[发明专利]一种煤矿坑道钻机用快速起下钻装置及快速起下钻方法

说明书

本发明公开一种煤矿坑道钻机用快速起下钻装置及快速起下钻方法，该装置包括吊装机构、夹紧承托机构和钻杆架；吊装机构包括单体液压支柱、导轨、吊臂，用于吊装由多根钻杆组成的多连杆；夹紧承托机构包括夹紧单元、平移单元、转动单元、固定支腿、底座、梁架和铰接支腿，用于配合动力头拧卸多连杆丝扣并辅助多连杆沿轴线平移或转动；钻杆架包括单体架、连接杆以及隔挡块，用于储存多连杆。本发明实现了在起钻或下钻过程中，可一次从钻孔内提出或者下入由多根钻杆组成的多连杆，大幅度提高了起钻或者下钻的效率，减轻了工人的劳动强度。

技术领域

本发明属于煤矿坑道钻探技术领域，涉及一种快速起下钻装置，尤其是涉及一种煤矿坑道钻机用快速起下钻装置。

背景技术

煤矿坑道钻孔施工过程中，时常会遇到需要频繁起钻(从钻孔内提出所有钻具)、下钻(将所有钻具下入到孔内)的过程。例如，煤矿坑道定向钻孔钻进至目标层位需要取芯时，需要将孔内钻杆柱(包含钻头、螺杆马达等所有钻具)取出，将取芯器安装在钻杆柱前端，重新将带有取芯器的钻杆柱下入孔内。取到煤、岩样后，再将带有取芯器的钻杆柱全部提出孔内，取出煤、岩样。若钻孔需要继续延伸待取其他层位岩芯时，重新下入定向钻具继续钻进。实际取芯过程中，由于复杂的地质条件，一次取芯不一定能成功，需要两次或者多次取芯。当孔深超过300m以上时，单次取芯过程耗用时间较长，工人连续加卸钻杆劳动强度也较大。又如，钻孔施工过程中，孔内掉钻、断钻的事故时有发生。处理此类事故，常用的方法之一是要尽快将孔内的所有钻具取出，在钻杆柱前端连接打捞公锥或者打捞母锥，重新下钻至断钻处。利用打捞公锥或打捞母锥在断钻处强力造扣，拧紧后提出孔内钻具。强力造扣过程中时常发生打捞公锥或者打捞母锥损坏，则需要提出孔内所有钻具更换公锥或者母锥。长距离连续起钻、下钻不仅工人劳动强度大，耗费的大量时间也增加了打捞失败的可能性。

综上所述，亟待研发一种适合于煤矿坑道钻机用的具有快速起下钻功能的装置及快速起下钻方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种煤矿坑道钻机用快速起下钻装置及快速起下钻方法，克服了上述技术不足，实现了起钻、下钻的快速性，减轻了工人的劳动强度，提高了起钻、下钻的效率。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种煤矿坑道钻机用快速起下钻装置，该装置能同时从钻孔内提出或下入多根相连的钻杆；包括吊装机构，以及位于吊装机构下方的夹紧承托机构和钻杆架；

所述吊装机构包括两个竖向的单体液压支柱、垂直连在两个单体液压支柱间的导轨以及吊装在导轨上并能沿导轨移动的吊臂；所述吊臂包括滑移件且滑移件设在所述导轨上、位于滑移件下方并与滑移件连接的定位板、设在定位板下部两侧并对称设置的两个转动臂、分别设于两个转动臂上的两个伸缩臂、设在定位板上部两侧并对称设置的两个第一气动马达、分别缠绕在两个第一气动马达的连接轮上的两根软绳且两根软绳分别经由两个伸缩臂末端的导向轮后分别连接一个吊装套；两个吊装套能吊装多根相连的钻杆后在第一气动马达作用下上提或下放钻杆，且钻杆能随吊臂沿导轨移动以能同时将多根钻杆从夹紧承托机构送至钻杆架或从钻杆架送至夹紧承托机构；

所述夹紧承托机构包括底架、安装在底架上的梁架、安装在梁架上端部的夹紧单元以及依次间隔交替设在梁架上的多个平移单元和转动单元；所述夹紧单元、平移单元和转动单元沿直线布设；所述梁架与底架之间的连接位置可调使梁架的倾角可以适应钻孔施工中不同钻孔倾角；

所述钻杆架包括多个单体架以及设在单体架上的钻杆隔挡块，且相邻单体架间通过连接杆依次连接。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述导轨为三棱柱形结构，所述滑移件包括罩在导轨上方的滑移壳体、安装在滑移壳体内壁且位于导轨两侧面并能沿导轨滑移的滚轮以及设在滑移壳体顶部的固定块；

所述定位板位于导轨下方，定位板上部与所述固定块通过矩形杆连接，以将定位板通过滑移件吊装在导轨上。