[发明专利]用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置及对中调节方法

说明书

本发明公开了一种用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置及对中调节方法，利用该钻杆螺纹对中装置及对中调节方法可在钻杆接扣过程中的根据实际偏离情况自动、实时对中主动钻杆与待接钻杆螺纹，从而达到减轻螺纹接头的磨损，延长钻杆使用寿命的目的；并且，每次调整都是根据拍摄的待接钻杆的实际偏离情况进行，更好的保证了螺纹对中的有效性与成功率。

技术领域

本发明涉及一种用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置及对中调节方法。

背景技术

煤矿自动控制钻机(井下瓦斯抽采钻机201410618071.8、一种矿用液压钻机的全自动控制方法201410394711.1)是近几年出现的一种新型煤矿安全装备，其自动化程度高、安全性好、减人提效效果显著，是煤矿钻机发展的必然趋势。但是，在施工的钻杆自动接扣环节频繁出现钻杆螺纹接头对不准的问题，导致螺纹磨损严重，钻杆寿命急剧缩短。

自动控制钻机使用的钻杆间的连接以螺纹方式为主，前后钻杆间的接扣(即螺纹公头与母头的连接)是钻孔施工的重要步骤，自动控制钻机的钻杆自动接扣装置如图1和图2所示：其包括用于夹持固定住孔内钻杆的第二夹持器、用于夹持待接钻杆的第一夹持器以及用于固定主动钻杆的主动钻杆安装座，所述主动钻杆安装座、第一夹持器和第二夹持器同轴设置；在第一夹持器和主动钻杆安装座之间还设有输送装置。

步骤如下：

(1)初始状态：主动钻杆安装座1(主动钻杆2与主动钻杆安装座1固连)位于推进装置3最后端，第一夹持器6松开，第二夹持器7夹紧孔内钻杆8，输送装置4已经将待接钻杆5输送至图示位置。

(2)第一夹持器6夹紧待接钻杆5，输送装置4松开钻杆，主动钻杆安装座1一边缓慢旋转一边缓慢前进(图1示向右)，直到主动钻杆2的螺纹公头完全旋入待接钻杆5的母头，接扣完成。

(3)松开第一夹持器6，第二夹持器7保持夹紧，主动钻杆安装座1驱动待接钻杆5一边缓慢旋转一边缓慢前进，直到待接钻杆5的螺纹公头完全旋入孔内钻杆8的母头，接扣完成。

(4)松开第二夹持器7，钻机即可开始钻进。

钻杆接扣理论上需要前后钻杆的中心完全对齐，但实际操作中无法实现，因此钻杆螺纹一般设计有一定的容错量，允许前后钻杆中心轴线存在一定偏差，但是该范围很小，径向约1mm。由于相关部件的制造与装配误差、钻杆输送定位误差等均难以避免，造成各类误差的累计值数倍于钻杆中心轴线允许的偏差范围，难以保证主动钻杆与待接钻杆的螺纹接头对齐，最终导致钻杆螺纹在接扣过程中严重磨损。

由于主动钻杆1和孔内钻杆8的位置固定，施工过程中不可调整，因此，在接扣过程中调整待接钻杆的位置，使其左端母头与主动钻杆公头对齐的方法较为可行。但是目前尚无有效的调整待接钻杆5螺纹接头位置的控制方法和装置。实践中，只能在待接钻杆的大致中间位置进行简单的固定支撑，从而防止其左端母头与主动钻杆过度偏离，减轻螺纹的磨损。

现有方法的缺点如下：

1.待接钻杆支撑位置固定，然而实际上每根钻杆的偏离情况都不同，无法根据实际偏离情况调整位置。

2.待接钻杆的夹持机构只在上下方向具有简单的支撑作用，且高度固定，左右、前后无法调整，对中作用十分有限，常常对不准。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置及对中调节方法，以解决目前的钻杆接扣过程中不能根据实际偏离情况自动、实时对中主动钻杆与待接钻杆螺纹的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于自动钻机的钻杆螺纹对中装置，包括图像采集模块、与所述图像处理模块通信连接的控制器以及分别与所述控制器连接的执行机构和数据库模块；