[发明专利]一种制导式螺旋钻头及工程钻机

说明书

一种制导式螺旋钻头及工程钻机属于工程钻机技术领域，尤其涉及一种制导式螺旋钻头及工程钻机。本发明提供一种制导式螺旋钻头及工程钻机。本发明制导式螺旋钻头1包括半球状钻头部1‑1和圆筒型钻头部1‑2，其特征在于半球状钻头部1‑1设置在半球壳内，半球状钻头部1‑1承载制导机构2的微转动曲面圆环2‑1，圆筒型钻头部(1‑2)承载制导机构2的制导压力输出机构，制导压力输出机构驱动微转动曲面圆环2‑1转动。

技术领域

本发明属于工程钻机技术领域，尤其涉及一种制导式螺旋钻头及工程钻机。

背景技术

其一，当今我国露天煤矿全部是大型至超大型露天煤矿，开采煤层厚度几米至几十米，以300m/a的速度内排回填，如不进行边端帮压余煤的开采，造成计约14.7%的境内储量的煤炭资源被掩埋而无法利用，以2018年为例，我国露天煤矿开采煤量为8亿吨，按14.7%计，形成边端帮压煤量1.378亿吨未开采利用。一方面造成煤炭资源的浪费，另一方面因压余煤的自燃而引起生态环境的破坏。

其二，露天煤矿边端帮压余煤开采设备，国外有横轴截割和纵轴旋切两种类型，价格昂贵、配件同样昂贵且供货周期长久(达16-18月)。2015年后国内也研发了这两种类型的设备，均为本公司研发产品，分别于2014和2018年获得国家知识产权局专利局的发明专利授权。

但是，纵轴旋切型边端帮压余煤开采设备存在目前尚未克服的重大缺陷-无法进行钻进倾斜和侧向偏斜纠正，钻进过程中，因钻杆自身的重量必然发生钻进向下倾斜，因钻杆的抖动与机械的振动和煤层地质条件因素，必然发生侧向偏斜，或侧偏与倾斜二者同时出现，从而为分层开采造成困难、甚至无效，出现效率低、停滞，或影响露天煤矿正常的生产作业，或终止边端帮压余煤的开采而被迫开采设备转场。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种制导式螺旋钻头及工程钻机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明制导式螺旋钻头1包括半球状钻头部1-1和圆筒型钻头部1-2，其特征在于半球状钻头部1-1设置在半球壳内，半球状钻头部1-1承载制导机构2的微转动曲面圆环2-1，圆筒型钻头部(1-2)承载制导机构2的制导压力输出机构，制导压力输出机构驱动微转动曲面圆环2-1转动。

作为一种优选方案，本发明所述半球状钻头部1-1与圆筒型钻头部1-2焊接。

作为另一种优选方案，本发明所述半球状钻头部1-1内前缘设置前十字形杆1-4，前十字形杆1-4中央设置前圆环1-3，在前十字形杆1-4和前圆环1-3前面设置截齿1-5，在圆筒型钻头部1-2后部设置后十字形杆1-6，后十字形杆1-6中央设置后圆环1-7，后圆环1-7中央与螺旋钻杆4具有对接口和锁定卡销。

作为另一种优选方案，本发明所述半球状钻头部1-1水平和垂直最大直径与半球壳交点位置外面设置四个固定销轴2-3，微转动曲面圆环2-1横向(前后向)设置与固定销轴2-3位置和数目相应的矩形切口2-2，固定销轴2-3穿过微转动曲面圆环2-1的矩形切口2-2。

作为另一种优选方案，本发明所述制导机构2包括微转动曲面圆环2-1、矩形切口2-2、固定销轴2-3、侧截齿2-4、前截齿2-5、受顶推曲板2-6、固定圆筒2-7、环形滑道2-8、制导液压机构2-9、双轴承2-10、制导液压缸固定支板2-11、受顶推曲板支撑杆2-12、微转动曲面圆环转动轨迹2-13和固定圆筒2-7止转动连接板2-14；制导液压机构2-9为所述制导压力输出机构；

微转动曲面圆环2-1曲度与半球状钻头部1-1曲度一致，两者间距在毫米量级，环套在半球状钻头部1-1外部；微转动曲面圆环2-1后边缘有受顶推曲板2-6，受顶推曲板2-6后设置固支板2-12；

所述制导液压机构2-9固定在固定圆筒2-7上，固定圆筒2-7内面为环形滑道2-8；环形滑道2-8为轴承式，固定在圆筒型钻头部1-2外周；固定圆筒2-7两侧设置固定连接板2-14，与输煤部分的前输煤槽4-1固定。