱动器向前顶推至次根钻杆的母头处，至次根钻杆的母头穿出回转驱动器，即完成一次钻杆的退钻拆卸；第六，重复上述步骤，至完成钻杆的退钻拆卸。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、本申请主要对钻杆的驱动结构，也就是回转驱动器进行了重新设计与优化改进，将原先的驱动马达直接驱动钻杆的结构改进为齿轮传动驱动，使得钻杆与驱动马达不再位于同一中轴线上，同时钻杆的传动结构采用了多个相互套接的传动套，传动套之间可以自由拆装，位于驱动马达的一侧的钻杆也就进一步地可以自由地在回转驱动器中穿进穿出，从而，工人在装卸钻杆时可在驱动马达的后方的安全区域处直接将钻杆从驱动器中取出并装卸，不必再暴露在不安全的区域，进而也就解决了目前存在的钻杆装卸的安全隐患问题。

技术特征：

1.一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：包括支撑杆座(1)、设置在支撑杆座(1)上的滑杆座(2)、滑动设置在滑杆座(2)上的滑座(3)、设置在滑杆座(2)一端的用于推动滑座(3)滑动的液压油缸(4)以及设置在滑座(3)上的回转驱动器(5)，所述回转驱动器(5)内装填有钻杆(12)，其中，所述回转驱动器(5)包括底座(51)和设置在底座(51)上的驱动箱(52)，所述驱动箱(52)一侧设置有驱动马达(53)，所述驱动马达(53)的输出轴置入驱动箱(52)内后连接有一驱动齿，所述驱动箱(52)上相邻驱动马达(53)处设置有钻杆装配孔(54)，所述钻杆装配孔(54)内设置有用于驱动钻杆(12)转动的回转组件，所述回转组件与所述驱动齿啮合传动连接。

2.如权利要求1所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述回转组件包括轴承、回转外套(6)、传动内套(7)和端盖(8)，所述轴承设置在所述钻杆装配孔(54)内，所述回转外套(6)设置在轴承上，所述回转外套(6)与所述传动内套(7)之间传动套接，所述端盖(8)可拆卸装配在所述回转外套(6)的端部。

3.如权利要求2所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述回转外套(6)的外圆周上套设有外齿轮环(9)，所述外齿轮环(9)与所述驱动齿啮合传动。

4.如权利要求2所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述回转外套(6)的内圆周为可传递扭矩的六方形结构，所述传动内套(7)的外圆周为与回转外套(6)相匹配的六方形结构、内圆周为与钻杆(12)的母头相匹配的四方形结构，且所述传动内套(7)的内径尺寸与所述钻杆(12)的母头相匹配。

5.如权利要求2所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述回转外套(6)的端部设置有l性结构的卡板(61)，所述端盖(8)的外圆周设置有可与卡板(61)旋转卡接的耳板(81)，所述端盖(8)通过耳板(81)旋转卡接在回转外套(6)的端部。

6.如权利要求1所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述支撑杆座(1)包括两个位于首尾两端的升降支撑杆。

7.如权利要求6所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述升降支撑杆包括两个相互套接的支撑杆和一限位销(10)，两个支撑杆之间设置有多个与限位销(10)相匹配的限位孔(11)，两个支撑杆之间通过穿设在限位孔(11)内的限位销(10)完成高度的调节与固定。

8.如权利要求1所述的一种后置式钻杆装卸钻机，其特征在于：所述滑杆座(2)包括两个相互平行的滑杆和分别设置在两个滑杆两端处之间的连接板(21)，所述连接板(21)底部分别可拆卸坐设在所述支撑杆座(1)上；所述滑杆座(2)一端处设置有用于固定液压油缸(4)的连接座(22),所述滑杆座(2)靠近尾端位置处设置有用于连接装配钻机座的固定板(23)。

9.如权利要求1-8任一所述的一种后置式钻杆装卸钻机的钻杆装填方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求1-8任一所述的一种后置式钻杆装卸钻机的钻杆退钻拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
一种后置式钻杆装卸钻机及钻杆的装填、退钻拆卸方法，包括支撑杆座、设置在支撑杆座上的滑杆座、滑动设置在滑杆座上的滑座、设置在滑杆座一端的用于推动滑座滑动的液压油缸以及设置在滑座上的回转驱动器，所述回转驱动器内装填有钻杆，其中，所述回转驱动器包括底座和设置在底座上的驱动箱，所述驱动箱一侧设置有驱动马达，所述驱动马达的输出轴置入驱动箱内后连接有一驱动齿，所述驱动箱上相邻驱动马达处设置有钻杆装配孔，所述钻杆装配孔内设置有用于驱动钻杆转动的回转组件，所述回转组件与所述驱动齿啮合传动连接。本发明可在驱动马达的后方的安全区域直接将钻杆从驱动器中取出并装卸，进而解决了目前存在的钻杆装卸的安全隐患问题。

技术研发人员：武泽铭,李志本,岳景龙,李明杰,曲保伟,张鹏,闫中兴,杜刚刚,王子豪
受保护的技术使用者：铁福来（平顶山）智能安全装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14